С «торнадо» под капотом. Проект истребителя Republic XP-69. США
Предисловие редакции: Истребитель Republic XP-69 с его удивительным двигателем Tornado был разработан, чтобы заменить P-47 Thunderbolt. Машина была слишком сложной и программа ее создания была закрыта на стадии макетирования.
В 1940 году представители компании Wright Aeronautical Corporation (Wright) сообщили, что ее инженеры под руководством Роби Доба (Roby Daub) разрабатывается новый очень мощный и очень компактный радиальный двигатель жидкостного охлаждения, получивший название R-2160 Tornado. Конструкторские бюро нескольких авиастроительных компаний очень быстро обнаружили потенциал такого двигателя. В первую очередь это касалось компании Republic [1], а точнее ее вице-президента и технического директора и очень харизматичного человека Александра Картвели, создавшего истребители Seversky P-35, Republic P-43 и Republic P-47. Несмотря на то, что карьера истребителя P-47 только начиналась, было самое время задуматься о машине, которая должна прийти на смену «тандерболту». Для Александра Картвели заявление компании Wright предоставляло возможность разработать новый высотный истребитель сопровождения, в характеристиках которого будут максимально использованы знания и опыт инженеров-самолетостроителей и инженеров-моторостроителей.
Двигатель Tornado отличался необычной компоновочной схемой. Это был 42-цилиндровый двигатель, состоявший из выстроенных в ряд шести радиальных семицилиндровых блоков, скомпонованных в три модуля по 14 цилиндров (диаметр цилиндра × ход: 107,9 × 92 мм) [2]. Полусферические камеры сгорания были оснащены двумя клапанами, приводимыми в действие верхним распределительным валом. Такая конструкция имела как ряд преимуществ, так и ряд серьезных недостатков. Несмотря на то, что данная компоновка значительно уменьшала площадь лобового сечения двигателя, что позволяло разместить мотор под аэродинамически чистым капотом, трудности охлаждения, связанные с компактностью двигателя, потребовали установки большого воздухозаборника и сложной, громоздкой и тяжелой системы теплообмена, которая неизбежно вела к снижению летных характеристик. Из 2350 л.с. (1752 кВт), которые развивал двигатель, не менее 450 л.с. приходилось на систему регулирования температуры.
Самолет, который на кульманах постепенно начал приобретать свои формы и который получил внутрифирменное обозначение AP-18, имел силуэт с некоторым сходством с истребителем P-47, особенно в отношении хвостового оперения и формы крыла. Однако последнее, в котором использовался ламинарный аэродинамический профиль, имел намного большую площадь (46,9 м² против 27,9 м²). Двигатель был установлен в носовой оконечности фюзеляжа под капотом, который имел такую аэродинамическую чистоту, что долгое время казалось, что двигатель установлен в центре фюзеляжа, а пропеллеры приводились в движение с помощью длинного карданного вала, проходящего под ногами пилота. Только недавно, когда заводские чертежи были опубликованы, стало возможным понять, где на самом деле располагался двигатель [3].
Помимо силовой установки (двигатель и оборудования) и герметизированной кабины пилота большая часть находящегося внутри фюзеляжа свободного пространства занимала система охлаждения двигателя. Данная система состояла из внушительных размеров воздухозаборника, расположенного вертикально за задней частью кабины пилота и подававшего поступающий воздух к радиатору, турбокомпрессору и теплообменнику. Затем воздух, выходящий из турбокомпрессора, направлялся в двигатель через каналы, проходящие по обе стороны от ног пилота, и затем возвращался назад для прохождения через теплообменник. Через редуктор двигатель приводил в вращение два соосных трехлопастных винта противоположного вращения диаметром 4,16 метра.
Запас топлива общим объемом 1437 литров был распределен в девяти самоуплотняющихся баков разной емкости. В каждой консоли крыла размещалось по четыре бака емкостью 45, 64, 197 и 197 литров соответственно. Девятый бак емкостью 431 литр размещался в нижней части фюзеляжа под полом кабины пилота. Пространство между двигателем и противопожарной перегородкой занимал масляный бак емкостью 38 литров. Разумеется, было запланировано использование подвесных сбрасываемых баков.
С точки зрения вооружения XP-69 должен был быть оснащен четырьмя 12,7-мм пулеметами и двумя 37-мм пушками с общим боезапасом 1280 снарядов и патронов. В конструкции самолета были предусмотрены два пилона для подвески внешних нагрузок.
