Работы по совершенствованию истребителей наземного базирования в период с 1946 по середину 1950-х годов. Часть 1 Дневные истребители для Королевских ВВС. Часть 4

Работы по совершенствованию истребителей наземного базирования в период с 1946 по середину 1950-х годов. Часть 1 Дневные истребители для Королевских ВВС. Часть 4

Содержание:

Проект истребителя Supermarine Type 508 (вариант с прямым крылом)

Данный проект представлял собой модификацию разработанного компанией Supermarine палубного истребителя. Данный проект, разработанная в соответствии с требованиями спецификации F.43/46 – за минимальное время доставить мощное оружие на высоту 45000 футов (13716 м), – должен был стать самым легким и компактным самолетом, в котором можно было разместить 4,5-дюймовое (115 мм) безоткатное орудие. Силовая установка, состоящая из двух турбореактивных двигателей AJ.65 (в качестве альтернативы рассматривались двигатели Metrovick F.9), должна была на высоте 45000 футов (13716 м) обеспечивать самолету максимальную скорость 580 миль в час (933 км/ч). Внутренний запас топлива должен был составлять 415 галлонов (1887 л). Ракетные ускорители не использовались, но по словам руководства компании не должно было быть никаких затруднений в размещении ракетного двигателя (после того как эта силовая установка будет усовершенствована) в хвостовой части фюзеляжа. Поскольку ко времени разработки проекта 30-мм пушка достигла большей стадии готовности, чем 4,5-дюймовая безоткатка, то предполагалось, что на Type 508 первоначально будут установлены автоматические пушки.

схема проекта перехватчика Type 508, разработанного по требованиям спецификации F.43/46 и оснащенного двумя двигателями AJ.65; 1947 год (из коллекции Эрика Моргана [Eric Morgan])

схема размещения вооружения показывает насколько крупной была 4,5-дюймовая (115 мм) безоткатная самозарядная пушка с прилагавшимися к ней вращающимся барабанным магазином и трубами для истечения пороховых газов

гипотетический вариант окраски проекта перехватчика Type 508

Проект истребителя Supermarine Type 508 (вариант со стреловидным крылом)

Для достижения требуемой штабом Королевских ВВС более высокой скорости в компании Supermarine сочли необходимым использовать стреловидное крыло, и в конструкторском бюро проектные работы шли полным ходом. В дополнительном чертеже «стреловидного» Type 508 были приведены размеры этого самолета: размах крыла 41,0 фут (12,5 м), длина 48,0 футов (14,6 м) и площадь крыла 450 кв. футов (41,8 м²); планер являлся взаимозаменяемым. Было высказано мнение, что в отношении стреловидного крыла по-прежнему существует ряд неизвестных моментов. В результате было решено рассматривать стреловидное крыло в качестве усовершенствования, которое следует применить на следующем этапе разработки. В то время стреловидные консоли были установлены на истребитель Type 392 Attacker (машина получила обозначение Type 510), и ожидалось, что испытания дадут ответы на многие вопросы.

схема проекта перехватчика Type 508, разработанного по требованиям спецификации F.43/46 и оснащенного двумя двигателями AJ.65 и стреловидными крылом и хвостовым оперением; 1947 год (из коллекции Эрика Моргана [Eric Morgan])

Вследствие неизвестности относительно особенностей стреловидного крыла прямое крыло было спроектировано таким образом, чтобы задерживать эффекты сжимаемости до максимально возможного значения числа Маха. Поскольку отношение толщины профиля крыла к длине хорды было главным параметром в этом отношении, то в конструкции крыла был использован профиль с минимальной на тот момент относительной толщиной аэродинамического профиля – 9%. Аэродинамический профиль был одинаковым по всему размаху крыла и таким образом срыв потока должен был начинаться на стыке крыла и фюзеляжа и считалось, что срыв потока на законцовках крыла можно будет полностью избежать. В компании Supermarine хотели увидеть результаты испытаний моделей на больших значениях числа Рейнольдса. Расчетные скорости свыше М = 0,85 было трудно предсказать с имевшимся на тот момент объемом знаний.

* * *

9 апреля 1947 года состоялась конференция, посвященная разработке проектно-технической документации для участия в конкурсе по спецификации F.43/46. Несмотря на то, что в проекте компании Hawker использовалось стреловидное крыло, самым технически совершенным был проект компании Gloster с треугольными крылом и горизонтальным оперением. Самолет компании Supermarine не был заказан Королевским флотом и было неясно: поступит ли такой заказ в будущем. В некотором смысле истребитель, разрабатывавшийся в рамках спецификации F.43/46, был промежуточным решением до появления создаваемой на долгосрочную перспективу ракеты воздух-воздух Red Hawk, которая по планам должна была стать стандартным вооружением двухместных дневных и ночных истребителей. Предполагалось, что за прототипом последует крупный производственный заказ, который полностью перевооружит истребительное командование за два или три года.

У проекта компании Supermarine удельная нагрузка на крыло составляла около 50 фунтов на кв. фут (244 кг/м²) и, вероятно, был менее маневренным из всех трех; кроме того, самолет не достигал оговоренной максимальной скорости. Версия со стреловидным крылом должна была иметь удельную нагрузку на крыло 36 фунтов на кв. фут (176 кг/м²) и могла бы достичь требуемой скорости с лучшей манёвренностью. Истребитель Hawker P.1054 должен был иметь удельную нагрузку на крыло 38 фунтов на кв. фут (186 кг/м²) в то время как у Gloster P.234 благодаря треугольному крылу и отсутствию высокой стоимости конструкции планера всего лишь 25 фунтов на кв. фут (122 кг/м²). Вероятно, Р.234 обладал бы наилучшей маневренностью благодаря низкому коэффициенту подъемной силы и помимо этого он достиг бы или превысил требуемые значения. Все проекты, разработанные в рамках спецификации F.43/46, соответствовали ее требованиям скороподъемности, и P.1054, P.234 and Type 508 должны были набирать высоту 45000 футов (13716 м) за 4,5, 5,75 и 5,0 минут соответственно.

