Страница:
По итогам конкурса было подготовлено обращение к ЦК КПСС и Совету Министров СССР с предложением начать разработку «сотки». К процессу подготовки документации и постройке самолета подключили КБ и завод Семена Лавочкина, где даже успели изготовить боковые отсеки фюзеляжа. Однако в декабре 1962 года завод перешел на ракетную тематику Владимира Челомея и взамен для строительства «Т-4» выделили Тушинский машиностроительный завод и МКБ «Буревестник» в качестве филиала ОКБ Сухого для участия в проектировании самолета.
Во время подготовки постановления к Павлу Сухому приехал глава ГКАТ Петр Дементьев. Олег Самойлович так вспоминает об этой встрече:
«Дементьев обратился к Сухому: «Павел Осипович вы свою задачу выполнили. Мавр сделал свое дело, мавр должен уйти. Эта тема принадлежит Туполеву. Он лишился возможности строить Ту-135. Поэтому я и вас прошу отказаться от своей разработки». Сухой промолчал, а потом вежливо ответил Дементьеву: «Вы меня извините, но конкурс выиграл я, а не Андрей Николаевич. Поэтому я не могу отказаться от этой темы, тем более я против того, чтобы мое КБ загружали ракетной тематикой. Я хочу строить самолеты». Дементьев внутренне вспыхнул, но виду не показал и лишь сказал Сухому. «Ну, Павел Осипович, смотрите как хотите», после чего встал, попрощался и уехал».
Через некоторое время состоялся телефонный разговор между Сухим и Туполевым, свидетелем которого опять же оказался Самойлович. Вот фрагмент этого разговора: «Туполев Сухому: «…Паш, ты умеешь делать хорошие истребители, но бомбардировщики ты делать не умеешь. Эта тема моя, откажись в мою пользу…» На что Павел Осипович ответил: «Андрей Николаевич, я прошу меня извинить, я ваш ученик, но я думаю, что именно потому, что я умею делать хорошие истребители, я сделаю хороший бомбардировщик и от этой темы не откажусь!»».
Несмотря на эти инциденты, осенью 1962 года конструкторы ОКБ-51 приступили к разработке аванпроекта самолета «Т-4».
Процесс проектирования и производства занял почти девять лет. Это может показаться недопустимо большим сроком, если не знать, что практически все технологии, примененные при разработке ракетоносца «Т-4», создавались и внедрялись с нуля. Для «Сотки» были созданы специальные жаропрочные сплавы, неметаллические материалы, особая резина, пластики. В процессе разработки самолета конструкторы КБ получили 600 (!) авторских свидетельств на изобретения.
Предполагаемое использование широкого диапазона скоростей требовало тщательной отработки аэродинамической схемы. Поэтому в аэродинамических трубах ЦАГИ исследовали более 20 различных компоновок самолета и множество вариантов отдельных элементов — крыла, фюзеляжа, мотогондол и их взаимного расположения и сочетания. Результаты испытаний были проверены в полетах летающей лаборатории «100Л-1» на базе «Су-9». В период с 1967 по 1969 год на нем было испытано восемь конфигураций крыла. Для отработки электродистанционной аналоговой системы управления (ЭДСУ) была использована другая летающая лаборатория — «100ЛДУ», созданная на базе учебно-боевого «Су-7У».
Самолет «Т-4» оснастили несколькими комплексами радиоэлектронного оборудования: навигационным — на базе астроинерциальной системы с индикацией на планшете и многофункциональными пультами управления; прицельным — на базе радиолокатора переднего обзора с большой дальностью обнаружения; разведки, включавшем оптические, инфракрасные, радиотехнические датчики и впервые применявшуюся РАС бокового обзора Комплексирование и автоматизация управления бортовым оборудованием были столь высоки, что позволили ограничить экипаж самолета летчиком и штурманом-оператором.
В декабре 1965 года был утвержден окончательный, 33-й по счету, вариант самолета, и тогда же появилось постановление правительства по постройке машины. На этого отводился пятилетний срок.
В конечном виде ракетоносец «Т-4» выглядел следующим образом.
Габариты: длина самолета — 44,5 метра, высота самолета — 11,2 метра, размах крыла — 22,7 метра, площадь крыла — 295,7 м2, взлетная масса — 135 тонн, масса пустого самолета — 55,6 тонны.
«Сотка» была выполнена по схеме «бесхвостка» с треугольным крылом тонкого профиля с острой передней кромкой.
Использование для балансировки переднего оперения при малых запасах устойчивости уменьшило потери качества на балансировку, увеличило дальность полета на 7 % и снизило шарнирные моменты на органы управления. Малые запасы устойчивости создавались соответствующим изменением центровки за счет перекачки топлива в полете. Требуемые характеристики устойчивости и управляемости обеспечивались системой электродистанционного управления.
В продольном и боковом каналах управление осуществлялось элевонами.
На самолете установили турбореактивные двигатели «Р-36-41» конструкции Рыбинского моторостроительного КБ Петра Колесова. Все четыре двигателя разместили в общей мотогондоле с одним каналом на каждую пару. Питание их воздухом осуществлялось воздухозаборником смешанного сжатия с программно-замкнутой системой регулирования по числу Маха и по отношению давления в горле воздухозаборника и с системой слива пограничного слоя.
На принципиально новых насосных гидротурбинных агрегатах была выполнена и топливная система. Для обеспечения взрывозащиты баков от нагрева впервые была применена система нейтрального газа на жидком азоте, предусмотрены аварийный слив топлива и высокотемпературные подвижные соединения трубопроводов сильфонного типа. Для «Т-4» был выработан новый сорт термостабильного топлива РГ-1 (нафтил). Управление двигателями осуществлялось автоматической электродистанционной системой. Для отработки силовой установки создали модель с двигателями «ВД-19» и макет силовой установки с двигателями «79Р», с помощью которых был проведен комплекс исследований на различных стендах в ЦИАМ.
