Усатый «мираж». Опытный истребитель-бомбардировщик Dassault Milan. Франция
Винтажная статья полувековой давности, которая, думаю, заинтересует коллег.
Марсель Дассо запускает воздушного змея … или почему у «миража» выросли усы *
Содержание:
Предыстория
На языке финансовых кругов «запускать воздушного змея» означает собирать деньги в кредит, но когда мы говорим, что компания Avions Marcel Dassault запускает воздушного змея, мы спешим заверить читателей, что используем эту идиому в совершенно ином значении: «посмотреть, как дует ветер» на мировом рынке авиационной техники для новой версии получающего все более широкое распространение истребителя Mirage, которая вполне уместно, хотя и по совершенно другой причине, получила наименование Kite [1] (коршун; воздушный змей) или, скорее, его французский эквивалент Milan (коршун).
Орнитологи знают, что коршун – хищная птица семейства соколиные, которая, хотя и способна к высокоскоростному полету, способна практически парить, сохраняя при этом полную управляемость. Истребитель Mirage является настоящим хищником среди боевых самолетов – специалисты по продажам компании Dassault, проводящие активную маркетинговую политику, обеспечивают постоянный спрос на эти машины – и Milan сохраняет все проверенные качества «миража». Совершенно понятно, что «милан» не приобрел способность зависать, но получил приемлемую управляемость на низких скоростях. Отсюда и название новой машины Milan.
Ход проектных работ по любому из самолетов требует компромисса, поскольку ни одна из имеющихся конфигураций не является оптимальной для всех диапазонов летно-технических характеристик самолета любой категории. Чем шире требовался диапазон летно-технических характеристик, тем на больший компромисс необходимо было идти. Наиболее ярко такой компромисс проявляется в современных высокоскоростных боевых самолетах с фиксированным крылом; чем выше задаваемая максимальная скорость, тем сложнее задача конструкторской группы по ограничению взлетной и посадочной скоростей до значений, совместимых с длинами аэродромов, в пределах которых должен действовать разрабатываемый самолет. Выход за пределы взлетно-посадочной полосы оказывает пагубное влияние на пилота, поскольку это оказывает катастрофическое воздействие на его самолет.
Треугольное крыло является отличным примером. «Простое» треугольное крыло, которым оснащены истребители Mirage III и МиГ-21 и которое рассчитано для достижения максимальной скорости М = 2, обладает серьезными недостатками с точки зрения управляемости на малых скоростях. Для поддержания подъемной силы на малых скоростях угол атаки крыла «миража» должен быть большим (отсюда, например, следует необходимость опускать нос «конкорда» и Ту-144 во время взлета и посадки), а поскольку горизонтальное оперение отсутствует, то установленные на задней кромке крыла элевоны должны быть подняты, чтобы удерживать угол атаки. Другими словами, элевоны работают в противоположном направлении по сравнению с закрылками, которые для увеличения подъемной силы во время взлета и посадки опускаются. Без этого увеличения подъемной силы самолет-бесхвостка с треугольным крылом имеет более выраженную тенденцию к увеличению длины разбега по сравнению с самолетом классической компоновочной схемы с треугольным крылом.
Примерами компромиссов, к которым приводит эта ситуация, являются истребитель Saab Viggen и стратегический бомбардировщик North American XB-70A Valkyrie, у которых базовая конфигурация бесхвостки с треугольным крылом была дополнена носовой балансировочной поверхностью, однако более интересное техническое решение предлагает компания Dassault – самолет Milan, который с аэродинамической точки зрения представляет собой истребитель-бомбардировщик Mirage 5, оснащенный выдвижным передним горизонтальным оперением (ПГО). Эффект ПГО во всех случаях одинаков, но успех компании Dassault в создании «усатого» «миража» является немаловажным достижением, поскольку характеристики его треугольного крыла уже зафиксированы и могут быть изменены только в результате крупномасштабного перепроектирования, а за влиянием ПГО на обзор пилота и эффективность воздухозаборников нужно было следить с особой тщательностью. В каждом случае применение ПГО обеспечивает увеличение угла атаки без отклонения элевонов вверх и при этом для компенсации создаваемого ПГО положительного угла тангажа становятся необходимыми отклоненные вниз элевоны, которые будут выполнять роль обычных закрылков.
