Напролом с атомной бомбой
Напролом с атомной бомбой
Иван Кудишин (Москва)
История сверхзвукового дальнего бомбардировщика Convair В-58 Hustler
Ещё в 1945 г. известный физик-аэродинамик Теодор фон Карман предсказывал, что в недалёком будущем боевые самолёты станут летать со скоростями, намного превосходящими звуковую. И если перед Второй Мировой войной такие скорости ассоциировались лишь с движением артиллерийских снарядов и пророчество фон Кармана сильно напоминало бы ненаучную фантастику, то к 1945 г. для него имелись вполне конкретные теоретические и практические основания.
Вскоре после постройки и освоения первых реактивных самолётов начался штурм звукового барьера. Уже в октябре 1947-го на экспериментальном аппарате Белл Х-1 с жидкостно-ракетным двигателем лётчик Чак Йигер впервые превысил скорость звука в горизонтальном полёте. В дальнейшем вперёд удалось вырваться Советскому Союзу, создавшему первый в мире серийный сверхзвуковой самолёт МиГ-19. Масштабные работы по испытаниям Х-1, а позднее и других экспериментальных машин, (Дуглас D-558; Белл Х-2) позволили американцам уже в мае 1953 г. также разработать серийный сверхзвуковой истребитель Норт Америкен F-100 «Супер Сейбр».
Таким образом, первыми из боевых самолётов сверхзвуковых скоростей достигли истребители. Причинами этого явились сравнительно малая масса, не требовавшая двигателей большой тяги, небольшая дальность, обусловленная огромным удельным расходом топлива и малое время полёта на сверхзвуке.
С бомбардировочной авиацией дело обстояло сложнее. СССР, Великобритания и США создали в первые послевоенные годы дозвуковые реактивные бомбардировщики (Ту-1б, ЗМ, Ту-95, «Вулкан», «Вэлиант», В-47, В-52). Наиболее мощные усилия были предприняты в США, которые к тому же находились в наиболее выгодных условиях: американским конструкторам удалось получить в свое распоряжение самые полные результаты широкомасштабных германских исследований по реактивной авиации и привлечь к работам значительное число немецких специалистов. Задача перехода к сверхзвуку в бомбардировочной авиации была очевидной, так как и германские трофейные материалы, и собственный анализ позволяли сделать прогноз (вполне оправдавшийся впоследствии), что уже в недалеком будущем появятся сверхзвуковые истребители и зенитные ракеты, которые поставят под угрозу эффективность дозвуковых бомбардировщиков. Но технически создать сверхзвуковую ударную машину было очень непросто. Необходимость крейсерской сверхзвуковой скорости при сохранении большой дальности и боевой нагрузки требовала повышения жёсткости и термической прочности конструкции, сохранения высокого аэродинамического качества самолёта и тяги двигателей, уменьшения удельного расхода топлива или увеличения его запаса. Понадобились углублённые исследования.
В США серьёзное изучение проблемы началось в 1949 г., но своеобразной «прелюдией» можно считать начавшиеся ещё в октябре 1946 г. «Обобщённые исследования бомбардировщиков» (GEBO I), призванные определить тенденции развития конструкций «бомбовозов» и выявить воздействие компоновочно-конструктивных параметров (тип двигателей — турбореактивные или турбовинтовые, их размерность и число; стреловидность, удлинение, относительная толщина и площадь крыла и т. д.) на скорость, дальность полёта и взлётную массу перспективных самолётов. Основной контракт получила фирма Конвэр. уже накопившая большой опыт проектирования бомбардировщиков.
Одним из наиболее крупных достижений фирмы предшествующих лет стал первый межконтинентальный (в полном смысле слова) «бомбёр» В-36, который в последних своих модификациях оснащался реактивными двигателями в дополнение к поршневым. Конвэр активно включился в программы чисто реактивных дозвуковых бомбардировщиков, создав в 1947 г. прототип самолёта ХВ-46 с четырьмя двигателями, расположенными на прямом крыле в сдвоенных гондолах. Год спустя под явным влиянием немецких исследований бын разработан проект ХВ-53 с крылом обратной стреловидности. Наконец, в 1951 г. построили YB-60 — вариант самолёта В-36 с восемью ТРД на подкрыльевых пилонах. В 1940-х — 1950-х годах фирма также создала ряд пассажирских самолётов и первую американскую баллистическую межконтинентальную ракету «Атлас» (1958 г.), работы по которой начались в 1946 г. параллельно с программой GEBO I.