Из-за больших скоростей и нагрева конструкции самолета до 300 °C от фонаря решили практически отказаться. От него остался лишь круглый люк вверху, на крышке которого на первой машине был установлен перископ, которым летчик пользовался при взлете и посадке. В прочих же режимах полет проходил вслепую: по приборам. Но это не вызывало трудностей, поскольку машина была проста в пилотировании и управлении, обладала хорошей устойчивостью.
Крупным шагом вперед стало применение 4-кратной резервированной автоматической системы управления самолетом.
Спроектировали и новую испарительную систему кондиционирования воздуха замкнутого типа с применением топлива в качестве первичного хладагента для создания необходимых температурных условий в гермокабине и отсеках оборудования.
В конструкции посадочных устройств также применялось много нетрадиционных и новых решений: поворот и запрокидывание тележки основных опор одним цилиндром, двухкамерные амортизаторы с противоперегрузочным клапаном, спаренные пневматики, электродистанционное управление поворотом передних колес и так далее.
Вооружение «Т-4» состояло из двух гиперзвуковых противокорабельных ракет «Х-45» с дальностью пуска в 1500 километров, размещаемых на двух подкрыльевых узлах подвески.
Свободнопадающие бомбы и топливо были расположены в сбрасываемом подфюзеляжном контейнере. Интегральная бортовая система «Т-4» позволяла иметь автономную информацию о целевой обстановке и поражать цели, не заходя в зону ПВО противника. Скорость полета «Т-4» была такова, что это заставило бы противника произвести огромные затраты на развитие средств и преобразование объектовых систем ПВО.
В 1967 году вышло постановление о постройке опытной партии самолета «Т-4» в семи экземплярах (шесть летных, один статический). Первый экспериментальный самолет «101» намечалось использовать для отработки бортовых систем, определения устойчивости и управляемости самолета на максимальных скоростях полета и для определения летнотехнических характеристик. Экспериментальный самолет «102» планировалось использовать для отработки навигационного комплекса, а экспериментальный самолет «103» — для отработки реальных пусков управляемых ракет. На экспериментальном самолете «104» должны были быть отработаны вопросы применения бомбового вооружения, пуска управляемых ракет, а также проведен ряд испытаний для оценки характеристик дальности полета самолета.
Экспериментальный самолет «105» планировалось использовать для отработки систем радиоэлектронного комплекса, а экспериментальный самолет «106» — для отработки всего ударно-разведывательного комплекса в целом. Для статических испытаний предназначался самолет «10 °C». 22 августа 1972 года летчик-испытатель и шеф-пилот ОКБ-51 Владимир Ильюшин (тот самый, которого отдельные западные историки называют «первым космонавтом») поднял «Т-4» в воздух. Полет продолжался 40 минут.
В девятом испытательном полете, состоявшемся 6 августа 1973 года, машина преодолела звуковой барьер, показав скорость в 1,28 Маха на высоте 12100 метров.
В дальнейшем предполагалось довести скорость самолета до 3000 км/ч (2,8 Маха) с максимальной взлетной массой 128 тонн и начать испытания «102» машины со штатным комплектом радиоэлектронного оборудования. Но к марту 1974 года все приостановилось. Общий налет экспериментального самолета «101» составил 10 часов 20 минут.
Казалось, что у «Т-4» безоблачное будущее. После того как Никита Хрущев ушел в отставку и Министерство занялось восстановлением разрушенной политиками авиационной промышленности, работу над «Соткой» называли «особо приоритетной». В заявке ВВС на пятилетку (1970–1975 годы) предусматривалось построить на Казанском авиазаводе 250 самолетов «Т-4». Однако вскоре ситуация резко изменилась.
Однажды летчика-испытателя Ильюшина спросили, почему была прекращена программа строительства и летных испытаний хотя бы опытных экземпляров «Т-4». Ильюшин ответил так: «Никто, нигде и никому не объяснил еще происшедшего с этой машиной. Второй экземпляр самолета был уже готов к полету, как и летавший успешно первый самолет.
Готовился третий. И вот, не говоря никому ни слова, разрезали автогеном второй и третий самолеты. Сколько ошибок было похоронено: и конструкторских, и моих, которые надо было выявить, вычеркнуть. Это преступление. Однажды на аэродроме законсервированную «сотку» увидел секретарь ЦК партии Рябов, курировавший тогда оборонные отрасли промышленности. Он спросил:»А почему ее прекратили?».
Ну, уж если секретарь ЦК спрашивает у нас, грешников, если уж он не знает, то тут можно только руками развести…»
На изменение отношения к «Т-4» во многом повлияло предложение Андрея Туполева о глубокой модернизации его самолета «Ту-22», строившегося на Казанском авиазаводе.
Патриарх спешил взять реванш и расквитаться за перенесенное «унижение». Туполев доказывал, что более простой и дешевый «Ту-22М» сможет решать аналогичные с «Т-4» задачи.
Туполев лично обещал министру обороны Гречко, что они внедрят «Ту-22М» в производство за два года.
По словам Андрея Николаевича, его новая машина была той самой синицей в руках, которая, естественно, лучше журавля в небе. В реальности же «Ту-22М» был запущен в серию только через семь лет и прошел множество модификаций, прежде чем стал полноценной боевой машиной. Но это уже было потом… А сейчас постановление о модернизации «Ту-22» стало началом конца «Сотки».
Тогда же ВВС выдали большой заказ на фронтовые истребители «МиГ-23». Их решено было делать на Тушинском машиностроительном заводе — последней производственной базе «Т-4». 27 января 1976 года вышел приказ Министерства авиационной промышленности № 38, которым закрывались работы по программе изделия «100». За полгода до этого экспериментальный самолет «101» был отправлен на вечную стоянку в Монинский музей ВВС, где и находится по сей день. Фрагменты самолета «102» экспонировались в ангаре Московского авиационного института, но впоследствии они были разрезаны на куски и увезены на переплавку. Такая же судьба постигла и частично собранный самолет «103».