Хотя принцип ясен, его применение требует большой осторожности при проектировании ПГО, которое должно поддерживать постоянную подъемную силу во всем диапазоне углов атаки самолета. Если постоянная подъемная сила не поддерживается, то пилот вынужден производить регулировку элевонов (угол отклонения элевонов будет изменяться в зависимости от угла атаки самолета) чтобы противодействовать различным эффектам ПГО.
Вклад Швейцарии
Важным фактором при разработке компанией Dassault истребителя-бомбардировщика Milan было требование Швейцарии на создание ударного самолета для замены штурмовика de Havilland DH-112 Venom. На вооружении швейцарских ВВС уже состояли истребители-перехватчики Mirage IIIS и самолет непосредственной поддержки Mirage 5 представлял определенный интерес в качестве машины для замены самолетов категории Venom. Тем не менее, улучшение управляемости на малых скоростях сделало бы самолет компании Dassault более конкурентоспособным по сравнению с другими типами, выбранными властями Швейцарии для оценочных испытаний, а также улучшило бы перспективы продаж в других частях мира.
Во второй половине 1967 года компания Dassault и Швейцарский федеральный авиационный завод (Fabrique Federate d’Avions – FFA) совместно изучали различные методы достижения момента кабрирования без использования элевонов и испытывали их в аэродинамической трубе, расположенной в Эммене, кантон Люцерн, на предприятии FFA. Возможности изменения профиля передней кромки крыла или использования предкрылков в конце концов были отброшены, и к февралю 1968 года аэродинамическая компоновка «утка» была выбрана в качестве наиболее удовлетворительного решения. Пока продолжались испытания в аэродинамической трубе, был построен макет, чтобы проверить влияние ПГО на обзор пилота, а для летных испытаний истребитель Mirage III был оснащен фиксированным передним горизонтальным оперением. В сентябре и октябре 1968 года была выполнена серия из одиннадцати полетов с первоначальной конфигурацией ПГО в том числе и два полета с швейцарскими летчиками-испытателями.
Между тем, дальнейшие испытания в аэродинамической трубе и результаты летных испытаний позволили компании Dassault получить оптимизированную конструкцию ПГО – фактически Этап 7 проектных исследований. Оптимизация была связана с достижением постоянного положительного угла тангажа при различных углах атаки. Окончательный выбор был сделан на основе аэродинамического профиля St Cyr 156, который был модифицирован таким образом, чтобы он имел двойной изгиб по сравнению с обычным и включал нерегулируемую прорезь; перед этим аэродинамическим профилем была добавлена передняя кромка, образовавшая еще одну прорезь. Хотя эти передние горизонтальные поверхности, которые вскоре стали называть усами, занимали всего лишь 1,7% площади крыла, их конструкция была очень сложной. Летные испытания ПГО Этапа 7 продолжались в течение 1969 года и включали в себя тестовые полеты, выполненные летчиками ВВС Швейцарии. В ходе этих испытаний фиксированный угол атаки относительно базовой оси самолета увеличился с 15 до 19 градусов, при этом угол поперечного V ПГО составлял 15 градусов.
Доказав, что «усы» достигли своего основного предназначения, компания Dassault разработала систему, с помощью которой ПГО могло быть убрано, поскольку оно не влияло на характеристики самолета на высокой скорости. Для первоначальных испытаний в носовую часть самолета-разведчика Mirage IIIR (более длинный нос разведывательной версии обеспечивал достаточное пространство для хранения ПГО при уборке), и этот самолет впервые поднялся в воздух 24 мая 1969 года, а две недели спустя был представлен публике на проходившем в то время Парижском авиасалоне. На самолете была использована систему уборки ПГО с электрическим приводом. Во время уборки поверхности с помощью шарниров поворачивались вперед и втягивались внутрь через щели, расположенные в носу самолета. Полное время уборки-выпуска поверхностей ПГО занимает 6-7 секунд, а масса системы составляет 110 фунтов (50 кг).
