Проекты истребителей-перехватчиков компании Dassault, способных развивать скорость M = 3…4 Часть 2

Часть 1

Содержание:

Некоторое недоверие со стороны командования ВВС 

В ходе проектирования самолета инженеры компании Dassault впервые использовали компьютеры для расчета его траектории полета и летно-технических характеристик. Высокие температуры, до которых нагревается конструкция самолета на скоростях М = 3 и выше, заставили серьезно подойти к выбору материалов для силового набора и обшивки машины. После изучения классической конструкции из дюралюминия с термозащитным покрытием инженеры компании перешли к конструкции из стали и титана с панелями с сотовым наполнителем. Программа лишилась своего бумажного статуса перспективного исследования, когда несколько сотовых панелей были изготовлены и помещены в печь для проверки термостойкости материалов.

Конструкция четырехмахового самолета вызывала множество технических проблем. В докладе, представленном в июне 1967 года, представители ВВС подчеркивали трудности:

«Не указывая заранее класса, к которому должен принадлежать самолет, способный летать на больших сверхзвуковых скоростях, и его боевые задачи, можно уже сейчас отметить, что строительство самолета класса 2 (М = 4-4,5) будет сопровождаться большими трудностями. Авиастроительная промышленность должна сделать очень важный шаг для достижения этой цели: доводка материалов, силовой установки и очень большая взлетная масса не позволяют сделать оценку с хорошим приближением».

Несколько старших офицеров по-прежнему продолжали оставаться скептически настроенными по отношению к программе. 12 сентября 1967 года в BPE отметили различия своей позиции и позиции CPE по вопросу сферы применения самолета:

«представляется, что патрулирование воздушного пространства не может сама по себе служить оправданием для необходимости в пилотируемом самолете, способном летать на больших сверхзвуковых скоростях. Во всяком случае это не будет задачей №1 для разрабатываемого самолета. Военно-воздушные силы планируют использовать эту машину (в порядке очередности приоритетов) в качестве самолета-разведчика, самолета вторжения и перехватчика».

В BPE поставили под сомнение эффективность патрулирование воздушного пространства, которое в CPE выдвинули на передний план. В нескольких служебных записках наблюдалось замечание, что летящий на скорости М = 3,0 вражеский самолет пройдет 400 над территорией Франции, прежде чем он будет перехвачен гипотетическим истребителем, способным летать на больших сверхзвуковых скоростях. С учетом полученной в архивах информации мы можем сказать, что данная программа никогда не переставала вызывать недоверия со стороны командования французских ВВС.

Незаметный истребитель

Хотя ни ВВС, ни компания Dassault не делали большой рекламы данному исследованию, этот самолет, тем не менее, упоминался на страницах специализированной прессы. В декабре 1937 года начальник штаба ВВС Франции генерал Филипп Морин (Général Philippe Maurin) рассказал о трехмаховом истребителе журналу «Avion Magazine International»:

«Поскольку за границей рекламируются боевые и даже пассажирские самолеты, способные летать на скоростях порядка М = 2,5…3,0, то для наших военных самолетов и речи не идет о том, чтобы долго оставаться на уровне скоростей М = 2,2».

По мнению генерала Морина этот самолет может быть создан на базе Mirage G.Однако генерал также говорил об исследованиях высокоскоростных самолетов:

«Я думаю, что разрабатываемые силовые установки, например комбинация ТРД и ПВРД, позволят нашим самолетам выйти за пределы М = 3,5».

В апреле 1968 года президент-генеральный директор компании Avions Marcel Dassault Бенно Клод Вальер (P.-D.g. Benno Claude Vallière) намекнул в том же журнале, что работы продолжаются:

«Вполне очевидно, что разрабатывающее современные самолеты конструкторское бюро, такое как например наше, не может не быть заинтересованным, по крайней мере на бумаге, в боевых самолетах, способных летать на скорости М = 3,0».

В июне 1969 года в журнале «Aviation Magazine» были опубликованы схемы проекта MD 750 без каких либо разъяснений. Больше ничего не было – секреты хранились надежно.

Программа SAME 

В конце 1967 года CPE предложил продолжить исследования, однако со стороны военно-воздушных сил по-прежнему было сдержанное отношение. В кратком обзоре от 28 апреля 1968 года был следующий комментарий:

«Мы должны с осторожностью интерпретировать технические результаты исследований компании Dassault. Направления, приводящие к чертежам различных самолетов, устанавливаются постепенно и только самые последние проекты самолетов можно рассматривать в качестве имеющих относительную ценность».

