Проекты истребителей-перехватчиков компании Dassault, способных развивать скорость M = 3…4 Часть 1
Предисловие редакции: в 1960-е года конструкторское бюро компании Dassault начало проектирование серии истребителей, способный развивать скорость M = 3…4. Дело оставалось лишь за двигателем.
Содержание:
В ноябре 2006 года в журнале «Le Fana de l’Aviation» была опубликована небольшая статья, посвященная проекту трехмахового «миража» и не содержавшая какой-либо дополнительной информации. В ходе недавних исследований в архивах папки с проектной документацией вновь стали доступны. Данная информация просто невероятная находка! Это не всего лишь несколько снимков, а полная документация множества проектов истребителей, создававшихся в рамках секретной программы. Ниже будет представлена неизвестная история таинственного семейства проектов истребителей компании Dassault.
Ни ВВС Франции, ни конструкторское бюро компании Dassault не являются источниками программы создания трехмаховых истребителей. В ее основе лежали результаты размышлений экспертов. В феврале 1964 года военный министр Пьер Мессмер (Pierre Messmer) основал центр перспективного прогнозирования и оценок (Centre de prospective et d’évaluation – CPE). Руководителем CPE был назначен инженер-генерал Гуго де Эстуаль (ingénieur général de l’armement Hughes de l’Estoile). Это было время, когда амбиции генерала де Голля, направленные на достижение страной национальной независимости, получили инструменты для достижения поставленной цели. CPE было поручено проводить долгосрочные исследования в области обороны. Создание CPE было явно вдохновлено примером в виде американской корпорации RAND [1]. Аналитики CPE начали серию исследований – часто очень инновационных – во многих областях военной деятельности; среди этих исследований были:
- доставка атомного оружия с помощью ядерной силовой установки, работающей на малых высотах;
- запуск спутников посредством одного из вариантов магнитометрического привода;
- самолеты с вертикальными взлетом и посадкой, оснащенные винтами заключенными в кольцевые кожухи.
В феврале 1965 года Гуго де Эстуаль создал две рабочие группы, в числе задач которых были исследования в области противовоздушной обороны. Рабочей группе №1 было поручено проведение исследований в области ракет земля-воздух средней и большой дальности, а рабочей группе №2 – «пилотируемых самолетов, летающих с большими сверхзвуковыми скоростями». В служебной записке от 25 мая 1965 года Гуго де Эстуаль разъяснил, что целью программы является
«исследование; примерно к 1980 году возможно появление и применение пилотируемого самолета, способного летать на больших сверхзвуковых скоростях и выполнять различные боевые задачи, а именно: нанесение ударов и выполнение разведки в глубоком тылу противника, а также противовоздушная оборона».
Таким образом, он дал старт оригинальной и амбициозной программе.
Проект, который вызывал скепсис
Без промедления руководство CPE вошло в контакт с командованием ВВС и в частности с бюро перспективных самолетов (Bureau prospective air – BPA), которое в августе 1967 году было преобразовано в бюро перспективного прогнозирования и исследований (Bureau prospectives et d’études – BPE). BPA, связанное с штабом ВВС, преследовало те же цели, что и CPE. Командование ВВС и руководство CPE договорились о сотрудничестве. Раз в полгода пять офицеров ВВС присутствовали в CPE и участвовали в заседаниях рабочей группы №2.
Тем не менее, в штабе ВВС программа быстро вызвала некоторую обеспокоенность. Несколько офицеров постоянно высказывали свое скептическое отношение к программе. В служебной записке от 26 октября 1965 года начальник бюро общих программ и будущий директор музея авиации и космонавтики полковник Пьер Лиссарраг (Colonel Pierre Lissarrague) дал такой суровый комментарий:
«Представляется, что пределы данного исследования неправильно определены и согласованы».
Одно из замечаний полковника Лиссаррага разделялось большинством старших офицеров, занимавшихся консультациями по данной программе:
«С того момента, когда гражданские самолеты будут летать на скоростях M = 3,5, нам понадобится «небесный полицейский» со скоростью M = 4,0, но без возможности продолжительного преследования. Тем не менее, во время войны перехватчику не нужна такая высокая скорость, поскольку задачу вполне способны выполнить летающие с такими же скоростями ракеты воздух-воздух. Кроме того, проще и дешевле увеличить характеристики ракеты, а не самолета-носителя».
Тем не менее, 22 ноября 1965 года BPA получило благоприятное заключение относительно параметрического исследования, посвященного самолету, способному развивать большие сверхзвуковые скорости, но с уточнением сферы применения программы:
«Научное руководство не должно составлять список возможных задач и также не должно указывать более-менее жесткие пределы, поскольку это задачи паспорта программы (fiche-programme)».