В 1976 году ОКБ Сухого представило смету по расходам на самолет «Т-4», которые составили 1 миллиард 300 миллионов рублей! Но эти огромные деньги не пропали даром.
Применение титаново-стальных конструкций обеспечивало дальнейшее развитие отечественной сверхзвуковой авиации и космонавтики. Многие технические идеи, воплощенные в «Т-4», были использованы в конструкциях летательных аппаратов последующих поколений — «Су-24», «Су-27» и в других.
Глава 8 КРЫЛАТЫЕ КОРАБЛИ АМЕРИКИ
Экспериментальный ракетоплан «Х-1»
Экспериментальный ракетоплан «Х-2»
Крылатая пассажирская ракета доктора Цзяна Сюсэня
Во время подготовки постановления к Павлу Сухому приехал глава ГКАТ Петр Дементьев. Олег Самойлович так вспоминает об этой встрече:
«Дементьев обратился к Сухому: «Павел Осипович вы свою задачу выполнили. Мавр сделал свое дело, мавр должен уйти. Эта тема принадлежит Туполеву. Он лишился возможности строить Ту-135. Поэтому я и вас прошу отказаться от своей разработки». Сухой промолчал, а потом вежливо ответил Дементьеву: «Вы меня извините, но конкурс выиграл я, а не Андрей Николаевич. Поэтому я не могу отказаться от этой темы, тем более я против того, чтобы мое КБ загружали ракетной тематикой. Я хочу строить самолеты». Дементьев внутренне вспыхнул, но виду не показал и лишь сказал Сухому. «Ну, Павел Осипович, смотрите как хотите», после чего встал, попрощался и уехал».
Через некоторое время состоялся телефонный разговор между Сухим и Туполевым, свидетелем которого опять же оказался Самойлович. Вот фрагмент этого разговора: «Туполев Сухому: «…Паш, ты умеешь делать хорошие истребители, но бомбардировщики ты делать не умеешь. Эта тема моя, откажись в мою пользу…» На что Павел Осипович ответил: «Андрей Николаевич, я прошу меня извинить, я ваш ученик, но я думаю, что именно потому, что я умею делать хорошие истребители, я сделаю хороший бомбардировщик и от этой темы не откажусь!»».
Несмотря на эти инциденты, осенью 1962 года конструкторы ОКБ-51 приступили к разработке аванпроекта самолета «Т-4».
Процесс проектирования и производства занял почти девять лет. Это может показаться недопустимо большим сроком, если не знать, что практически все технологии, примененные при разработке ракетоносца «Т-4», создавались и внедрялись с нуля. Для «Сотки» были созданы специальные жаропрочные сплавы, неметаллические материалы, особая резина, пластики. В процессе разработки самолета конструкторы КБ получили 600 (!) авторских свидетельств на изобретения.
Предполагаемое использование широкого диапазона скоростей требовало тщательной отработки аэродинамической схемы. Поэтому в аэродинамических трубах ЦАГИ исследовали более 20 различных компоновок самолета и множество вариантов отдельных элементов — крыла, фюзеляжа, мотогондол и их взаимного расположения и сочетания. Результаты испытаний были проверены в полетах летающей лаборатории «100Л-1» на базе «Су-9». В период с 1967 по 1969 год на нем было испытано восемь конфигураций крыла. Для отработки электродистанционной аналоговой системы управления (ЭДСУ) была использована другая летающая лаборатория — «100ЛДУ», созданная на базе учебно-боевого «Су-7У».
Самолет «Т-4» оснастили несколькими комплексами радиоэлектронного оборудования: навигационным — на базе астроинерциальной системы с индикацией на планшете и многофункциональными пультами управления; прицельным — на базе радиолокатора переднего обзора с большой дальностью обнаружения; разведки, включавшем оптические, инфракрасные, радиотехнические датчики и впервые применявшуюся РАС бокового обзора Комплексирование и автоматизация управления бортовым оборудованием были столь высоки, что позволили ограничить экипаж самолета летчиком и штурманом-оператором.
В декабре 1965 года был утвержден окончательный, 33-й по счету, вариант самолета, и тогда же появилось постановление правительства по постройке машины. На этого отводился пятилетний срок.
В конечном виде ракетоносец «Т-4» выглядел следующим образом.
Габариты: длина самолета — 44,5 метра, высота самолета — 11,2 метра, размах крыла — 22,7 метра, площадь крыла — 295,7 м2, взлетная масса — 135 тонн, масса пустого самолета — 55,6 тонны.
«Сотка» была выполнена по схеме «бесхвостка» с треугольным крылом тонкого профиля с острой передней кромкой.
Использование для балансировки переднего оперения при малых запасах устойчивости уменьшило потери качества на балансировку, увеличило дальность полета на 7 % и снизило шарнирные моменты на органы управления. Малые запасы устойчивости создавались соответствующим изменением центровки за счет перекачки топлива в полете. Требуемые характеристики устойчивости и управляемости обеспечивались системой электродистанционного управления.
В продольном и боковом каналах управление осуществлялось элевонами.
На самолете установили турбореактивные двигатели «Р-36-41» конструкции Рыбинского моторостроительного КБ Петра Колесова. Все четыре двигателя разместили в общей мотогондоле с одним каналом на каждую пару. Питание их воздухом осуществлялось воздухозаборником смешанного сжатия с программно-замкнутой системой регулирования по числу Маха и по отношению давления в горле воздухозаборника и с системой слива пограничного слоя.
