Авиационный сборник 1991 01-02
Шрифт:
Однако, экспериментальных установок, на которых можно было вести исследования в околозвуковом диапазоне скоростей, было еще очень и очень мало, а сверхзвуковые аэродинамические трубы в середине 40-х годов еще только создавались. В таких условиях одним из методов исследования стала постройка специальных экспериментальных самолетов. Испытания этих машин давали наиболее полную и надежную информацию об аэродинамических особенностях и пилотажных свойствах самолетов на околозвуковых и сверхзвуковых скоростях. Правда, дело это было весьма рискованным, поскольку в данном случае практика во многом шла впереди теории и экспериментального моделирования. Но жизнь настоятельно требовала идти на риск – уже в ближайшем будущем результаты исследований могли понадобиться для создания полноценных боевых, а в перспективе и гражданских реактивных самолетов.
В послевоенный период скоростные экспериментальные самолеты строились во многих странах, но наибольший успех и наибольшая известность выпали, пожалуй, на долю американских машин Белл Х-1 и Дуглас D-558-II "Скайрокет". На прямокрылом Х-1 летчик-испытатель Ч.Игер 14 октября 1947 г. впервые преодолел скорость звука. На стреловидном "Скайрокете" 14 октября 1953 г. впервые была превышена скорость в 2000 км/час. В полете 21 ноября 1953 года "Скайрокет” в пикировании развил скорость, более чем вдвое превысившую звуковую (М-2,01). До этого пилотируемые летательные аппараты никогда еще не летали так быстро.
Самолет Х-1 создавался с осени 1944 г. и совершил первый полет в 1946 году. Фирма Дуглас приступила к проектированию экспериментальных скоростных самолетов "Скайстрик”, а затем и "Скайрокет" летом 1945 г. Первый полет "Скайрокет" совершил в 1948 г. Характерная особенность Х-1 и D-558-II, как, впрочем, и машин, о которых речь идет дальше, заключалась в том, что в качестве силовой установки был выбран жидкостный реактивный двигатель (ЖРД). Такие двигатели обеспечивали довольно большую тягу в широком диапазоне скоростей и высот, чего не могли еще тогда дать турбореактивные двигатели. Правда, ЖРД имеют крупный недостаток – очень большой расход топлива, что сильно ограничивает время их работы на самолете. Поэтому, чтобы полностью использовать возможности экспериментальных машин, их в подвешенном состоянии транспортировали на высоту с помощью тяжелых самолетов-носителей. Через некоторое время после сброса ЛА летчик экспериментального самолета включал ЖРД и приступал к выполнению задания. Чтобы по возможности снизить риск при испытаниях новых самолетов, полеты на них поначалу проводились без включения ЖРД, то есть в планерном варианте ("Скайрокет" же летал самостоятельно с помощью дополнительного турбореактивного двигателя сравнительно небольшой тяги). На этом этапе испытаний выяснялись особенности устойчивости и управляемости, а также пилотажные качества на сравнительно небольших скоростях. Проводились требуемые усовершенствования, а летчики приобретали необходимый опыт.
В СССР также разрабатывались подобные экспериментальные машины. Среди них наиболее скоростными должны были стать самолеты, получившие условные обозначения "5" и ”346". Первый проектировался под руководством М.Р.Бисновата, а второй – немецкого конструктора Г.Рессинга. Проектные работы по самолету "5" велись почти одновременно с американским "Скайрокетом", а по самолету "346" – даже с некоторым опережением. Характерно, что, несмотря на ряд отличий, по многим техническим решениям самолеты ”5", "346” и "Скайрокет” оказались похожими, хотя разрабатывались они совершенно независимо. Определенное сходство как раз и дает возможность провести своеобразную параллель между этими машинами.
Самолеты "5” и "346” создавались в период 1945-1948 гг., а испытывались в Летно-исследовательском институте (ЛИИ) в 1948-1951 гг. Поскольку в литературе никогда не публиковались технические данные о самолете "5", равно как и о "346", то для лучшего представления этих оригинальных машин имеет смысл хотя бы кратко дать их описания.
"3-1" под самолетом-носителем Пе-8
Самолет "5”представлял собой цельнометаллический моноплан со средним расположением стреловидного (45* по линиям четвертей хорд) двухлонжеронного крыла. Профили выбирались на основании рекомендаций ЦАГИ (в корне – ЦАГИ 12045 bis, а на конце – П2(2М)). На верхней поверхности крыла были установлены по две аэродинамические перегородки, предотвращающие ранний срыв потока с его концов. Для возможности изучения распределения давления по крылу на больших скоростях, оно было дренировано в трех сечениях (правое крыло).
Фюзеляж овального сечения типа монокок имел разъем, позволявший расстыковывать машину для монтажа баков и для других целей. В передней части фюзеляжа располагалась герметическая кабина летчика, снабженная катапультируемым креслом. Фонарь кабины вписывался в обводы фюзеляжа. В задней части фюзеляжа были устроены тормозные щитки, а в хвостовой его части стоял двухкамерный ЖРД РД-2МЗВФ (главный конструктор Л.С.Душкин). На высотах свыше 8000 м полная тяга составляла 2000 кг, а у земли – 1610 кг. Такой же двигатель стоял на опытном истребителе И-270 конструкции ОКБ А.И.Микояна. Запас рабочих компонентов двигателя (керосин и азотная кислота) и перекиси водорода (для питания турбонасосного агрегата) был рассчитан на двухминутную работу ЖРД на полной тяге.
Поскольку изначально предполагалось, что самолет "5" будет транспортироваться на высоту самолетом-носителем или, как тогда его называли, самолетом-маткой, посадочные устройства сделали предельно простыми и легкими. Они состояли из посадочной лыжи, двух подкрыльных поддерживающих дуг и небольшого костыля в хвостовой части фюзеляжа.
Самолет "5-2" перед испытаниями
Самолет 5
Тормозные щитки самолета "5-2"
Самолет ”5”
Длина корпуса ”5-1” 9,92 м
Длина корпуса ”5-2” после доработки (без ПВД) 11,2м
Размах крыла ”5-2” 6,4 м
Размах крыла ”5-2” с ”ластами” 6,6 м
Размах стабилизатора 2,4 м
Данные приведены по техописанию 5 -2 доработанный
Испытания "5-2" после его модификации
Управление всеми рулями самолета жесткое. Стабилизатор передвижной. Система управления имела ряд необычных тогда нововведений. На случай потери эффективности руля высоты при полетах на больших скоростях имелась возможность управления самолетом при помощи стабилизатора, подключавшегося летчиком к ручке управления. К системе управления в любой момент полета могли также подключаться необратимые гидроусилители.
В качестве самолета-носителя использовался тяжелый бомбардировщик Пе-8 с четырьмя моторами АШ-82ФН. Под его правым крылом между фюзеляжем и гондолой внутреннего мотора установили специальный пилон, к которому подвешивался самолет "5". При испытаниях буксировка самолета "5" проводилась до высоты 7000-7500 м.
Все полеты самолета "5" в планерном варианте строились по единому плану: сначала – пикирование, затем – выход в горизонтальный полет с перегрузкой 2-Зд, торможение до срыва, увеличение скорости и выполнение заданных эволюций. На высоте 1,5-2 км выполнение задания прекращалось, и самолет уводился на посадку.