МиГ и Lockheed: поколение M = 3
Не только во Франции был дан старт поколению М = 3 – программам разработки истребителей-перехватчиков, способных летать на больших сверхзвуковых скоростях. Так, например, в СССР в марте 1964 года первый полет совершил перехватчик МиГ-25. Его характеристики были секретными, однако представление о них давали достижения его гражданской версии, получившей обозначение Е-266. 16 марта 1965 года Е-266 установил мировой рекорд скорости в полете по замкнутому контуру длиной 1000 километров, разогнавшись до 2319 км/ч. В октябре 1967 года Е-266 установил два новых рекорда: высоты полета 29977 метров и скорости 2982 км/ч на дистанции 500 километров. Первый публичный показ четырех истребителей-перехватчиков МиГ-25 состоялся 9 июля 1967 года в Домодедово – витрине советской боевой авиации. Присутствовавшим на показе западным наблюдателям стало ясно, что МиГ-25 представляет собой реальную угрозу.
Со своей стороны американцы работали над самолетами, способными развивать скорость М = 3,0. В феврале 1964 года президент Джонсон дал старт программе разработки самолета, способного летать на очень больших сверхзвуковых скоростях. Компания Lockheed занималась работами в данной области с конца 1950-х годов. Впоследствии ЦРУ в своих операциях использовало высокоскоростной дальний самолет-разведчик Lockheed A-12, а принадлежащее компании Lockheed конструкторское бюро Skunk Works работали над созданием на базе A-12 перехватчика YF-12 и дальнего самолета-разведчика SR-71.
Также следует сказать, что в те годы активно развивались программы создания сверхзвуковых пассажирских самолетов: в СССР работали над Ту-144, в Европе над «конкордом», а в США над программой SST. Исходя из вышеизложенного представляется вполне логичным интерес, который во Франции проявляли к истребителям, способным летать на очень больших сверхзвуковых скоростях.
Фактически во Франции первые работы над самолетами с высокими сверхзвуковыми скоростями датируются концом 1950-х годов. В июне 1958 года, когда Mirage III еще не развил скорость М = 2,0, французские ВВС дали старт программе истребителя со скоростью полета М = 3,0. Компания Nord Aviation представила несколько вариантов проекта Super Griffon, а компания Dassault – первую серию аванпроектов – т.н. Mirage VI. Жан Кюни (Jean Cuny) в книге «Les avions de combat français, 1944-1960» серии Docavia указывает, что Mirage VIA должен был оснащаться двигателем Super Atar с тягой 9 тонн, иметь взлетный вес 13 тонн и быть в состоянии достичь скорости М = 3,0. Данная программа была закрыта, но появление истребителя-перехватчика МиГ-25 и дальнего разведчика SR-71 возродило интерес к высокоскоростным машинам.
Breguet, Dassault, Nord Aviation и Sud Aviation
14 декабря 1965 года CPE выслал приглашение на участие в конкурсе компаниям Breguet, Dassault, Nord Aviation и Sud Aviation. 15 февраля 1966 года главный администратор и генеральный директор компании Breguet Анри Зиглер (Henri Zeigler) ответил в письме:
«Ваше письмо от 14 декабря 1965 года привлекло все мое внимание. Вопросы, которые оно поднимает, имеют первостепенное значение и ответы, которые на них будут получены, позволят не только подтвердить заинтересованность в пилотируемом самолете, который поступит на вооружение в 1980-85 годах, но а также позволят оценить его предельные возможности».
Анри Зиглер предложил подключить на год к работам по данной программе двух-трех инженеров, а также обратиться к компаниям Matra и CSF относительно вооружения и встроенных систем. В это время компания Breguet только что была выбрана для участия в программе ECAT (Avion école de combat et appui tactique; учебно-боевой самолет и самолет тактической поддержки) – будущего ударного самолета Jaguar – и не могла похвастаться большим опытом в сверхзвуковых полетах.
В июне 1965 года компанией Nord Aviation был представлен аванпроект истребителя-бомбардировщика. Это должен был быть самолет с треугольным крылом, передним горизонтальным оперением (как у экспериментального самолета Griffon), способный развивать скорость М = 4,5.