Полковник Ролан Главани (Col. Roland Glavany) – бывший главный летчик-испытатель компании Dassault и впоследствии руководитель бюро авиационных программ (bureau des programmes de matériels – BPM) штаба ВВС – высказал представителям BPE свои замечания о программе в служебной записке от 18 мая 1968 года. В частности он подчеркнул отсутствие исследований, посвященных топливу. На тот момент вопрос топлива был одной из основных проблем программы Lockheed A-12/YF-12/ SR-71. В своей записке полковник Главани также указал, что ВВС США были вынуждены отказаться от Lockheed YF-12, а будущее программы гражданского сверхзвукового пассажирского самолета SST остается неопределенным. Международная ассоциация воздушного транспорта выступала против данной программы в течение всех 1960-х годов, и она была прекращена в 1971 году.

Тем не менее, CPE приготовил новый контракт. В отличие от приглашения на участие в конкурсе, отправленного авиастроительным компаниям в 1965 году, на этот раз не было никаких консультаций с представителями авиастроительной промышленности. К этому времени компания Breguet была поглощена компанией Dassault, а Nord Aviation, отчасти благодаря американскому финансированию, по-прежнему проводила исследования силовых установок в виде комбинации ТРД и ПВРД. Руководство CPE явно делало ставку в пользу компании Dassault:

«В течение 1967-68 годов компания Avions Marcel Dassault провела всеобъемлющие исследования, посвященные самолетам, способным летать на скоростях М = 3,0-3,5 и выполнять задачи патрулирования воздушного пространства. Учитывая высокий уровень проведенных исследований, огромный опыт компании в области проектирования и создания прототипов с высокими летными характеристиками, а также большой опыт инженерного персонала представляется крайне важным продолжение исследований в области самолетов, способных летать на больших сверхзвуковых скоростях».

Компания Dassault получила контракт на сумму 5 миллионов франков: компания Electronique Marcel Dassault стала субподрядчиком на этом новом этапе, особенно в области разработки радаров для самолетов будущего. Данная программа была известна под аббревиатурой SAME (Système avion Mach élevé – система самолета, способного летать на больших числах Маха). Исследование было более точным и менее амбициозным; в ходе работ по программе были разработаны два типа перехватчиков: в классе М = 2,5-3,0 и в классе М = 3,0-3,5. Достижение скорости М = 4,0 было под вопросом. Задача патрулирования воздушного пространства – преследование и идентификация вторгшихся самолетов – была оставлена в пользу перехвата противника, летящего на скоростях М = 3,0 (самолеты) или М = 5,0 (ракеты). Вооружение перехватчиков должно было состоять из ракет двух типов с дальностью полета 30 или 70 километров. По просьбе CPE разрабатываемые самолеты должны были быть встроены в систему Strida (Système de traitement et de représentation des informations de défense aérienne – система обработки и представления информации противовоздушной обороны) – информационно-аналитическая сеть радиолокационной идентификации целей и координации противовоздушной обороны страны.

Поворотный момент 1970 года

Несколько конференций представителей компании Dassault, CPE и французских ВВС позволили уточнить основные характеристики боевого самолета класса М = 3,0. Так, 19 февраля 1969 года компанией Dassault был предложен похожий на LZ1-43 проект двухмоторного самолета с треугольным крылом, способный летать с максимальной скоростью М = 3,5, разгоняться до скорости М = 3,2 за 5 минут, достигать высоты 16500 метров за 6 минут и лететь на скорости М = 3,2 в течение 10 минут. В целом в BPE были удовлетворены результатами работы:

«Компания Avions Marcel Dassault проявляет большой интерес к контракту, она выделяет значительные ресурсы и обеспечивает серьезную и эффективную работу».

1970 год стал еще одним поворотным пунктом. Французские ВВС отказались от крыла изменяемой геометрии в компоновке боевого самолета будущего. Два самолета Mirage G8 должны были быть изготовлены, но использоваться они должны были в качестве демонстраторов технологий и экспериментальных машин. Вследствие этого отказа необходимо было определить облик будущего боевого самолета. Были рассмотрены несколько вариантов, среди которых были Mirage F1 с ТРД SNECMA M53 и большой двухмоторный самолет (будущий проект ACF).