На принципиально новых насосных гидротурбинных агрегатах была выполнена и топливная система. Для обеспечения взрывозащиты баков от нагрева впервые была применена система нейтрального газа на жидком азоте, предусмотрены аварийный слив топлива и высокотемпературные подвижные соединения трубопроводов сильфонного типа. Для «Т-4» был выработан новый сорт термостабильного топлива РГ-1 (нафтил). Управление двигателями осуществлялось автоматической электродистанционной системой. Для отработки силовой установки создали модель с двигателями «ВД-19» и макет силовой установки с двигателями «79Р», с помощью которых был проведен комплекс исследований на различных стендах в ЦИАМ.
Из-за больших скоростей и нагрева конструкции самолета до 300 °C от фонаря решили практически отказаться. От него остался лишь круглый люк вверху, на крышке которого на первой машине был установлен перископ, которым летчик пользовался при взлете и посадке. В прочих же режимах полет проходил вслепую: по приборам. Но это не вызывало трудностей, поскольку машина была проста в пилотировании и управлении, обладала хорошей устойчивостью.
Спроектировали и новую испарительную систему кондиционирования воздуха замкнутого типа с применением топлива в качестве первичного хладагента для создания необходимых температурных условий в гермокабине и отсеках оборудования.
В конструкции посадочных устройств также применялось много нетрадиционных и новых решений: поворот и запрокидывание тележки основных опор одним цилиндром, двухкамерные амортизаторы с противоперегрузочным клапаном, спаренные пневматики, электродистанционное управление поворотом передних колес и так далее.
Вооружение «Т-4» состояло из двух гиперзвуковых противокорабельных ракет «Х-45» с дальностью пуска в 1500 километров, размещаемых на двух подкрыльевых узлах подвески.
Свободнопадающие бомбы и топливо были расположены в сбрасываемом подфюзеляжном контейнере. Интегральная бортовая система «Т-4» позволяла иметь автономную информацию о целевой обстановке и поражать цели, не заходя в зону ПВО противника. Скорость полета «Т-4» была такова, что это заставило бы противника произвести огромные затраты на развитие средств и преобразование объектовых систем ПВО.
В 1967 году вышло постановление о постройке опытной партии самолета «Т-4» в семи экземплярах (шесть летных, один статический). Первый экспериментальный самолет «101» намечалось использовать для отработки бортовых систем, определения устойчивости и управляемости самолета на максимальных скоростях полета и для определения летнотехнических характеристик. Экспериментальный самолет «102» планировалось использовать для отработки навигационного комплекса, а экспериментальный самолет «103» — для отработки реальных пусков управляемых ракет. На экспериментальном самолете «104» должны были быть отработаны вопросы применения бомбового вооружения, пуска управляемых ракет, а также проведен ряд испытаний для оценки характеристик дальности полета самолета.
В девятом испытательном полете, состоявшемся 6 августа 1973 года, машина преодолела звуковой барьер, показав скорость в 1,28 Маха на высоте 12100 метров.
В дальнейшем предполагалось довести скорость самолета до 3000 км/ч (2,8 Маха) с максимальной взлетной массой 128 тонн и начать испытания «102» машины со штатным комплектом радиоэлектронного оборудования. Но к марту 1974 года все приостановилось. Общий налет экспериментального самолета «101» составил 10 часов 20 минут.
Казалось, что у «Т-4» безоблачное будущее. После того как Никита Хрущев ушел в отставку и Министерство занялось восстановлением разрушенной политиками авиационной промышленности, работу над «Соткой» называли «особо приоритетной». В заявке ВВС на пятилетку (1970–1975 годы) предусматривалось построить на Казанском авиазаводе 250 самолетов «Т-4». Однако вскоре ситуация резко изменилась.
Однажды летчика-испытателя Ильюшина спросили, почему была прекращена программа строительства и летных испытаний хотя бы опытных экземпляров «Т-4». Ильюшин ответил так: «Никто, нигде и никому не объяснил еще происшедшего с этой машиной. Второй экземпляр самолета был уже готов к полету, как и летавший успешно первый самолет.
Готовился третий. И вот, не говоря никому ни слова, разрезали автогеном второй и третий самолеты. Сколько ошибок было похоронено: и конструкторских, и моих, которые надо было выявить, вычеркнуть. Это преступление. Однажды на аэродроме законсервированную «сотку» увидел секретарь ЦК партии Рябов, курировавший тогда оборонные отрасли промышленности. Он спросил:»А почему ее прекратили?».
Ну, уж если секретарь ЦК спрашивает у нас, грешников, если уж он не знает, то тут можно только руками развести…»
На изменение отношения к «Т-4» во многом повлияло предложение Андрея Туполева о глубокой модернизации его самолета «Ту-22», строившегося на Казанском авиазаводе.
Патриарх спешил взять реванш и расквитаться за перенесенное «унижение». Туполев доказывал, что более простой и дешевый «Ту-22М» сможет решать аналогичные с «Т-4» задачи.
Туполев лично обещал министру обороны Гречко, что они внедрят «Ту-22М» в производство за два года.
По словам Андрея Николаевича, его новая машина была той самой синицей в руках, которая, естественно, лучше журавля в небе. В реальности же «Ту-22М» был запущен в серию только через семь лет и прошел множество модификаций, прежде чем стал полноценной боевой машиной. Но это уже было потом… А сейчас постановление о модернизации «Ту-22» стало началом конца «Сотки».
Тогда же ВВС выдали большой заказ на фронтовые истребители «МиГ-23». Их решено было делать на Тушинском машиностроительном заводе — последней производственной базе «Т-4». 27 января 1976 года вышел приказ Министерства авиационной промышленности № 38, которым закрывались работы по программе изделия «100». За полгода до этого экспериментальный самолет «101» был отправлен на вечную стоянку в Монинский музей ВВС, где и находится по сей день. Фрагменты самолета «102» экспонировались в ангаре Московского авиационного института, но впоследствии они были разрезаны на куски и увезены на переплавку. Такая же судьба постигла и частично собранный самолет «103».