Конвэр провёл исследования по GEBO I с необычной для американской авиации того времени обстоятельностью: было изучено более 10 тысяч различных конфигураций! Работы завершились к марту 1949 г. выпуском отчётов по самолётам с ТВД, с ТРД при прямом и с ТРД при стреловидном (35 град.) крыле в вариантах с боевой нагрузкой 9,1 т и 22,7 т. Исследовались и такие экзотические проекты, как аппарат с бомбовой нагрузкой 22,7 т, взлётной массой 454–544 т и дальностью до 32 тыс. км, представлявший собой «связку» из трёх соединённых концами крыльев бомбардировщиков типа В-З6. Однако детально проекты сверхзвуковых тяжёлых самолётов ещё не прорабатывались. Фактически исследования едва достигли лишь уровня уже создававшегося на фирме Боинг В-52.
К началу 1949 г. успех в создании среднего бомбардировщика В-47 и развернувшиеся работы по дальнему тяжёлому В-52 выдвинули на первый план задачу создания среднего сверхзвукового бомбардировщика, благо к тому времени аспекты полёта на сверхзвуке были уже достаточно изучены. В пользу создания сверхзвукового «стратега» выступал и ряд военных руководителей. Более осторожное высшее руководство ВВС, хотя и аннулировало ряд программ других дозвуковых машин (например, в январе 1949 г. была отменена программа ХВ-55), всё же в июне 1949 г. решило в рамках новых «обобщенных исследований» (GEBO II) продолжить изучение дозвуковых аппаратов. Однако в апреле 1950 г. под давлением промышленных кругов и новаторски настроенных военных программа была официально переориентирована на работы по сверхзвуковым самолётам. Новыми требованиями GEBO II предусматривался составной бомбардировочный комплекс на базе носителя В-З6, способный атаковать цели на удалении 5650–7250 км от базы с достижением скорости М-0,9–1,5 на участке протяжённостью 800-3200 км в зоне цели.
Весной 1949 г. военные совместно с авиаконструкторами определили основные концепции сверхзвуковых ударных машин: комбинация из тяжёлого дозвукового носителя и сверхзвукового отделяемого ударного аппарата; средний бомбардировщик с системой дозаправки топливом в воздухе; беспилотный самолёт; традиционный средний бомбардировщик с высокими скоростными характеристиками. Большинство технических исследований того периода не подтверждали возможность создания дальнего бомбардировщика, способного совершать длительный полёт на сверхзвуке без дозаправки в воздухе.
Система заправки в полёте ещё не была к тому времени достаточно отработана. Поэтому интерес ВВС США сфокусировался на многоступенчатых пилотируемых аппаратах. Исследования велись по двум основным направлениям.
В первом варианте главенствовал ракетный принцип отбрасывания в полёте на пути к цели выполнивших свою функцию компонентов конструкции. При этом пилотируемый возвращаемый модуль, имевший минимальное оборудование, фактически становился своего рода капсулой и предназначался прежде всего для спасения экипажа после выполнения задания. Проект такого бомбардировщика, способного выполнить на сверхзвуке весь боевой вылет, прорабатывался фирмой Дуглас.
Вторая концепция предусматривала использование двух пилотируемых компонентов: отделяемого сверхзвукового бомбардировщика и тяжёлого дозвукового носителя. Идея «авиаматки» была к тому времени давно известна и даже практически реализована. Такой подход выглядел достаточно реалистичным и для стратегического ударного комплекса. Он обещал более высокую степень многоразовое™ (хотя и за счёт уменьшения доли сверхзвукового полёта), к тому же подходящий дозвуковой носитель — В-36 — уже имелся и благодаря этому стоимость (и время) разработки комплекса значительно снижалась. В рамках данной концепции фирма Дуглас предложила в 1949 г. создать бомбардировочную модификацию своего экспериментального сверхзвукового турбореактивного самолёта Х-3 (его разработка началась четырьмя годами ранее), который с бомбой на внешней подвеске должен был самостоятельно «подцепляться» под самолёт-носитель в полёте.
Макет одного из проектных вариантов будущего «Хаслера», носившего заводское обозначение ЛЛХ-1964 (конец 1952 г.). В этом варианте была впервые предусмотрена телеуправляемая турель и возможность смены мест членами экипажа; кроме того, стреловидность крыла по передней кромке по сравнению с первым вариантом (МХ-1826) уменьшили до 60°.