Окончательный вариант истребителя-бомбардировщика Milan
Окончательный вариант истребителя-бомбардировщика Dassault Milan, поставки которого планируется начать в 1972 году, помимо убирающегося ПГО имеет другие отличия от истребителя Mirage III. Эти особенности включают модернизированный двигатель Atar с некоторыми соответствующими изменениями в воздухозаборниках и топливной системе, а также новую навигационно-прицельную систему. Все эти особенности включены в самолет Milan S-01, который представляет собой планер ударного самолета Mirage IIIE (представлен французскими ВВС), сконфигурированный таким образом, чтобы выполнить две задачи: во-первых, показать, как будет выглядеть серийный «милан», и во-вторых, продемонстрировать самолет, который предложен Швейцарии, о чем свидетельствует литера «S» в обозначении (S – Suisse). Этот самолет совершил свой первый полет 29 мая 1970 года и в седьмом полете достиг скорости М = 2,0. К оценочным полетам летчики швейцарских ВВС приступили 16 июля; для машины это был 32-й полет.
В качестве силовой установки истребителя-бомбардировщика Milan компания Dassault использовала двигатель SNECMA Atar 9K-50, развивавший на максимальном и форсажном режимах тягу 11023 фунтов (5000 кгс) и 15875 фунтов (7200 кгс) соответственно. Также этот двигатель устанавливается на истребители Mirage F1 и Mirage G8. Размер воздухозаборников незначительно увеличен, чтобы обеспечить больший расход воздуха этим двигателем, и для запуска двигателя использовался электрический стартер. Встроенные аккумуляторные батареи самолета обеспечивают возможность запуска двигателя. Опираясь на опыт работы с Mirage F1, компания Dassault улучшила обтекатель вокруг сопла форсажной камеры регулируемого сечения в месте где он соединяется с корпусом тормозного парашюта.
Изменения топливной системы включают в свой состав размещенные в фюзеляже два дополнительных топливных бака емкостью 154 британских галлона (700 литров), установка нового переднего топливного бака, удаление топливного бака в месте размещения пушек – для выполнения всех боевых задач были установлены две 30-мм пушки DEFA с боезапасом по 125 снарядов на ствол – и удаление топливной системы, связанной с ракетным двигателем, который размещался под задней частью фюзеляжа. Данный ракетный двигатель является особенностью некоторых истребителей Mirage III, но не используется на швейцарской версии Mirage IIIS, которая вместо этого использует стандартный восьмиблочный стартовый ускоритель. «Милан» также может оснащаться восьмиблочным стартовым ускорителем.
Истребитель Milan S оснащен навигационно-прицельной системой, в основе которой был использован опыт работы по ударному самолету Jaguar. По количеству решаемых задач навигационно-прицельная система «милана» ближе к системе, разработанной для британского варианта Jaguar S, нежели к более простой у французского варианта Jaguar A. Новинками бортового оборудования «милана» являются проекционный картографический индикатор (Thomson-CSF LC 102), индикатор на лобовом стекле (Thomson-CSF Type 121RS) и лазерный дальномер (Thomson-CSF T-102 or CGE TAV 34). На самолет установлены навигационный вычислитель Crouzet 91S и бомбардировочный вычислитель Thomson-CSF 3IDS; также в состав оборудования входят допплеровская РЛС EMD-Decca RDN 72S, двухгироскопная платформа с резервной курсовой системой SFIM CG111 и ЭВМ обработки данных о параметрах атмосферы Jaeger 21. Полнокомплектная система была установлена на Milan S в конце 1970 года, а испытания по сбросу оружия были проведены в Казо в начале 1971 года. Эти испытания проводились с конкретной целью продемонстрировать точность прицеливание при бомбометании стандартными швейцарскими боеприпасами. В компании Dassault утверждают, что 990-фунтовые (450 кг) бомбы, сброшенные на дальности 1,2-2,5 мили (2-4 км), упали с точностью 65 футов (20 м) в продольном направлении и 13 футов (4 м) в поперечном.