В 1976 году ОКБ Сухого представило смету по расходам на самолет «Т-4», которые составили 1 миллиард 300 миллионов рублей! Но эти огромные деньги не пропали даром.
Применение титаново-стальных конструкций обеспечивало дальнейшее развитие отечественной сверхзвуковой авиации и космонавтики. Многие технические идеи, воплощенные в «Т-4», были использованы в конструкциях летательных аппаратов последующих поколений — «Су-24», «Су-27» и в других.
Глава 8 КРЫЛАТЫЕ КОРАБЛИ АМЕРИКИ
На первый взгляд можно подумать, что вышеописанные проекты крылатых ракет, сверхзвуковых самолетов-разведчиков и высотных бомбардировщиков не имеют прямого отношения к космическим программам. Однако это не так. Высокие скорости, способность подниматься в стратосферу, огромная грузоподъемность, обусловленная необходимостью нести на себе большие запасы топлива, делали «Бурю», «Буран», «Навахо», «Валькирию», «Черного дрозда» и «Сотку» столь же эффективными носителями для космических аппаратов, какими являлись тяжелые баллистические ракеты. Но в отличие от баллистических ракет они имели очевидное преимущество, не нуждаясь в необычайно сложных и дорогих стартовых комплексах, привязанных к конкретным территориальным зонам. Кроме того, в отличие от баллистических ракет, все эти аппараты можно было сделать «возвращаемыми» и использовать много раз.
Разумеется, потенциальные возможности межконтинентальных крылатых ракет и тяжелых сверхзвуковых самолетов не остались незамеченными конструкторами. В разное время предлагались разнообразные аэрокосмические комплексы на базе носителей от крылатых ракет до тяжелых бомбардировщиков. Казалось, необходимо сделать самую малость: разработать надежный космоплан, который мог бы выходить на низкую или высокую околоземную орбиту, стартуя в нужный момент с этого носителя.
Такие космопланы могли стать основой новой космической программы или даже новой космонавтики, в корне изменив представления о том, как должен выглядеть космический корабль. Однако ничего подобного в нашей истории не произошло…
Почему? Ниже мы попробуем ответить и на этот вопрос.
Разумеется, потенциальные возможности межконтинентальных крылатых ракет и тяжелых сверхзвуковых самолетов не остались незамеченными конструкторами. В разное время предлагались разнообразные аэрокосмические комплексы на базе носителей от крылатых ракет до тяжелых бомбардировщиков. Казалось, необходимо сделать самую малость: разработать надежный космоплан, который мог бы выходить на низкую или высокую околоземную орбиту, стартуя в нужный момент с этого носителя.
Такие космопланы могли стать основой новой космической программы или даже новой космонавтики, в корне изменив представления о том, как должен выглядеть космический корабль. Однако ничего подобного в нашей истории не произошло…
Почему? Ниже мы попробуем ответить и на этот вопрос.
Экспериментальный ракетоплан «Х-1»
Америка по праву гордится своей авиацией. И это правильно, ведь тут есть чем гордиться.
На счету американцев не только первый полет крылатого аппарата тяжелее воздуха (братья Райт, 17 октября 1903 года), но и целый венок мировых авиационных рекордов: по скорости, по дальности беспосадочного полета, по грузоподъемности, по высоте. Отдельные из этих рекордов оспариваются, другие со временем перестали быть рекордами. Но любовь американцев к своей авиации непреходяща, летчики в этой стране всегда были на положении национальных героев, а ВВС вкупе с авиацией ВМФ считались и считаются до сих пор основой военной мощи США, инструментом по преобразованию мира в пользу американских налогоплательщиков.
Поэтому нет ничего удивительного в том, что когда во время Второй мировой войны разведка из Европы стала докладывать о появлении у нацистов новых истребителей — реактивного «Ме-262» и ракетного «Ме-163», — в Министерстве обороны США забеспокоились и приняли соответствующие меры.
В декабре 1943 года на совместном заседании представители ВВС, ВМС и промышленности США наметили программу исследования высоких скоростей полета с перспективой их использования для военных целей. Поскольку промышленность в то время была перегружена массовым производством боевых самолетов, лишь фирма «Белл» («Bell Aircraft Corp.») согласилась взяться за эту программу. 30 ноября 1944 года с ней было подписано соглашение о строительстве опытного самолета с жидкостным ракетным двигателем «М-Икс-524» (первоначальное обозначение «МХ-524», затем «МХ-1», «XS-1» и последнее — «Х-1»).
Основные технические параметры машины были сформулированы специалистами Национального консультативного совета по аэронавтике НАКА, а строительство финансировалось военно-воздушными силами. В конце 1944 года группа инженеров под руководством конструктора Вудса приступила к проектированию «Х-1».
В январе 1946 года образец гиперзвукового ракетоплана был построен. Первые его испытания были направлены на отработку аэродинамических характеристик планера и осуществлялись следующим образом. Не оснащенный двигателем опытный планер «Х-1» на скорости 240 км/ч отделялся от носителя, которым служил бомбардировщик «В-29», затем планировал и приземлялся на аэродром.
Однако уже 9 декабря 1946 года испытатель Чальмерс Гудлин поднял в воздух второй экземпляр «Х-1» с ракетным двигателем, к двадцатому полету достигнув скорости, близкой к звуковой. Еще через год летчик Чарльз Егер впервые на «Х-1» превысил скорость звука.
До января 1949 года было совершено еще около 80 полетов.