Макет более позднего варианта (сентябрь 1953 г.). Видны открытые люки кабин экипажа и конформные топливные баки под крылом.
Однако наибольшее внимание ВВС привлекло совмещение ракетного принципа с идеей «авиаматки», позволявшее объединить положительные качества обоих вариантов. Именно такой подход попытались реализовать специалисты Конвэр, представившие в январе 1950 г. отчёт по четырёхдвигательному носимому ударному аппарату с треугольным крылом, соединявшемуся с носителем типа В-36 посредством выпускаемой трапеции и имевшему, в свою очередь, возвращаемый пилотируемый компонент и сбрасываемый контейнер. Бомбардировщик- «паразит» со стартовой массой 45,4 т должен был развивать максимальную скорость М-1,6 при крейсерской М=1,3. Собственно говоря, для дальнейшего изучения этого проекта ВВС и сформулировали в апреле 1950 г. требования по второму этапу программы GEBO II, к завершению которой Конвэр исследовал огромное число конфигураций бомбардировщиков, базирующихся на носителях или имеющих отделяемые компоненты. Одним из наиболее проработанных проектов конца 1950 г. предусматривался следующий сценарий вылета: носитель В-36 с бомбардировщиком на борту преодолевает расстояние около 3200 км в направлении цели, после чего пятидвигательный ударный «паразит» отделяется, а «матка» возвращается на базу. «Освободившаяся» машина летит с крейсерским числом М=1,3 ещё около 3200 км. В зоне цели самолёт совершает бросок с максимальным числом М=1,5, сбрасывает контейнер с атомной бомбой и один из пяти двигателей, а затем ложится на обратный курс с крейсерской скоростью М-1,3. Преодолев на пути домой первые 3200 км (половину пути), экипаж бомбардировщика сбрасывает ещё два двигателя, а оставшееся расстояние покрывает с дозвуковой скоростью М=0,9. Однако детальный анализ показал, что составной комплекс окажется не таким уж дешёвым (например, требовалась установка независимых навигационных систем на обоих компонентах «сцепки»), к тому же при полёте в связке он будет наиболее уязвим для атаки противника. В конце 1950 г. фирма Конвэр доработала проект, предусмотрев взлёт носителя с подвешенным в полуутопленном положении бомбардировщиком. Однако и это не решало всех проблем.
Свободнолетающая модель (СЛАЛ) окончательного варианта самолёта В-58 в М 1:15, укреплённая на ракете-носителе, перед запуском на лётноиспытательной станции NACA Уоллопс-Айленд (штат Вирджиния). Такая методика испытаний позволяла достичь скорости свыше М=2.0; данные от СЛЛЛ «сливались» на землю по каналу телеметрии.
Наконец, на основе GEBO II Конвэр к 1951 г. представила ещё один проект носимого аппарата — МХ-871 с массой, увеличенной до 48,5 т и способностью сверхзвукового полёта на дальность до 2800 км. И все же отказ от составного комплекса был уже фактически предрешён.
В начале 1951 г. ВВС США организовали предварительный конкурс проектов. Принявшие в нём участие фирмы Дуглас с двухдвигательным МХ-2091 (взлётная масса 61,2 т, максимальная скорость М=0,95) и Мартин с МХ-2092 (72,6 т, М=0,95), также двухмоторным, оказались явными аутсайдерами. Единственными реальными кандидатами на дальнейшие работы стали Конвэр МХ-1626 с двумя двигателями в гондолах на треугольном крыле и отделяемым однодвигательным контейнером (использование носителя В-Зб уже не предусматривалось) и Боинг МХ-1712 с четырьмя двигателями под стреловидным крылом.
В декабре 1951 г. ВВС выпустили уточнённые требования к стратегической высотной бомбардировочной системе SAB-51 с боевой нагрузкой 4,5 т и радиусом действия 4260 км при базировании на передовых аэродромах без дозаправки в воздухе и 7410 км при межконтинентальном перелёте с одной дозаправкой в пути. Предусматривался бросок к цели со скоростью, соответствующей М=2,1 на участке протяжённостью 370 км на высоте 16760 м. В соответствии с этим ТТЗ, дополненным требованием выполнения новым самолётом и разведывательных задач, в феврале 1952 г. прошёл окончательный конкурс с участием фирм Конвэр и Боинг. В октябре того же года проекту Конвэр МХ-1964 с максимальным числом М=2,1 было отдано предпочтение в сравнении с проектом Боинг МХ-1965 (ХВ-59), а в феврале 1953 г. фирма получила начальный контракт на работы по самолёту, получившему обозначение В-58 и собственное наименование «Хаслер» (в переводе — «Бесцеремонный человек, действующий напролом»).