Масса пустого снаряженного самолета Milan S составляет примерно половину взлетной массы: 15430 фунтов (7000 кг) и 30860 фунтов (14000 кг) соответственно. С учетом пилота и полного внутреннего запаса топлива, составляющих 8320 фунтов (3775 кг), на внешнюю боевую нагрузку остается 6600 фунтов (3000 кг), которые могут быть размещены на четырех узлах подвески под крылом и трех под фюзеляжем. Максимальная боевая нагрузка при уменьшенном внутреннем запасе топлива составляет 9240 фунтов (4200 кг). Каждый из внешних подкрыльевых пилонов рассчитан на подвеску нагрузки массой до 330 фунтов (150 кг): ракет класса «воздух-воздух» Sidewinder или легкие бомбы. Внутренние крыльевые пилоны могут нести по 3300 фунтов (1500 кг); возможные варианты боевой нагрузки включают в себя 2200-фунтовые (1000 кг) бомбы, топливные баки емкостью 374 британских галлона (1700 литров), баки с напалмом емкостью 88 британских галлонов (800 литров), блоки НУРС (по 32 ракетных снаряда) или разработанная компанией Matra комбинация топливного бака и блоков НУРС (или топливного бака и бомбодержателей).
Мощный держатель, расположенный на осевой линии фюзеляжа, способен нести нагрузку до 2645 фунтов (1200 кг) и поэтому может нести большую часть большую часть вариантов боевой нагрузки, которые можно подвесить к внутренним крыльевым держателям, а также ракеты класса «воздух-поверхность», такие как Nord AS.30. Боковые подфюзеляжные узлы подвески могут нести по 550 фунтов (250 кг) боевой нагрузки. Дозаправка в полете не предусмотрена, но за счет внешней подвески запас топлива может быть увеличен с 830 (внутренний запас топлива) до 1034 британских галлонов (с 3775 до 4700 литров).
При выполнении стандартного боевого вылета по профилю «lo-lo-lo» (полёт к цели на малой высоте, атака на малой высоте и возвращение на малой высоте) Milan имеет радиус действия 155 миль (250 км) с боевой нагрузкой из двух ракет класса «воздух-воздух» и шести 990-фунтовых (450 кг) бомб (или двенадцати 550-фунтовых [250 кг] бомб) и с учетом нахождения над целью в течение пяти минут. Как и в случае с Mirage IIIS эти бомбы являются стандартный швейцарским оружием, хотя машина может нести и натовское вооружение.
При равной массе эффект применения ПГО и увеличение тяги двигателя снижают скорость отрыва на 20-25 узлов (37-47 км/ч), тем самым уменьшая длину разбега почти на 2000 футов (600 м). В компании Dassault это замечательное улучшение взлетных характеристик в равной степени приписывают «усам» и двигателю Atar 9K-50. При заданной длине разбега максимальная взлетная масса может быть увеличена на 8 процентов, а скорость захода на посадку снижена на 25-30 узлов (47-55 км/ч), что позволяет сократить длину пробега примерно на 460 футов (140 м). При максимальной массе, расположении аэродрома на высоте 1640 футов (500 м) и температуре 82 °C (ISA+20°) истребитель-бомбардировщик Milan имеет длину разбега 5250 футов (1600 м).
Другими преимуществами, которыми, как было заявлено, обладает Milan S, являются:
- увеличение среднего угла захода на посадку с 3 до 4 градусов, что является важным фактором при эксплуатации самолета с аэродромов, имеющих ограничение по длине взлетной полосы и повышение точности приземления;
- увеличение скороподъемности примерно на 3600 футов в минуту (18,3 м/с);
- улучшенная управляемость с увеличением перегрузки в вираже на 1,3g и уменьшением радиуса разворота на 820 футов (250 м);
- улучшенная маневренность на больших скоростях (результат только увеличения мощности двигателя) с увеличением перегрузки на 0,5g и уменьшением радиуса поворота на 492 фута (150 м).