К этому времени облик самолета, разрабатывавшегося в рамках программы SAME, не считался окончательно утвержденным. В одном из последних докладов по программе SAME рекомендовался истребитель со взлетным весом 16 тонн и максимальной скоростью М = 2,5. Это было далеко от проектов четырехмаховых самолетов со взлетным весом в 40 тонн. Важность бортовых систем была подчеркнута особо:

«Недостатки системы Strida требуют усложнения ряда бортовых авиационных систем. Кроме того, необходимость улучшения обнаружения самолетов противника требуют обязательного заключения соглашений с соседними странами или, если это возможно, совершенствования бортовых систем».

Конец программы SAME – слишком дорого… 

Встречи представителей CPE, ВВС и компании Dassault подошли к концу. Это был фактический конец теоретических исследований и следующий этап, т.е. постройка прототипа, уже не являлся необходимым. 9 июля 1971 года CPE в качестве завершении программы SAME опубликовал карту «действий по заключенным контрактам». Ракеты земля-воздух оказались не только более эффективными, но и в четыре раза дешевле, чем истребитель, летающий с большими сверхзвуковыми скоростями. Согласно расчетам постройка за десять лет 170 самолетов класса 1 (М = 3,0-3,5) или 240 самолетов класса 0 (М = 2,0-2,5) потребовало бы 20 миллиардов франков (в ценах 1969 года), тогда как система SALMP (Sol air longue moyenne portée – ракеты земля-воздух большой и средней дальности) требовала 5 миллиардов франков. Очевидно, что программа SAMR стоила слишком дорого. Приведенное в отчете утверждение было как никогда точным:

«Очень небольшое увеличение эффективности в области авиационных систем перехвата и уничтожения (SAME) находит свое отражение в новых технологиях и в значительном увеличении затрат».

Главный инженер Ди Паке (Di Pace), заменивший Гуго де Эстуаля [4] на посту главы CPE, написал письмо начальнику штаба ВВС с целью объяснил закрытие программы:

«Кажется непрактичным использовать для патрулирования воздушного пространства способный летать на больших сверхзвуковых скоростях самолет в его классическом виде».

Выбор был сделан в пользу более современных наземных систем:

«Эта способность может быть получена комбинацией средствам идентификации и наведения, выполняемых электронными и другими системами, и системам уничтожения».

Mirage G8 развил скорость М = 2,34

Проводившиеся компанией Dassault исследования истребителей, способных летать на больших сверхзвуковых скоростях, не вышли на стадию постройки прототипов. Тем не менее, инженеры компании в течение длительного времени работали над самолетами, способными летать на скорости М = 2,2. Второй прототип Mirage G8 получил соответствующее оборудование и смог превысить эту скорость, а разрабатывавшийся ACF должен был летать на М = 2,5.

В качестве эпилога следует сказать, что компания Dassault в конце концов столкнулась с областью высоких сверхзвуковых скоростей. 13 июля 1973 года Mirage G8 разогнался до скорости М = 2,34, которая до сих пор не превзойдена европейскими боевыми самолетами.

Также следует отметить, что программа SAME стала важным этапом в развитии боевых самолетов. Она показала, что гонка за призраком скорости больше не имела максимального значения вследствие растущей важности бортовых систем и ракетного вооружения. Это был также урок реализма для авиационной промышленности страны, которая не имели таких возможностей, чтобы на равных конкурировать в плане характеристик с SR-71 или МиГ-25.

Истребитель, способный летать на больших сверхзвуковых скоростях, исчез, не оставив видимых следов, за исключением быть может, небольшого количества полузабытой рекламной продукции. Но с другой стороны данная программа была возможностью для авиационной промышленности поразмышлять над общими направлениями развития перспективной техники.

Исследования компании Matra привели к созданию ракеты Super 530D, которая стала частью вооружения истребителей Mirage 2000. Влияние этой программы особенно заметно в области двигателестроения. Турбореактивные двигатели SNECMA M53, которыми оснащаются истребители Mirage 2000, отмечены печатью стремления к высокой скорости.

Для инженеров программа SAME была блестящим упражнением в стиле. Участие в данной программе было для конструкторского бюро возможностью заниматься плодотворной работой в области, немного выходящей за пределы технических характеристик и ограничений. Программа SAME по праву заслуживает занять одно из ведущих мест в истории компании Dassault и в истории французской военной авиации.

Автор выражает благодарность за помощь в написании данной статьи Люку Бергеру (Luc Berger) и компании Dassault Aviation, Доминику Проту (Dominique Prot), фонд наследия компании SNECMA, службу архивов ВВС и особенно сотрудникам её читального зала.