Новизна стоявшей перед конструкторами задачи обусловила редкую ситуацию: ВВС одобрили лишь общий подход к заданию, но не конкретный проект. На протяжении всего начального периода программы В-58 его разработка сопровождалась многочисленными изменениями как поставленных задач, так и внешней конфигурации и архитектуры бортовых систем самолёта. Прошёл почти год после победы в конкурсе, прежде чем в сентябре 1953 г. были детально сформулированы твёрдые требования к машине, и ещё год, когда к августу 1954 г. проект окончательно утвердили и начались работы над опытным самолётом.
Трансформация проекта фирмы Конвэр на пути от подвесного «паразита» до автономного бомбардировщика В-58 была весьма значительна. Неизменной оставалась лишь схема «бесхвостка» с треугольным крылом малого удлинения (угол стреловидности по передней кромке 60°), которую «спецы» Конвэр выбрали ещё в 1946 г. при проектировании перехватчика XF-92 по рекомендации немецкого авиаконструктора А. Липпиша, и в дальнейшем использовали в проектах перехватчиков F-102 «Дельта Дэггер» (1953 г.) и F-106 «Дельта Дарт» (1956 г.), а также первого и единственного в мире экспериментального сверхзвукового гидросамолёта-истребителя «Си Дарт» (1953 г.). Приверженность такой схеме обуславливалась одним существенным преимуществом: небольшими потерями аэродинамического качества самолёта из-за роста балансировочного сопротивления в полёте на сверхзвуке. Кроме того, до изобретения механизмов, позволявших изменять стреловидность в полёте, применение треугольного крыла было единственно возможным способом максимально оттянуть по времени возникновение кризиса сжимаемости и появления скачков уплотнения при сохранении приемлемой посадочной скорости тяжёлого самолёта.
Основным направлением развития проекта было повышение доли возвращаемых компонентов. В предложении от января 1950 г. многоразовым предусматривался лишь одномоторный пилотируемый компонент, а в сбрасываемом контейнере помимо бомбы находились РЛС, три двигателя и топливо (посадочная масса бомбардировщика — 8,1 т — составляла менее 20 % от его массы при старте с носителя, составлявшей 45,4 т). В конце 1950 г., при увеличении общего числа двигателей носимого бомбардировщика до пяти, два из них располагались на возвращаемом компоненте (в крыльевых гондолах), один в сбрасываемом контейнере, несущем также бомбу и аппаратуру, и ещё два — в сбрасываемых гондолах под крылом. Однодвигательный отделяемый контейнер был предусмотрен и проектом МХ-1626 в 1951 г., однако силовая установка имела всего три двигателя и дополнительных отделяемых моторов не предусматривалось. В проекте МХ-1964, выигравшем конкурс, подвесной контейнер стал бездвигательным, а силовая установка полностью размещалась на крыле бомбардировщика.
Сначала предусматривалось интегральное сочленение сбрасываемого и возвращаемого компонентов самолёта: контейнер и фюзеляж, имевшие плоские горизонтальные сопрягаемые поверхности, образовывали единый корпус, «расщеплявшийся» при отделении контейнера. Последний занимал почти всю длину фюзеляжа и оснащался сбрасываемой после взлёта собственной носовой стойкой шасси, значительно усложнявшей и утяжелявшей конструкцию. Такая конфигурация требовала обязательного сброса контейнера перед посадкой. Лишь к сентябрю 1953 г. проработка проекта МХ-1964 привела к решению о применении отдельного укороченного контейнера в форме веретена, подвешиваемого на пилоне. Это стало возможным благодаря переносу РЛС в фюзеляж самолёта и отказу от дополнительной стойки шасси. Таким образом, в контейнере остались лишь боевая нагрузка и запас топлива.