В то время было невозможно сказать, какой проект будет более скоростным – компании Gloster или компании Hawker, – и какой из них окажется более практичным, поскольку относительно высоких чисел Маха не было надежных данных. У обоих самолетов должны были быть проблемы с устойчивостью и управляемостью, равно как и у Type 508 со стреловидным крылом, и вполне возможно для самолетов могло быть введено ограничение максимальной скорости (возможно около М = 0,93) вследствие неэффективности элеронов. P.234 мог иметь преимущество благодаря меньшей относительной толщины аэродинамического профиля и большей стреловидности крыла.

В проектах со стреловидными и треугольными крыльями возникли проблемы аэродинамической упругости. Данные проблемы решались теоретическим путем и с помощью различных экспериментальных самолетов, которые в тот момент строились (Boulton Paul P.111, Hawker P.1052 и Supermarine Type 510), однако было маловероятно, что они предоставят данные о полетах на высоких скоростях менее чем за два года. Некоторые полезные, но неубедительные полномасштабные данные были получены с помощью экспериментального самолета DH.108 и его результаты на низких и высоких скоростях были зафиксированы только для стреловидных крыльев, тогда как треугольные крылья не были не испытаны ни в аэродинамической трубе, ни на экспериментальных машинах. Была разработана программа испытаний дельтавидного крыла в аэродинамической трубе, но было признано, что в настоящее время известно гораздо больше о стреловидных крыльях, чем о треугольных.

экспериментальный самолет de Havilland DH.108 был разработан для исследования полетов на трансзвуковых скоростях и стал первым британским самолетом, совершившим сверхзвуковой полет, хотя при этом и полностью вышедши из управления (из коллекции Эрика Моргана)

По мнению автора, этот обзор свидетельствует об отсутствии в те годы у британских авиаконструкторов глубоких знаний и опыта аэродинамических исследований об этих новых формах крыла несмотря на материалы, обнаруженные в Германии и обсужденные в Главе 6. Желание воспользоваться полученной информацией было, но может быть с некоторой неуверенностью. Это создавало серьезные проблемы при разработке новых истребителей, способных противостоять угрозе со стороны перспективных советских самолетов, и одно предложение в протоколе конференции прекрасно подчеркивает данную проблему:

«До сих пор низкоскоростные испытания в аэродинамической трубе показывали, что треугольное крыло может стать источником серьезных проблем в области боковой устойчивости, и в любом случае еще никто не знает эффектов поведения данного крыла на высоких дозвуковых скоростях при размещении за ним хвостового оперения».

После некоторого обсуждения было решено, что вопрос о хвостовом оперении будет решен позже, если будет принято решение заказать конструкцию компании Gloster.

Задача состояла в том, чтобы через четыре-пять лет иметь на вооружении самолет, значительно превосходящий «метеор», и были сделаны оценки времени выполнения первых полетов: декабрь 1994 года для компании Gloster (исходя из предположения, что в распоряжении будут находиться основные аэродинамические данные для треугольного крыла), ноябрь 1949 года для компании Hawker и январь 1949 года для компании Supermarine (учитывая тот факт, что проектирование велось уже в течение некоторого времени. Однако эти работы можно было отбросить из-за необходимости перепроектировать хвостовое оперение). По техническим причинам конструкция компании Gloster оказался наиболее привлекательной с учетом больших размеров корневой части крыла, низкой удельной нагрузки на крыло и возможностей для развития, которые предоставляла компоновка. С другой стороны, после перепроектирования воздухозаборников и хвостового оперения проекты компаний Supermarine (со стреловидным крылом) и Hawker будут подкреплены большим объемом исследовательской информации.

Большая часть обсуждений была сосредоточена на заказе двух самолетов, один из которых обещал максимально возможные значения летных характеристик, а второй выступал в качестве страховке. Было решено, что следует разместить заказ у компании Gloster на самолет с треугольным крылом; количество прототипов планировалось установить позднее. Самолет компании Supermarine с прямым крылом оказался бы неплохим подспорьем, но были серьезные возражения против заказа прототипа самолета, который никогда не будет запущен в серийное производство. Тем не менее, было высказано мнение, что если Королевский флот закажет самолет, то версия для Королевских ВВС позволит разделить расходы, и со временем на машины могли быть установлены стреловидные крылья. Самолет компании Supermarine был оставлен в качестве возможного решения.

ЛЕТНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Тип: Supermarine 508 (прямое крыло)

Назначение: дневной истребитель

Статус: проект

Экипаж: 1 чел.

Силовая установка: два турбореактивных двигателя AJ.65 с тягой по 6500 фунтов (28,9 кН)

Размеры:

размах крыла 40,0 футов (12,2 м)
длина 46,5 футов (14,2 м)
площадь крыла 310 кв. футов (28,8 м²)
относительная толщина крыла 9%

Масса:

общая
• без 4,5-дюймовой пушки 16000 фунтов (7257 кг)
• с 4,5-дюймовой пушкой 17250 фунтов (7824 кг)

Летные характеристики:

максимальная скорость на уровне моря 661 миль в час (1064 км/ч)

Вооружение:

стрелковое – две 30-мм пушки или одна 4,5-дюймовая (115 мм) безоткатная самозарядная пушка

источник: Anthony Leonard Butller «British Secret Projects — Jet Fighters since 1950», стр.27-29