AW4-44 с крылом изменяемой геометрии был одним из последних разработанных аванпроектов

Аванпроект LZI-43 представлял собой компромисс между размерами и характеристиками. Были рассмотрены различные варианты больших и меньших размеров (сверху представлен выкрашенный в серый цвет силуэт истребителя Mirage 4000)

С точки зрения инженеров компании Dassault аванпроект MZI-46 Q имел оптимальную компоновку для истребителя, способного летать на скорости М = 4,0

Чертеж аванпроекта GZ-4 с ракетами, размещенными над воздухозаборники двигателей в верхней части крыла

Аванпроект GW-2 (X3) с крылом изменяемой геометрии должен был стать огромным истребителем, способным летать на скорости М = 4,0. Серой красной на рисунке показан силуэт истребителя-перехватчика МиГ-25

Две модели CY1 и CX2 – аванпроекта четырехмаховых одномоторных истребителя; один из них был с крылом изменяемой геометрии, а другой с треугольным крылом

Эволюция ракет воздух-воздух, разрабатывавшихся компанией Matra для истребителей, способных летать на скоростях М = 3,0…4,0

Таблица технических характеристик проектов самолетов компании Dassault, которые должны были летать на скоростях М = 3,0-4,0

ПРИЛОЖЕНИЕ

Двигатель для достижения скорости М = 4

Первоначально большинство проектов самолетов компании Dassault, рассчитанных на достижение скорости М = 3,0, должны были оснащаться самыми мощными двигателями из имевшихся на тот момент во Франции – TF 306. Данные двигатели имели американское происхождение и изготавливались во Франции по лицензии компании Pratt & Whitney.

Сотрудничество двух моторостроительных компаний началось в 1959 году. В это же время французские ВВС для своих будущих самолетов искали двигатель, который был бы более мощным, чем Atar 9. В декабре 1959 года было подписано соглашение о сотрудничестве. Первые двигатели TF 104 и TF 106 являлись развитием JT10 – двухконтурного ТРД без форсажной камеры.

Инженеры компании SNECMA установили на них систему дожигания. Так, например, им удалось разработать систему дожигания холодного контура. Инженеры компании SNECMA в конструкции TF 306 применили те же технические решения, которые составляли основу TF 30 (двигатели, которыми оснащались F-14 и F-111). Двигатель TF 306 представлял собой хороший компромисс в плане достижения скорости М = 2,5, выше которой его эффективность снижалась. Для полетов на более высоких скоростях в компании SNECMA предложили несколько проектов силовых установок на базе TF 306, представлявших собой сочетание ТРД и ПВРД.

Двигатели M48 и M51 были изменены путем добавления канала непосредственного впрыска в форсажную камеру, позволявшего на скоростях М = 2,5 и выше действовать в качестве ПВРД (J58 на SR-71 работали по тому же принципу).

Были рассмотрены также и другие решения, например, двигатели с одним контуром. Двигатель с низкой степенью повышения давления (6 против 16 у TF 306) – проект M52 – показал низкие характеристики при разгоне, но в то же самое время более высокие характеристики на больших скоростях и высотах. Двигатели TF 306 устанавливались на экспериментальных самолетах Mirage V 02, Mirage F2 и Mirage G, но машины, которые поступили в серийное производство, этими двигателями не оснащались.

По соображениям экономии и в целях обеспечения технологической независимости по отношению к США французское правительство в 1969 году закрыло программу. Тем не менее, опыт работы с TF 306 позволил инженерам компании SNECMA успешно справиться с задачей создания нового массового двигателя. В конце 1960-х годов на базе хорошо себя зарекомендовавшего двигателя Atar и с использованием опыта работ с TF 306 в компании  SNECMA был создано семейство двухконтурных двигателей M53, различные варианты которого имеют разные степени сжатия и двухконтурности. M53 не был оптимизирован для полетов на скорости М = 4,0, но, тем не менее, позволял выполнять полеты на скоростях до М = 2,5.

Двигатель SNECMA M53. Его разработка была начала для использования в качестве силовой установки проектов трехмаховых самолетов компании Dassault. В конечном итоге M53 стали штатными двигателями истребителей Mirage 2000

• [4] в 1970 году Гуго де Эстуаль был назначен начальником управления (директором) международных отношений министерства обороны. В июле 1977 года он перешел в компанию Dassault на пост генерального директора по международным отношениям

Источник: Par Alexis Rocher «Le mirage du Mach 3-Mach 4. Les secrets trisoniques de Dassault» «Le Fana de l’Aviation» 2008-04 (461)