Последний был выполнен при самостоятельном старте с земли с половинным запасом топлива. Всего компания «Белл» изготовила три самолета «Х-1», последний из которых в 1951 году потерпел катастрофу и разбился, первый был передан в музей в 1949 году, а второй был модернизирован и получил наименование «Икс-IE» («Х-1Е»).
Самолет «Х-1» представлял собой среднеплан (длина — 9,45 метра, высота — 3,26 метра, взлетная масса г- 6354 килограмма), построенный по классической схеме, с прямым трапециевидным крылом (размах — 8,54 метра), оснащенным закрылками и элеронами. Обшивка крыла выполнялась из дюралевых листов толщиной 12,7 миллиметра в околофюзеляжных частях и приблизительно 3,2 миллиметра на концах.
Оперение — классической схемы, с рулями высоты и направления, причем стабилизатор закреплен шарнирно и оснащен серводвигателем с винтовым домкратом, обеспечивающим изменение угла установки стабилизатора в полете.
Так как самолет рассчитывался на максимальную скорость около 2720 км/ч, то основное внимание было уделено аэродинамическому проектированию фюзеляжа.
В рамках предварительных исследований проводился анализ траекторий баллистических моделей и возникающих при их движении ударных волн. Эти исследования проводились с использованием фотоснимков, полученных при испытаниях на баллистических трассах, которые дополнялись испытаниями соответствующих моделей в аэродинамической трубе. В результате было установлено, что наилучшей для корпуса сверхзвукового самолета является форма, подобная форме снаряда. Из этих соображений кабина пилота была полностью вписана в геометрический контур фюзеляжа с использованием для этого неразъемного фонаря и расположенной с правой стороны дверцы кабины. Частые аварии и катастрофы вынудили конструкторов использовать типовой фонарь кабины с неподвижной передней и откидной остальной частью.
Трехстоечное шасси с одинарными колесами полностью убиралось в фюзеляж. Планер самолета был рассчитан на перегрузки от +18 до -10 g.
Все ракетопланы «Х-1» были снабжены четырехкамерными жидкостными ракетными двигателями «XLR-11-RM-5» производства компании «Риэкшн моторз» («Reaction Motor Inc») с тягой 2722 килограмма Система управления двигателем позволяла включать в работу любое число камер (от одной до всех четырех), каждая из которых развивала максимальную тягу в 680,5 килограмма. Топливо (спирт и жидкий кислород) находилось в баках, размещенных соответственно за узлами крепления крыла и перед ним.
В проекте предусматривалось, что топливо будет подаваться к двигателю с помощью насосов, однако в самолете «Х-1» была применена вытеснительная система подачи, поскольку насос с необходимыми характеристиками своевременно разработать не удалось. Вытеснительная система состояла из 12 сферических баллонов с азотом, что значительно увеличило собственную массу самолета. В целях уменьшения взлетной массы количество топлива ограничили до 2310 килограммов, что повлекло за собой сокращение времени работы двигателя с планировавшихся 10 до 2,5 минут.
В конце 1951 года начались работы по созданию ракетоплана «Икс-1А» («Х-1 А»), представляющего собой усовершенствованный вариант третьего образца самолета «Х-1», который предназначался для исследований при более высоких сверхзвуковых скоростях полета.
Для того чтобы увеличить скорость ракетоплана, конструкторам пришлось увеличить запас топлива на 2680 килограммов и продлить время работы двигательной установки при максимальной тяге до 4,2 минуты. Конструктивно это привело к удлинению фюзеляжа на 1,4 метра, что позволило разместить дополнительные топливные баки.
В целях повышения безопасности на период проведения испытаний самолета жидкий кислород заменили раствором перекиси водорода Летные испытания «Х-1А» были начаты в апреле 1953 года. 12 декабря пилот Егер достиг на нем максимальной скорости 2655 км/ч (М = 2,5) на высоте свыше 21 километра, а летом 1954 года — максимальной высоты 27450 метров.
Летом 1955 года ракетоплан «Х-1А» взорвался спустя 17 секунд после его отделения от самолета-носителя «В-29».
Второй экземпляр «Х-1А», приспособленный для проведения исследований аэродинамического нагрева, получил обозначение «Икс-1Б» («Х-1В»). Исследования проводились с 1954 по 1958 год, после чего машина была переоборудована для оценки эффективности системы трехосного струйного (реактивного) управления.
Кроме вышеназванных пяти ракетопланов, был построен также опытный образец модификации «Икс-1Д» («X-1D») (программа «Х-1С» была аннулирована до завершения разработки соответствующего варианта самолета), который взорвался 22 августа 1951 года в момент отделения от носителя «В-50».
На счету американцев не только первый полет крылатого аппарата тяжелее воздуха (братья Райт, 17 октября 1903 года), но и целый венок мировых авиационных рекордов: по скорости, по дальности беспосадочного полета, по грузоподъемности, по высоте. Отдельные из этих рекордов оспариваются, другие со временем перестали быть рекордами. Но любовь американцев к своей авиации непреходяща, летчики в этой стране всегда были на положении национальных героев, а ВВС вкупе с авиацией ВМФ считались и считаются до сих пор основой военной мощи США, инструментом по преобразованию мира в пользу американских налогоплательщиков.
Поэтому нет ничего удивительного в том, что когда во время Второй мировой войны разведка из Европы стала докладывать о появлении у нацистов новых истребителей — реактивного «Ме-262» и ракетного «Ме-163», — в Министерстве обороны США забеспокоились и приняли соответствующие меры.
В декабре 1943 года на совместном заседании представители ВВС, ВМС и промышленности США наметили программу исследования высоких скоростей полета с перспективой их использования для военных целей. Поскольку промышленность в то время была перегружена массовым производством боевых самолетов, лишь фирма «Белл» («Bell Aircraft Corp.») согласилась взяться за эту программу. 30 ноября 1944 года с ней было подписано соглашение о строительстве опытного самолета с жидкостным ракетным двигателем «М-Икс-524» (первоначальное обозначение «МХ-524», затем «МХ-1», «XS-1» и последнее — «Х-1»).