Естественно, что в конкурсе приняла участие и компания Dassault, для которой 1960 годы были «золотым веком». С 1964 года дальние бомбардировщики Mirage IV стали частью сил ядерного сдерживания, а истребители Mirage III были приняты на вооружение ВВС Франции и имели отличный коммерческий успех во всем мире. Инженеры компании Dassault разработали самолеты с возможностью выполнять вертикальные взлет и посадку (Balzac), с крылом изменяемой геометрией (Mirage G/Mirage G8) и с неподвижным стреловидным крылом (Mirage F1/Mirage F2). Именно в 1960-е годы компания Dassault стала основным поставщиком боевых самолетов для французских ВВС.
Sud Aviation и метод Дельфи
24 марта 1966 года начальник штаба ВВС в ответе авиационной промышленности высказал свое мнение. Компания Dassault получила положительную оценку:
«Данная компания имеет хорошую динамику, материальные средства и компетентный персонал для выполнения такого исследования».
Начальник штаба ВВС подчеркнул основное преимущество компании Nord Aviation:
«Следует отметить, что в области силовых установок данная компания является самой передовой».
Несмотря на закрытие в 1961 году программы Griffon инженеры компании Nord Aviation продолжали работать над комбинацией турбореактивных и прямоточных воздушно-реактивных двигателей (ПВРД), в том числе и в рамках НИР, проводимых по заказу ВВС США.
В противоположность оценка компании Breguet не была положительной:
«Задачи, по-видимому, не были решены и ни один метод операционных исследований или параметрических поисков не был представлен. Компанией был предоставлен не аванпроект, а скорее эскиз».
Следует отметить, что офицеры штаба ВВС не отказались делать окончательный выбор:
«Что касается особого интереса, который в рамках общей политики в области авиационной промышленности может обеспечить поддержку той или иной проектной организации, то следует заметить, что не в компетенции штаба ВВС занимать подобную позицию».
В мае 1966 года CPE выбрал предложения компаний Dassault и Sud Aviation.
Небольшая группа специалистов, которая в Сюрене (Suresnes) была собрана руководством компании Sud Aviation, предложила опираться на метод Дельфи, разработанный корпорацией RAND. Данный метод был основан на ответах анкеты, которая была разослана экспертам. Руководством компании Sud Aviation был передан отчет по параметрам, которые нужно было рассмотреть, и запросило компанию Thomson Houston [2] исследовать систему управления перехватчика, а компанию Matra – ракеты воздух-воздух. Компанией Sud Aviation ни один из проектов не был предложен, и она, потеряв к программе всякий интерес, вышла из нее.
В своем первом докладе, выпущенном в октябре 1967 года, компания Matra представила целый ряд исследований, посвященных характеристикам, конфигурациям силовых установок и систем управления ракет. Все эти исследования были сделаны в рамках предположения, что высокоскоростной истребитель-перехватчик поступит на вооружение в 1980-85 годах. В серии предложенных компанией Matra проектов самая крупная ракета должна была иметь длину 6 метров и дальность полета 175 километров. Интересно отметить, что в своих исследованиях инженеры компании Matra,которым было рекомендовано исходить из размещения ракет во внутреннем отсеке, отклонили использование ПВРД из-за возможных проблем с воздухозаборниками и габаритными размерами силовой установки. В своих исследованиях инженеры компании Matra были предложены силовые установки типа «двойной поток», т.е. выполнять впрыск и дожигание топлива в реактивном двигателе для значительного увеличения удельного импульса.
Система «двойной поток» была предложена в качестве компромисса между ПВРД и классическими ракетными двигателями. В апреле 1968 года компанией Matra были представлены два аванпроекта ракет воздух-воздух: Massue 35, которыми должны были оснащаться перехватчики с максимальной скоростью М = 3,5, и Massue 50, которые предназначались для пятимаховых перехватчиков. Данные ракеты должны были получить ЖРД с ракетным топливом сохраняемого (криогенного типа). Впоследствии все эти исследования были использованы при создании ракеты малой дальности Super 530.
Перспективные разработки компании Thomson Houston
В своих исследованиях инженеры компании Thomson Houston опирались на методы обнаружения, которые, скорее всего, будут применяться в 1985 году. Так, например, была представлена многообещающая фиксированная антенна с электронным сканированием (РЛС с антенной подобного типа впоследствии вошла в состав бортового оборудования истребителя Rafale). Также инженерами компании была предложена работающая в X диапазоне (от 8 до 12 Ггц) импульсно-доплеровская радиолокационная станция с подвижной антенной с диаметром в диапазоне от 80 до 120 см. Данная РЛС должна была на дальности 150 километров обнаруживать цель с ЭПР 3 м². Для сравнения установленный на истребителе Mirage IIIE радар Cyrano IIB имела антенну диаметром 40 см и дальность обнаружения целей 50 километров. В компании Thomson Houston справедливо полагали, что к 1985 году возможности бортовых вычислительных систем значительно возрастут. В письме компании было сказано:
«для многих задач в будущем понадобится универсальный бортовой компьютер. В настоящий момент его вес составляет 20 кг, но на 1985 год мы ожидает снижение до 10 кг».
