Владимир Ильин - Бомбардировщики. Том I

Вначале 1950-х годов на вооружение стратегической авиации США поступили средние дозвуковые бомбардировщики Боинг В-47, начались испытания тяжелого дозвукового Боинг В-52. Развивая линию высотных бомбардировщиков в направлении перехода к сверхзвуку, американцы одновременно вплотную приступили к разработке самолета Конвэр В-58. Параллельно развернулись масштабные работы по межконтинентальным крылатым (Норт Америкен «Навахо» и Нортроп «Снарк») и баллистической (Конвэр «Атлас») ракетам, на которые возлагались огромные надежды вплоть до полной замены ими пилотируемых самолетов. Командование стратегической авиации не проявляло особого энтузиазма в отношении В-58, основанного на технологии реактивных самолетов первого поколения. Обладая ограниченными дальностью полета и боевой нагрузкой, он не мог претендовать на роль сверхзвукового эквавалента тяжелой «стратокрепости» В-52. А полноценный сверхзвуковой преемник В-52 считался необходимым, поскольку перспективность межконтинентальных ракет еще предстояло доказать и грядущее долголетие В-52 никто не мог предвидеть.

Отправной точкой работ по новому самолету стало предложение командующего стратегической авиацией ВВС США генерала K.JIeмея, который в конце 1954 г. поднял вопрос о создании нового бомбардировщика, обладающего дальностью без дозаправки в полете не менее 11000 км и «максимально возможной скоростью». Этот самолет, пригодный для эксплуатации с существующих аэродромов, должен был заменить В-52 и состоять на вооружении ВВС в 1965-1975 гг. В октябре 1954 г. было выпущено ТЗ к системе оружия WS-110A и объявлен конкурс предварительных проектов стратегического бомбардировщика с крейсерским числом М=0,9 и максимально возможной скоростью на максимальной высоте при проникновении в воздушное пространство потенциального противника на расстояние 1600…1850 км. Поставки нового самолета намечались с 1963 г. В июле 1955 г. шесть фирм представили предварительные проекты, а 11 ноября этого же года Боинг и Норт Америкен получили заказы на проработку своих эскизных проектов, которые были готовы в апреле следующего года.

Самой трудной проблемой при проектировании WS-110A было одновременное достижение высокой сверхзвуковой скорости и межконтинентальной дальности полета. Для этого требуется получить высокое сверхзвуковое аэродинамическое качество – задача, не решенная полностью и в наши дни. В 1950-х годах трудности усугублялись малой экономичностью имевшихся двигателей, недостаточной изученностью аэродинамики сверхзвуковых скоростей, отсутствием высокопроизводительных ЭВМ для проведения расчетов. В результате оба спроектированных самолета WS-110A имели небывало высокую размерность. Проектом фирмы Норт Америкен предусматривалось создание бомбардировщика массой 340 т с треугольным крылом, к которому крепились дополнительные консоли с расположенными посередине огромными топливными баками. В районе цели консоли с баками, в которых размещалось по 86 т топлива, должны были сбрасываться с последующим разгоном самолета до М=2,3. Фактически это было «звено» из трех аппаратов. Эксплуатировать его с существующих аэродромов не представлялось возможным.

Схема самолета ХВ-70А «Валькирия»

Старт'межконтинентальной крылатой ракеты Нортроп SM-62A «Снарк»

Схема ракеты «Снарк»

Оба представленных проекта были отклонены в октябре 1956 г. и после переработки вновь представлены через девять месяцев – к июлю 1957 г. Проектировщики учли требование ВВС уменьшить взлетную массу. Но, главное, они существенно изменили свои проекты под вновь поставленную задачу обеспечить полностью сверхзвуковой полет. Требовалась дальность до 9600 км с крейсерским числом М=2 и возможностью броска с М=3 в районе цели. ВВС, формулируя новое ТЗ, опирались на рекомендации ученых из NACA (аналог российского ЦАГИ), которые по словам Х.Драйдена, тогдашнего директора NACA, добились к тому времени крупных успехов в изучении аэродинамики, прочности и силовых установок сверхзвуковых самолетов. Был учтен и опыт проектирования фирмой Рипаблик «трехмахового» истребителя перехватчика XF-103, разработка которого была прекращена в том же 1957 г.

Для уменьшения потребного запаса топлива и размерности самолета фирмы Боинг и Норт Америкен решили перейти к борово- дородному топливу, предложенному как горючее еще в 1929 г. в Советском Союзе Ю.В. Кондратюком. Предпочтение отдали пентаборану, хотя исследовались также диборан и декаборан. Пентаборан имеет меньшую плотность, по сравнению с керосином, и, соответственно, занимает больший объем, но, отличаясь высокой теплотой сгорания («высокой калорийностью», как у нас говорили в то время), позволяет снизить массу топлива дальнего самолета. По проекту фирмы Норт Америкен при уменьшенной почти до 200 т взлетной массе крейсерское число М повысилось с дозвукового до 1,52, максимальное число М – до 3, дальность полета 9600 км достигалась на крейсерской высоте 15000 м.

Норт Америкен применила ряд компоновочных мер, направленных на повышение сверхзвукового аэродинамического совершенства. Первым шагом стал традиционный способ – установка цельноповорот- ного переднего оперения, играющего роль дестабилизатора и уменьшающего балансировочное сопротивление самолета на сверхзвуке. Но этого оказалось недостаточно и Норт Америкен пошла на риск, использовав новое оригинальное техническое решение. Идея, которая лежала в основе концепции полностью сверхзвукового бомбардировщика, состояла в повышении подъемной силы за счет сжатия воздушного потока. Она была предварительно апробирована в ходе экспериментальных исследований NACA в 1955-1956 гг., а в проекте Норт Америкен воплощена размещением двигателей в единой подкрыльевой гондоле с применением плоского воздухозаборника, имеющего выдвинутый вперед неподвижный клин. Создаваемая при этом на сверхзвуке система косых скачков уплотнения приводила к образованию области повышенного давления под крылом.

Рисунок экспериментального «трехмахового» перехватчика Рипаблик XF-103, разработка которого была прекращена в 1957 г.

Межконтинентальная крылатая ракета Норт Америкен XSM-64 «Навахо»