Основные технические параметры машины были сформулированы специалистами Национального консультативного совета по аэронавтике НАКА, а строительство финансировалось военно-воздушными силами. В конце 1944 года группа инженеров под руководством конструктора Вудса приступила к проектированию «Х-1».
Однако уже 9 декабря 1946 года испытатель Чальмерс Гудлин поднял в воздух второй экземпляр «Х-1» с ракетным двигателем, к двадцатому полету достигнув скорости, близкой к звуковой. Еще через год летчик Чарльз Егер впервые на «Х-1» превысил скорость звука.
До января 1949 года было совершено еще около 80 полетов.
Последний был выполнен при самостоятельном старте с земли с половинным запасом топлива. Всего компания «Белл» изготовила три самолета «Х-1», последний из которых в 1951 году потерпел катастрофу и разбился, первый был передан в музей в 1949 году, а второй был модернизирован и получил наименование «Икс-IE» («Х-1Е»).
Самолет «Х-1» представлял собой среднеплан (длина — 9,45 метра, высота — 3,26 метра, взлетная масса г- 6354 килограмма), построенный по классической схеме, с прямым трапециевидным крылом (размах — 8,54 метра), оснащенным закрылками и элеронами. Обшивка крыла выполнялась из дюралевых листов толщиной 12,7 миллиметра в околофюзеляжных частях и приблизительно 3,2 миллиметра на концах.
Оперение — классической схемы, с рулями высоты и направления, причем стабилизатор закреплен шарнирно и оснащен серводвигателем с винтовым домкратом, обеспечивающим изменение угла установки стабилизатора в полете.
Так как самолет рассчитывался на максимальную скорость около 2720 км/ч, то основное внимание было уделено аэродинамическому проектированию фюзеляжа.
В рамках предварительных исследований проводился анализ траекторий баллистических моделей и возникающих при их движении ударных волн. Эти исследования проводились с использованием фотоснимков, полученных при испытаниях на баллистических трассах, которые дополнялись испытаниями соответствующих моделей в аэродинамической трубе. В результате было установлено, что наилучшей для корпуса сверхзвукового самолета является форма, подобная форме снаряда. Из этих соображений кабина пилота была полностью вписана в геометрический контур фюзеляжа с использованием для этого неразъемного фонаря и расположенной с правой стороны дверцы кабины. Частые аварии и катастрофы вынудили конструкторов использовать типовой фонарь кабины с неподвижной передней и откидной остальной частью.
Трехстоечное шасси с одинарными колесами полностью убиралось в фюзеляж. Планер самолета был рассчитан на перегрузки от +18 до -10 g.
Все ракетопланы «Х-1» были снабжены четырехкамерными жидкостными ракетными двигателями «XLR-11-RM-5» производства компании «Риэкшн моторз» («Reaction Motor Inc») с тягой 2722 килограмма Система управления двигателем позволяла включать в работу любое число камер (от одной до всех четырех), каждая из которых развивала максимальную тягу в 680,5 килограмма. Топливо (спирт и жидкий кислород) находилось в баках, размещенных соответственно за узлами крепления крыла и перед ним.
В проекте предусматривалось, что топливо будет подаваться к двигателю с помощью насосов, однако в самолете «Х-1» была применена вытеснительная система подачи, поскольку насос с необходимыми характеристиками своевременно разработать не удалось. Вытеснительная система состояла из 12 сферических баллонов с азотом, что значительно увеличило собственную массу самолета. В целях уменьшения взлетной массы количество топлива ограничили до 2310 килограммов, что повлекло за собой сокращение времени работы двигателя с планировавшихся 10 до 2,5 минут.
В конце 1951 года начались работы по созданию ракетоплана «Икс-1А» («Х-1 А»), представляющего собой усовершенствованный вариант третьего образца самолета «Х-1», который предназначался для исследований при более высоких сверхзвуковых скоростях полета.
Для того чтобы увеличить скорость ракетоплана, конструкторам пришлось увеличить запас топлива на 2680 килограммов и продлить время работы двигательной установки при максимальной тяге до 4,2 минуты. Конструктивно это привело к удлинению фюзеляжа на 1,4 метра, что позволило разместить дополнительные топливные баки.
В целях повышения безопасности на период проведения испытаний самолета жидкий кислород заменили раствором перекиси водорода Летные испытания «Х-1А» были начаты в апреле 1953 года. 12 декабря пилот Егер достиг на нем максимальной скорости 2655 км/ч (М = 2,5) на высоте свыше 21 километра, а летом 1954 года — максимальной высоты 27450 метров.
Летом 1955 года ракетоплан «Х-1А» взорвался спустя 17 секунд после его отделения от самолета-носителя «В-29».
Второй экземпляр «Х-1А», приспособленный для проведения исследований аэродинамического нагрева, получил обозначение «Икс-1Б» («Х-1В»). Исследования проводились с 1954 по 1958 год, после чего машина была переоборудована для оценки эффективности системы трехосного струйного (реактивного) управления.
Экспериментальный ракетоплан «Х-2»
Проведя первую серию испытаний ракетопланов «Х-1», фирма «Белл» совместно с НАКА и ВВС начали проектирование нового ракетного самолета «Икс-2» («Х-2») для исследований аэро и термодинамических явлений на скорости в 3 Маха. Предполагалось, что постепенно, по мере модернизации, «Х-2» сможет достигнуть высоты в 60 километров.
Первый опытный образец «Х-2» был построен в 1952 году. Он представлял собой моноплан классической схемы (длина — 13,4 метра, высота — 4,13 метра, взлетная масса — 13 000 килограммов) с низкорасположенным стреловидным крылом (размах — 9,76 метра, угол стреловидности — 40°), имеющим острую переднюю кромку.