Данный прогноз был сделан за несколько лет до того как компания Intel в 1972 году выпустила на рынок свои микропроцессоры.
Компания Dassault приступает к работам в быстром темпе
Конструкторское бюро компании Dassault быстро представило предварительные проекты. По словам инженера Брюно Ревеллен-Фалько (Bruno Revellin Falcoz), который с начала 1963 года работал в Сен-Клу (Saint-Cloud) [3], работы по данной программе шли в быстром темпе. Естественно, что инженеры работали над самолетами с большой сверхзвуковой скоростью полета. 19 октября 1966 года компанией Dassault командованию ВВС Франции были представлены первые проекты истребителей, «способных летать на больших числах Маха». Конструкторское бюро компании классифицировало свои проекты в соответствии с их аэродинамической формулой и типом силовой установки; они были известны под внутрифирменными обозначениями и кодом, присвоенным данной программе. Первая литера X указывала на одномоторный самолет с треугольным крылом, Y – на одномоторный самолет с крылом изменяемой стреловидности, Z – на двухмоторный самолет с треугольным крылом. Вторая литера указывала на тип силовой установки. Ознакомившись с проектами, представители ВВС для будущего боевого самолета выбрали крыло переменной стреловидности.
Экспериментальный самолет Mirage G совершил свой первый полет 18 ноября 1967 года. Во время выполнения предполагаемой боевой задачи (патрулирование воздушного пространства [дословно – воздушная полиция]) самолет должен был перехватывать цели, движущиеся со скоростью М = 2,7. Были рассмотрены три зоны характеристик, которые необходимо было достигнуть: скорость М = 2,2 на высоте 36000 футов (10970 м) – класс 0; скорость М = 3,0 на высоте 50000 футов (16460 м) – класс 1; скорость М = 4,2 на высоте 74000 футов (22550 м) – класс 2.
Исследование истребителя, «способного летать на больших числах Маха», невозможно отделить от его силовой установки. В целях достижения оптимального баланса компания Dassault работала в тесном сотрудничестве с моторостроительной компанией SNECMA. Имевшиеся на тот момент двигатели не отвечали требованиям программы по скорости и высоте полета. Для реализации столь амбициозного проекта были изучены несколько вариантов его силовой установки как с турбореактивными двигателями, так и с комбинацией ТРД и ПВРД. В общей сложности были рассмотрены двигатели десяти типов, причем восемь из них были аванпроектами компании SNECMA. Один проект с треугольным крылом был разработан вокруг турбореактивного двигателя изменяемого цикла Pratt & Whitney J58 – единственным западным двигателем, с которым самолет способен достигать скорости М = 3,0 и которыми оснащались Lockheed YF-12 и SR-71.
Трехмаховый «мираж» … или его кузен
Проекты классов 0 и 1 были достаточно близки к семейству Mirage III и Mirage IV, однако ни в документации компании, ни в документообороте ВВС имя «мираж» никогда не использовалось. Одномоторные варианты сохраняли несомненное семейное сходство с истребителем Mirage III. Самый маленький самолет из семейства данных проектов должен был иметь снаряженный вес 10 тонн (вес пустого истребителя Mirage IIIC был на четыре тонны меньше и составлял 6 тонн), при этом размеры проекты были такими же, как у Mirage III. Самый быстрый из одномоторных вариантов должен был разгоняться до скорости М = 3,2 за пять минут.
Проект AY-4, разработанный вокруг двигателя TF 306 DS, должен был на высоте 54000 футов (16460 м) развивать скорость М = 3,2; достигать этой скорости машина должна была за 6 минуты 24 секунды и поддерживать в течение 4 минут 42 секунд, что считалось недостаточным. Вскоре более перспективной с точки зрения достижения скорости и дальности полета была принята двухмоторная компоновка. С другой стороны в проектах трехмаховых истребителей долго сохранялось колебание между треугольным крылом и крылом с изменяемой геометрией.
