Авиация и время 2007 04

Продувочная модель «Архангела-2»

Двигатель JT-11D-20. Хорошо видны трубы, по которым воздух от компрессора попадал сразу в форсажную камеру

«Архангел» должен был летать с крейсерской скоростью М=3 на высотах 27500-29000 м, преодолевая расстояние 7400 км. В течение 1958-1959 гг. предложение «Локхид» постоянно совершенствовалось, а его последовательные версии, поступавшие на рассмотрение в ЦРУ, получали порядковые номера. Так, «Архангел-2» отличался тем, что на нем, в дополнение к двум обычным ТРД, были установлены два прямоточных двигателя. Все последующие проекты имели уже комбинированные двигатели, работавшие на малых скоростях как турбореактивные, а на сверхзвуке переходившие в прямоточный режим. Из-за частого употребления названия проектов постепенно утратили мистический оттенок и сократились до банальных А-3, А-4 и т.д. По мере развития особое внимание уделялось совершенствованию аэродинамики машины, и А-11 имел уже весьма неплохие характеристики, однако при этом демонстрировал неприемлемо большую ЭПР. Следующий шаг – попытка снизить ЭПР, сохранив по возможности ЛТХ предыдущих версий, привел к появлению А-12, последнего проекта в серии.

В свою очередь, «Конвэр» поначалу подготовила проект четырехмахового «Супер Хастлера», оснащенного прямоточными маршевыми двигателями и вспомогательным ТРД для посадки. Взлет аппарата и разгон до сверхзвуковой скорости предлалось выполнять в подвешенном состоянии к обыкновенному В-58. Предложения «Конвэр» также развивались, им также присваивались порядковые номера, которые добавлялись к кодовому слову «Кинг-фиш> (Kjngfisn – царь-рыба). Окончательное предложения компаний рассматривал 20 августа 1959 г. совместный комитет, включавший представителей министерства обороны США, ВВС и ЦРУ. Несмотря на значительную разницу в подходах, летные характеристики обоих проектов оказались поразительно схожими. В частности, максимальные скорости были одинаковыми и равнялись М=3,2, а дальности полета отличались всего на 700 км.

28 августа победителем конкурса признали проект «Локхид». На следующий день правительство перечислило «Сканк Уоркс» 4.5 млн. USD – на первое время, до января 1960 г. Проект «Гасто» был закрыт, а вместо него стало применяться новое обозначение – «Окскарт» (Oxcart – повозка, запряженная волами). Новое медлительное название, вероятно, должно было сбить с толку советскую разведку. 3 сентября ЦРУ официально поручило «Локхиду» начать исследования антирадарной технологии в области аэродинамики, конструкционных материалов и методов конструирования. За это дело взялась небольшая команда инженеров под руководством Эда Мартина (Ed Martin). В целом перед «Сканк Уоркс» встала задача огромной сложности, а время на ее решение, как обычно в те годы, отвели минимальное.

Сложности буквально пронизывали программу «Окскарт», проникнув даже в сферу психологии. Еще бы! Ведь проектные характеристики А-12 казались просто фантастическими, в 2 раза превышающими показатели лучших истребителей тех лет F-100 Super Sabre и F-101 Voodoo. Двенадцатый «Архангел» предназначался для полета на высоте около 24000 м, где атмосферное давление едва превышает 1% от привычного человеку, а температура снижается до -60°С. При этом колоссальная скорость полета, соответствующая М-3,2, должна была приводить к кинетическому нагреву отдельных элементов его конструкции до 565°С! Для сравнения: жало паяльника нагревается лишь до 315*С. Двигатели самолета за секунду могли проглотить более 2800 куб. м воздуха, что эквивалентно одновременному вздоху 2 млн. человек! Как и из чего следовало строить такой самолет?

Одним из главных средств достижения цели американцы избрали аэродинамическую компоновку машины, которую рассматривали как компромисс между необходимым уровнем крейсерского качества и допустимой величиной ЭПР. В ранних компоновках «Архангел» напоминал увеличенный F-104. Но постепенно инженеры-локационщики уговорили Джонсона установить на фюзеляж боковые наплывы, прежде всего из соображений исключения отражения РЛ-сигналов вбок. Продув новую компоновку, аэродинамики «Сканк Уоркс» неожиданно увидели, что наплывы дали положительный эффект не только в смысле снижения ЭПР. Они обеспечивают уменьшение сдвижки фокуса назад при переходе через М=1, а на определенных углах атаки генерируют мощные вихри, которые создают дополнительную подъемную силу в передней части самолета. Это позволило придать более оптимальную форму крылу, уменьшить его сопротивление, благодаря размещению в наплывах части разведоборудования отдать больший объем фюзеляжа под топливо и тем самым увеличить дальность полета. Посадочную скорость также удалось снизить, так как вихри создавали над крылом турбулентный поток и затягивали начало срывных явлений до больших углов атаки. Интересно, что благодаря наплывам «Черные птицы» могли совершать маневры со столь большими углами атаки, что это вызывало проблемы в работе воздухозаборников двигателей. В этом смысле А-12 является предшественником истребителей четвертого поколения, таких как F-16 или Су-27. Для снижения ЭПР служили и «заваленные» внутрь кили.

Чтобы уменьшить потери на балансировку самолета бесхвостой схемы во время сверхзвукового крейсерского полета, конструкторам пришлось пойти на еще один совершенно неординарный для тех лет шаг – свести к абсолютному минимуму запасы его статической устойчивости на дозвуке. Соответственно, для А-12 пришлось создать систему повышения устойчивости.

В целом внутренний облик самолета по своей необычности ничуть не уступал внешнему. Небывалые температуры, в которых предстояло работать основным элементам конструкции А-12, вынудили широко применить титановые сплавы, доля которых достигла 85%.

Скоростные пробежки А-12 накануне первого вылета

Основную часть оставшихся 15% составляли композиционные материалы. Не будем забывать – это в самом начале 1960-х гг.! Естественно, столь радикальный переход на новые материалы поставил перед технологами «Сканк Уоркс» множество неожиданных и абсолютно неизученных проблем. Например: что титан не совместим с хлором, фтором и некоторыми другими элементами, знали все, но никто не подумал, что по этой причине нельзя выполнять разметку титановых листов обычными маркерами, которые содержат эти химические вещества. Листы разметили по старинке, и уже через 12 часов в результате сильнейшей коррозии в них образовались дыры! А вот загадка, над которой лучшие умы «Сканк Уоркс» бились в течение года: титановые панели, изготовленные летом, почему-то покрывались пятнами и теряли прочность, в то время, как с изготовленными зимой этого не происходило. Дело оказалось в воде, использованной для промывки деталей – летом она была слишком хлорированной. Решил проблему переход на дистиллированную воду.