Крыло оснащено носовыми щитками, расположенными приблизительно на 2/5 длины передней кромки, а также обычными элеронами, снабженными триммерами. Стабилизатор — стреловидный, управляемый, а киль — прямой, с рулем направления.
Фюзеляж в центральной части имел форму, близкую к цилиндрической, а передняя и хвостовая части — конусообразную. На верхней и нижней поверхностях фюзеляжа находились два больших продольных обтекателя, которые закрывали проводку и оборудование системы управления, а также выпускаемую во время приземления лыжу. Крыло, оперение и фюзеляж были выполнены из нержавеющей стали.
Предназначение ракетоплана для полетов на больших скоростях и высотах потребовало разработки безотказного и безопасного способа катапультирования пилота в случае аварии.
В своем выборе конструкторы остановились на варианте отделения всей кабины от самолета. Кабина имела теплоизоляционное покрытие и стационарное переднее остекление, состоящее из двух стекол. Стекла не только сохраняли свои свойства до температуры 540 °C, но и поглощали инфракрасные лучи.
На «Х-2» использовался восьмикамерный ракетный двигатель «XLR-25CW» фирмы «Кертисс-Райт» («CurtissWright») с максимальной тягой 7250 килограммов. Двигатель был оснащен насосами для подачи топлива (этиловый спирт и жидкий кислород), а также оборудованием для запуска, выключения и регулирования тяги во время полета. Емкость топливных баков обеспечивала работу двигателя в течении 2,3–6 минут.
Сначала, как и заведено, в июне 1952 года было выполнено несколько планирующих полетов «Х-2» со специально приспособленного для этой цели бомбардировщика «В-50» и облет с работающим двигателем. Однако вторая попытка полета с запуском двигателя привела к катастрофе. 12 мая 1953 года во время заправки топливных баков опытного ракетоплана в воздухе, когда «Х-2» находился еще в бомбоотсеке носителя, произошел взрыв, самолет вспыхнул и сгорел в воздухе. Погибли пилот Скип Зиглер и два члена экипажа «В-50», подготавливавшие «Х-2» к самостоятельному полету.
Второй экземпляр ракетоплана построили лишь в 1955 году, а его облет с работающим двигателем состоялся в ноябре.
Позже, 25 июля 1956 года, пилот Айвен Кинчело на «Х-2» достиг рекордной скорости в горизонтальном полете — 3360 км/ч, а 7 сентября 1956 года — рекордной высоты в 38 430 метров.
Второй опытный образец постигла участь первого. Всего лишь через 20 дней после рекордного полета произошла катастрофа, а пилот Милбурн Апт погиб. Причины катастрофы выяснить так и не удалось.
Первый опытный образец «Х-2» был построен в 1952 году. Он представлял собой моноплан классической схемы (длина — 13,4 метра, высота — 4,13 метра, взлетная масса — 13 000 килограммов) с низкорасположенным стреловидным крылом (размах — 9,76 метра, угол стреловидности — 40°), имеющим острую переднюю кромку.
Фюзеляж в центральной части имел форму, близкую к цилиндрической, а передняя и хвостовая части — конусообразную. На верхней и нижней поверхностях фюзеляжа находились два больших продольных обтекателя, которые закрывали проводку и оборудование системы управления, а также выпускаемую во время приземления лыжу. Крыло, оперение и фюзеляж были выполнены из нержавеющей стали.
Предназначение ракетоплана для полетов на больших скоростях и высотах потребовало разработки безотказного и безопасного способа катапультирования пилота в случае аварии.
В своем выборе конструкторы остановились на варианте отделения всей кабины от самолета. Кабина имела теплоизоляционное покрытие и стационарное переднее остекление, состоящее из двух стекол. Стекла не только сохраняли свои свойства до температуры 540 °C, но и поглощали инфракрасные лучи.
На «Х-2» использовался восьмикамерный ракетный двигатель «XLR-25CW» фирмы «Кертисс-Райт» («CurtissWright») с максимальной тягой 7250 килограммов. Двигатель был оснащен насосами для подачи топлива (этиловый спирт и жидкий кислород), а также оборудованием для запуска, выключения и регулирования тяги во время полета. Емкость топливных баков обеспечивала работу двигателя в течении 2,3–6 минут.
Сначала, как и заведено, в июне 1952 года было выполнено несколько планирующих полетов «Х-2» со специально приспособленного для этой цели бомбардировщика «В-50» и облет с работающим двигателем. Однако вторая попытка полета с запуском двигателя привела к катастрофе. 12 мая 1953 года во время заправки топливных баков опытного ракетоплана в воздухе, когда «Х-2» находился еще в бомбоотсеке носителя, произошел взрыв, самолет вспыхнул и сгорел в воздухе. Погибли пилот Скип Зиглер и два члена экипажа «В-50», подготавливавшие «Х-2» к самостоятельному полету.
Второй экземпляр ракетоплана построили лишь в 1955 году, а его облет с работающим двигателем состоялся в ноябре.
Второй опытный образец постигла участь первого. Всего лишь через 20 дней после рекордного полета произошла катастрофа, а пилот Милбурн Апт погиб. Причины катастрофы выяснить так и не удалось.
Крылатая пассажирская ракета доктора Цзяна Сюсэня
Эксперименты с ракетопланами «Х-1» и «Х-2» были необходимы прежде всего для того, чтобы опытным путем выяснить, как будет вести себя летательный аппарат, сделанный по самолетной схеме, на скоростях, в несколько раз превышающих звуковую. Об использовании ракетопланов в качестве орбитальных самолетов пока никто не говорил. Однако идея, активно обсуждавшаяся в 30-е годы в Советской России и Германии, наконец-то привлекла внимание и в Америке.