Достижение скорости М = 4,2 менее чем за 7 минут
Для проектов истребителей, способных превысить скорость М = 4,0, инженеры выбрали общую конфигурацию с подфюзеляжным воздухозаборником. В отчете компании Dassault так объяснялся выбор этой аэродинамической схемы:
«Силовая установка оказывает большое влияние на выбор общей компоновки самолета посредством увеличения размеров воздухозаборников и выходных сопел двигателей. Увеличение размеров воздухозаборников, расположенных перед центром тяжести самолета, приводит к значительному увеличению дестабилизирующего воздействия и как следствие к необходимости увеличить площадь вертикального оперения. Также будет заметно увеличение поперечного сечения фюзеляжа. Вследствие этого более или менее приемлемым вариантом при увеличении чисел Маха является размещение воздухозаборников вдали от центра тяжести (при двухмоторной компоновке они должны располагаться у гондол двигателей, либо впереди в непосредственной близости от носа самолета). Более того, увеличение угла атаки, связанное с уменьшением градиента подъемной силы (при увеличении числа Маха), усугубляет проблемы устойчивости самолета и требует установки на крыле вспомогательных килей с серьезными последствиями для конструкции несущей поверхности. Представляется целесообразным исключить воздухозаборники из поверхности фюзеляжа, либо разместить их под крылом, воспользуясь выгодами от поля давления последнего. Уменьшение поперечного сечения воздухозаборников делает это решение очень интересным для самолета, который должен достигнуть скорости М = 4,0».
В ноябре 1966 года компанией Dassault были предложены два варианта (с треугольным крылом и крылом с изменяемой стреловидностью) проекта истребителя, способного развить скорость М = 4,0 и оснащенного двигателем Nord X-81 – смешанной силовой установкой из ТРД и ПВРД. Однако в будущем двигатель X-81 не использовался в конструкции других проектов. Представленные в 1967 году проекты четырехмаховых самолетов были разработаны под двигатель SNECMA M51-30 с тягой 12 тонн. В июле 1967 года компания Dassault представила самый амбициозный проект MZ1-46Q, который по размерам и весу превысил МиГ-25. В представленном компанией описании было сказано, что скорости М = 4,2 самолет должен был достичь за 7 минут и преследовать противника на этой скорости в течение восьми минут!
Модель проекта истребителя MD 750, рассчитанного на полета на скорости М = 3,0
На данной серии профилей представлены Lockheed SR-71, Dassault Mirage 4000 и МиГ-25 (силуэты серого цвета), а также некоторые аванпроекты трехмаховых перехватчиков, разрабатывавшихся компанией Dassault и представленных в данной статье
Так в случае реализации мог выглядеть проект истребителя MD 750 в камуфляже французских ВВС. Прямоугольные воздухозаборники MD 750 напоминают и МиГ-25
Двигатель SNECMA TF306 C планировалось использовать для трехмаховых истребителей. Вес двигателя 1750 кг; тяга (максимальная/форсажная) 5200/9110 кгс; степень сжатия 16,5; степень двухконтурности 1,03
Истребитель-перехватчик МиГ-25, способный летать на скорости М = 2,5, вызвал сильные эмоции на Западе
Самолет-разведчик Lockheed SR-71 представлял собой вариант не пошедшего в серийное производство истребителя YF-12A
Модель MD 750. Многие инновационные предложения программы создания истребителей, способных летать на больших сверхзвуковых скоростях, применяются и сегодня
Рисунок одного из вариантов LZI-43, который имел бы размеры как у построенного гораздо позже истребителя Mirage 4000
AY-4 с крылом изменяемой геометрии был одним из самых маленьких аванпроектов. Данный проект был одним из первых отклоненных, поскольку его дальности полета было недостаточно
Аванпроект MZI-46Q с регулиреемым воздухозаборником должен был стать огромным истребителем, способным летать на скорости М = 4,0. Также как и SR-71 он должен был оснащен двигателем, сочетавшим в себе ТРД и ПВРД
- [1] корпорация RAND (Research and Development – «Исследования и разработка») была основана в Санта-Монике в 1948 году для конструирования самолётов, ракетной техники и спутников. С начала 1950-х годов RAND работает по заказам американских правительственных организаций, проводя исследования по проблемам национальной безопасности: по военно-техническим и стратегическим аспектам. С начала 1960-х специалисты RAND занимаются вычислительной техникой и программированием
- [2] французская компания Thomson-Houston была основана в 1893 году чтобы использовать патенты американской электрической компании Thomson-Houston. В 1966 году она объединилась с Hotchkiss-Brandt, а в 1968 году с Compagnie Générale de Télégraphie Sans Fil (CSF), образовав Thomson CSF
- [3] в этом городе – пригороде Парижа было расположено конструкторское бюро компании Dassault
источник: Par Alexis Rocher «Le mirage du Mach 3-Mach 4. Les secrets trisoniques de Dassault» «Le Fana de l’Aviation» 2008-04 (461)