Носовая часть самолета Milan предоставляет достаточно места для размещения дополнительного оборудования, связанного с навигационно-прицельной системой и имеет окно для лазерного дальномера. Расположенная перед прорезями, в которые втягиваются «усы» ПГО, секция носовой части фюзеляжа крепится с помощью шарниров и может быть снята. Данное техническое решение было применено для того, чтобы самолеты Milan можно было разместить ангарах, стойких к поражающим факторам ядерного оружия. Эти ангары были оборудованы в горах Центральной Швейцарии, где швейцарские ВВС содержат в работоспособном состоянии некоторое количество авиабаз для действий в чрезвычайной ситуации. Размах крыла составляет 26 футов 11½ дюймов (8,22 м), а общая длина – 49 футов 3½ дюйма (15,03 м).
Независимо от того приобретет ли Швейцария – на тот момент, когда писалась данная статья Dassault Milan занимал третье место после Vought A-7G и FIAT G.91YS – у него есть хорошие перспективы в других странах. Сообщается, что две другие страны-эксплуатанта истребителей Mirage III – Южная Африка и Австралия – уже провели предварительные переговоры с Dassault относительно возможной покупки «милана».
убирающееся переднее горизонтальное оперение опытного истребителя-бомбардировщика Dassault Milan S-01: 1) электродвигатель; 2) червячная передача; 3) приводной коленчатый рычаг; 4) тяги управления поверхностями ПГО; 5) кронштейны поверхностей ПГО
компоновочная схема опытного истребителя-бомбардировщика Dassault Milan S-01: 1) носовой обтекатель с выдвинутыми «усами» ПГО и обтекатель лазерного дальномера; 2) коническое центральное тело сверхзвукового воздухозаборника; 3) воздухозаборники двигателя; 4) фонарь кабины пилота; 5) панель доступа к топливному баку; 6) панель доступа к авионике; 7) верхняя панель доступа; 8) обтекатель конуса реактивного сопла; 9) створка ниши основной стойки шасси; 10) створка ниши основной стойки шасси; 11) вспомогательный воздухозаборник; 12) створка ниши передней стойки шасси; 13) створка ниши передней стойки шасси
схема опытного истребителя-бомбардировщика Dassault Milan S-01
опытный истребитель-бомбардировщик Dassault Milan S-01 на земле без внешних подвесок
опытный истребитель-бомбардировщик Dassault Milan S-01 в конфигурации для перегоночного полета оснащен двумя топливными баками емкостью по 550 британских галлонов (1700 литров)
опытный истребитель-бомбардировщик Dassault Milan S-01 был сфотографирован во время недавно проведенных в Казо испытаний вооружения. Самолет несет две ракеты класса «воздух-воздух» Sidewinder и пять 990-фунтовых (450 кг) бомб, четыре из которых прикреплены к двум подкрыльевым топливным бакам емкостью по 110 британских галлонов (500 литров)
опытный истребитель-бомбардировщик Dassault Milan S-01 был сфотографирован во время недавно проведенных в Казо испытаний вооружения. Самолет несет две ракеты класса «воздух-воздух» Sidewinder и пять 990-фунтовых (450 кг) бомб, четыре из которых прикреплены к двум подкрыльевым топливным бакам емкостью по 110 британских галлонов (500 литров)
Редакция журнала «Air Enthusiast» выражает признательность журналу «Aviation Magazine International» за помощь в подготовке этой статьи.
ПРИЛОЖЕНИЕ
Оценка в Швейцарии
К 1976 году военно-воздушные силы Швейцарии (Schweizerische Flugwaffe) должны заменить самолеты-штурмовики de Havilland Venom Mk 50, которыми оснащены 13 эскадрилий (fliegerstaffeln).
Поиск подходящей замены начался в 1966 году, когда министерство обороны установило лимит стоимости программы в размере 1300 миллионов швейцарских франков (что на тот момент составляло около 108 миллионов фунтов стерлингов).