Одним из наиболее трудоёмких стал выбор оптимального расположения двигателей. Вначале для В-58 изучались две основные конфигурации. Первая предусматривала установку двигателей в спаренных гондолах (как на боинговских В-47 и В-52) на двух пилонах под крылом, вторая — в отдельных гондолах: два внутренних двигателя под крылом и два внешних над крылом. Преимуществами первого варианта были снижение массы конструкции примерно на 450 кг и облегчение доступа к двигателям при их монтаже и техобслуживании. Однако испытания летающей модели самолёта с пороховыми ускорителями на полигоне Уэллопс Айлэнд, штат Вирджиния, показали, что лобовое сопротивление такой конфигурации на трансзвуковых скоростях почти в два раза превышало расчётное и фактически не позволяло развить сверхзвуковую скорость. Размещение же турбин в отдельных гондолах соответствовало правилу площадей 1*, (сформулировано летом 1952 г. сотрудником NACA Р. Уиткомбом”) и уменьшало лобовое сопротивление самолёта, особенно в конфигурации с подвесным контейнером.
Установка внешних двигателей над крылом диктовалась стремлением уменьшить интерференцию скачков уплотнения. Лишь к августу 1954 г., когда проект окончательно утвердили, была принята схема с размещением всех ТРД в отдельных подкрыльевых гондолах. При переходе к укороченному контейнеру с уменьшенной ёмкостью топливного отсека предусматривались внешние баки на крыле, однако в окончательном проекте 1954 г. от них решили отказаться и разместить всю «горючку» во внутренних баках и подвесном контейнере. В последнем размещалось и основное вооружение самолёта — одна атомная бомба. При бомбометании контейнер отсоединялся целиком, облегчая самолёт.
Стремясь снизить до минимума массу бомбардировщика, фирма в проекте от января 1950 г. предусмотрела экипаж из двух человек, однако впоследствии была вынуждена всё же увеличить его до трёх. Сначала не предполагалось также оборонительного вооружения — высокая скорость сама по себе считалась достаточным средством защиты, но в проекте МХ-1964 хвостовая пушечная установка уже присутствовала, на первом этапе — калибром 30 мм, затем — 20 мм ротативный «гатлинг».
Разработка В-58, как и любого новаторского летательного аппарата, была связана с большим техническим риском. Одна из главных трудностей состояла в отсутствии достоверных методик расчета сверхзвуковых характеристик самолёта. В связи с этим военные неоднократно высказывали сомнения в возможности реализации проекта на требуемом уровне, причем эти сомнения усугублялись проблемами с перехватчиком Конвэр F-102, фактические лётные данные которого, до применения правила площадей в его конструкции, оказались значительно ниже расчётных. После проведения в первой половине 1954 г. продувочных испытаний крупномасштабных моделей бомбардировщика ситуация стала угрожающей, так как уточнённые расчётные характеристики самолёта, прежде всего дальность полёта, не удовлетворяли военных. В результате программа «зависла». Почти все руководители Стратегического Авиационного Командования (САК) ВВС США, имея главной целью достижение межконтинентальной дальности без дозаправки топливом в полёте, потеряли интерес к В-58. Высказывались рекомендации переориентировать самолёт на применение в составе Тактического Авиационного Командования. В июне 1955 г. программа была преобразована в чисто экспериментальную, 13 уже заказанных самолётов предполагалось использовать для аэродинамических исследований продолжительного сверхзвукового полёта и разработки систем для будущих боевых комплексов… Но среди военных нашлось и немало сторонников программы В-58. Решение о фактическом аннулировании программы быстро отменили и в августе того же года было решено все-таки создать полноценный стратегический бомбардировщик.
1* Правило площадей состоит в том, что площадь поперечного сечения самолета для уменьшения лобового сопротивления на сверхзвуке должна быть постоянной на максимально возможной длине фюзеляжа
В-58А, борт 61-2062 был первым экземпляром, на котором установили катапультируемые кресла со шторкой, созданные фирмой «Стэнли Эйвиэйшн». Увы, экипаж этой машины они не спасли: 18 апреля 1968 г. самолёт потерпел катастрофу на авиабазе Банкер-Хилл (штат Индиана).
При установке под корнями крыла пилонов для внешней подвески «едрёных бомб» Мк.43 стабилизаторы контейнера вооружения ЛЛВ-1 едва не задевали за них, что затрудняло его подвеску. С появлением «бескрылого» контейнера TCP эта проблема исчезла.
У предсерийных экземпляров (в т. ч. показанного здесь борта 55-0661) топливоприёмник был расположен почти сразу же за ПВД; позже его передвинули назад. При дозаправке в воздухе В-58 б ыл очень устойчив.