В июле 1941 года были заказаны два прототипа под обозначением XP-69, но этот заказ не сопровождался официальным контрактом, поскольку обоим прототипам не были присвоены официальные военные номера. Тем не менее, макет в масштабе ¾ был изготовлен и в июле 19442 года был осмотрен представителями управления материально-технического обеспечения ВВС армии США. Затем с 21 августа по 15 октября 1942 года этот макет был испытан в большой аэродинамической трубе NACA, Лэнгли, в частности для изучения устойчивости самолета и охлаждения его двигателя. Представляется, что полученные результаты не были удовлетворительными. Хотя расчетные характеристики показали значительный прогресс по сравнению с P-47, они остались ниже, чем у XP-72, который был разработан той же компанией и который был оснащен двигателем Pratt & Whitney R-4360 мощностью 3000 л.с.. Следует отметить, что в своей окончательной конфигурации XP-69 должен был получить ряд улучшений по сравнению с первоначальным макетом, среди которых наиболее заметным была установка каплевидного фонаря кабины пилота, обеспечивавшего последнему круговой обзор.
В свою очередь компания Wright испытывала проблемы с доводкой двигателя Tornado и не смогла вовремя поставить первые экземпляры этого авиамотора. 11 мая 1943 года управление МТО ВВС армии США, посчитав, что ХР-72 лучше отвечает потребностям ВВС армии США, решило отказаться от программы ХР-69 еще до начала строительства прототипов. Первый из двух прототипов XP-72 совершил свой первый полет 2 февраля 1944 года, но программа создания этого истребителя также была аннулирована. Самолеты с поршневыми двигателями сделали свое дело, и на первое место стали выходите реактивные машины.
в расположенном в Лонг-Айленде цехе компании Republic завершается изготовление внушительного макета истребителя XP-69. Первоначальная конфигурация хорошо заметна по фонарю кабины, который ограничивает пилоту обзор назад
с 17 по 26 сентября 1942 года макет ХР-69 был оснащен соосными трехлопастными винтами противоположного вращения, предназначенными для устранения эффекта крутящего момента двигателя Tornado
ХР-69 в своей наиболее удачной конфигурации, которая определяется по каплевидному фонарю кабины пилота
макет истребителя ХР-69 во время испытаний в аэродинамической трубе. Красная стрелка указывает на воздухозаборник радиатора, который подавал воздух в радиатор, турбокомпрессор и теплообменник
воздухозаборник радиатора крупным планом
истребитель ХР-69 должен был иметь лучшие характеристики, чем Р-47, но от ХР-69 было решено отказаться в пользу ХР-72
ЛЕТНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Тип: Republic XP-69
Назначение: истребитель
Статус: проект
Силовая установка:
тип двигателя Wright R-2160
рабочий объем двигателя 35,4 л
диаметр цилиндра 107,9 мм
ход поршня 92 мм
длина двигателя 2438 мм
диаметр двигателя 902 мм
масса 1088,6 кг
развиваемая мощность 2350 л.с. (1752 кВт) при 4145 об/мин
удельная масса 0,46 кг/л.с.
степень сжатия 7,1
Размеры:
размах крыла 15,75 м
длина 15.60 м
высота 5,18 м
площадь крыла: 46,9 м²
Масса:
пустого 7074 кг
с полной нагрузкой 8462 кг
максимальная 11868 кг
Летные характеристики:
максимальная скорость на высоте 10670 метров 724 км/ч
время подъема на высоту 35000 футов (10670 м) 20 минут
практический потолок 14900 м
дальность полета 1255 км
максимальная дальность полета 2900 км
[1] другими американскими авиастроительными компаниями, проявившими интерес к двигателю Tornado, были Lockheed, создавшая прототипы XP-49 и XP-58, и Hughes с прототипом D-2
[2] моторостроители планировали изготовить 70-цилиндровый двигатель, который должен был состоять из пяти 14-цилиндровых модулей. Двигатели с похожей архитектурой были созданы во Франции, например, Mathis Vega 42A (1938) и Voisin 42M (1944)
[3] этот документ можно просмотреть по адресу: http://www.weakforcepress.com/XP-69/index.html
источник: Alain Pelletier «Republic XP-69. Tornade sous un capot» «Le Fana de l’Aviation» 2013-09, p.50-52
перевод впервые опубликован — https://vk.com/@710541705-s-tornado-pod-kapotom-proekt-istrebitelya-republic-xp-69-ssh