Стремясь избежать повторения обстоятельств, связанных с выбором в 1960 году истребителей Dassault Mirage III, которыми в данный момент оснащены три эскадрильи швейцарских ВВС, министерство обороны постановило, что основой для новой оценки должен стать компьютерный анализ. Закупка истребителей Mirage III привела к обвинениям в «грубой халатности» и «невероятной легкомыслии», выдвинутым в отношении различных лиц, связанных с этим контрактом. Командующий ВВС был уволен, а начальник генерального штаба ушел в отставку, в то время как рост расходов сократила количество приобретаемых «миражей» с запланированных 100 до 57 самолетов.
Типами самолетов, включенных в первоначальный компьютерный анализ, были Dassault Mirage 5, BAC/Breguet Jaguar, FFA P-16, SAAB Draken, SAAB Viggen, FIAT G-91Y, Northrop F-5, Vought A-7 и McDonnell Douglas A-4. Окончательная детальная оценка проводилась между Vought A-7 и FIAT G-91Y, и в начале 1970 года по техническим характеристикам основным вариантом был объявлен Vought A-7G с двигателем Rolls-Royce Spey. Однако средства, выделенные на данную программу, позволяют приобрести около сорока A-7G, оснащенных в соответствии со стандартами швейцарских ВВС, в то время как командование военно-воздушных сил заявило, что ему требуется как минимум 60 машин. Министр обороны Швейцарии отказался санкционировать увеличение средств и 15 июля 1970 года приказал провести новое исследование.
Официально в качестве альтернативы на этом этапе были указаны FIAT G-91Y, Douglas A-4M и Dassault Milan, причем последний к этому времени заменил первоначально предложенный Mirage 5 и был адаптирован под швейцарские требования. Естественно, другие авиастроительные компании также воспользовались возможностью возобновления анализа, чтобы внести новые предложения. Концерн BAC еще раз представил Jaguar, компания SAAB представила версию своего SAAB 105, концерн Hawker Siddeley предложила целую линейку альтернатив от отремонтированных истребителей Hunter или модернизированных до варианта Super Hunter до СВВП Harrier, а компания Vought Aeronautics предложила различные способы снижения цены A-7.
В 1970-71 годах все эти самолеты могла быть представлены для проведения летных испытаний. В августе 1970 года прототип SAAB 105XT, представляющий собой предлагаемый для конкурса вариант SAAB 105XH, был облетан швейцарской командой из 18 человек. После этих испытаний компания SAAB оснастила 105XT новой передней кромкой крыла, предназначенной для улучшения маневренности 105XH при выполнении последним боевых операций. Концерн FIAT изготовил прототип G.91YS, который совершил свой первый полет 16 октября 1970 года. Этот самолет отличается от версии для итальянских ВВС установкой бомбардировочного вычислителя SAAB BT9R. Этот прототип, равно как и Milan S-01, был облетан швейцарской экспертной комиссией.
Между тем, в начале 1971 года была подтверждена покупка швейцарскими ВВС тридцати истребителей-бомбардировщиков Hunter. Эти самолеты, отремонтированные концерном Hawker Siddeley, будут поставлены в период с 1972 по 1974 год и дополнят парк «хантеров», уже находящихся на вооружении Швейцарии. Поставки самолетов для замены «веномов» должны начаться в 1975 году, и ожидается, что решение будет принято к тому времени, когда эти строки будут опубликованы, хотя окончательные контракты не будут заключены до середины 1972 года. Сообщается, что Vought A-7 в менее сложном по сравнению с представленным годом ранее варианте, по-прежнему остается на первом месте, на втором месте – FIAT G-91YS, а на третьем – Milan.
[1] игра слов. С английского на русский слово «kite» переводится и как коршун и как воздушный змей
источник: «Dassault flies a Kite … or why the Mirage grew a moustache» «Air Enthusiast» June 1971, pages 21-24, 55
перевод впервые опубликован — https://vk.com/@710541705-usatyi-mirazh-dassault-milan