Однако до начала 1958 г. разработка В-58 находилась в «полузамороженном» состоянии, конкурируя в отношении финансирования с программой разработки бомбардировщика Норт Америкен В-70, начавшейся в 1954 г. Лишь в начале 1959 г. САК окончательно поддержало производство В-58, придя к выводу, что он действительно необходим для замены устаревшего В-47. Имелись и чисто проектировочные трудности. Не следует забывать, что высокоточные быстродействующие цифровые ЭВМ ещё не были изобретены и большинство рутинных рассчетов велось на аналоговых машинах, элементная база которых состояла из электронных ламп. Кстати, установка на «Хаслере» лампового БРЭО потребовала огромных отсеков с мощной системой охлаждения, сильно усложнила техническое обслуживание самолёта и в итоге стала одним из главных факторов быстрого морального устаревания машины.
Постройка первого опытного самолёта, получившего официальное обозначение YB/RB-58, завершилась в августе 1956 г., а первый полёт состоялся 11 ноября 1956 г. Пилотировал лётчик-испытатель Б.Эриксон. Уже через полтора месяца, 30 декабря 1956 г., новая машина превысила скорость звука, а ещё через полгода — 29 июня 1957 г. — «Хаслер» совершил первый полёт со скоростью, в два раза превышающей звуковую (М=2,03 на высоте около 13 км). Лётные испытания опытного экземпляра завершились 25 апреля 1959 г. 15 октября тогоже года состоялся первый продолжительный полёт с числом М=2: самолёт летел в течение 70 мин со средней скоростью около 2124 км/ч. 1 августа 1960 г. заказчику был поставлен первый серийный самолёт с полным комплектом целевого оборудования.
На начальном этапе испытаний, когда характеристики В-58 ещё не были полностью исследованы, его официальные оценки были достаточно оптимистичными. К июню 1959 г. возможности самолёта характеризовались американскими экспертами следующими данными: при выполнении классической для САК ударной задачи самолёт В-58А способен поразить 87 % целей на территории Советского Союза. Три раза успешно имитировалось преодоление ПВО СССР без использования бортовых средств радиоэлектронного противодействия (РЭП). По оценке САК, сделанной в 1960 г., бомбардировщик мог «достать» большинство крупных целей к западу от Урала с одной воздушной дозаправкой. Бортовые средства РЭП «Хаслера» могли парировать опасность его перехвата истребителями и зенитными ракетами, а самолёты В-52 и В-47, совместно с которыми предполагалось применение В-58, должны были обеспечить поддержку прорыва советской системы дальнего обнаружения и ПВО.
До 1958–1959 гг. проблема воздействия звукового удара на население практически не привлекала внимания, жалобы были весьма редки. Полёты В-58 вследствие его размеров и продолжительности движения на сверхзвуке изменили ситуацию. Шумовые удары при пролётах «Хаслера» в районе населённых пунктов вызывали серьёзное недовольство населения в течение всей программы летной доводки самолёта. Наблюдалось много случаев разрушения стекол. В июле 1959 г. началась серия испытаний по оценке воздействия звукового удара, по результатам которых сверхзвуковые полёты над сушей были разрешены лишь в нескольких узких коридорах.
YB-S8A борт 55-553 в характерной для прототипов «Хаслера» оранжево-серебристой окраске взлетает с авиабазы Карсуэлл (штат Техас). Уборка шасси только что началась (обратите внимание на «излом» носовой стойки). Для киносъёмки сброса подфюзеляжного контейнера вооружения под концами крыла установлены скоростные кинокамеры в обтекателях.
Будучи машиной не для новичка, особенно на взлёте и посадке, «Хаслер» под управлением опытного лётчика, способного в полной мере реализовать выдающиеся качества аппарата, был великолепен. Он обладал лучшими разгонными характеристиками, чем у любого перехватчика, а по длительности движения на сверхзвуке оставлял далеко позади самые совершенные истребители того времени. Экипажи В-58 имели самый большой «сверхзвуковой» налёт в ВВС США. Машина прекрасно управлялась, считаясь одной из наиболее безопасных при дозаправке в воздухе, и была менее подвержена влиянию атмосферной турбулентности, чем самолёты с более гибким крылом.
В-58 был первым серийным сверхзвуковым бомбардировщиком и содержал большое число нововведений. Его создание представляло собой попытку обратить вспять наблюдавшуюся в то время тенденцию к увеличению массы машины для выполнения требовавшегося задания. Небольшие размеры самолёта обусловили его сравнительно малую эффективную поверхность рассеивания (ЭПР), наиболее значимый параметр при обнаружении самолёта радиолокаторами противника (от 1/10 до 1/30 ЭПР бомбардировщика В-52 в зависимости от ракурса).
Конструкция самолёта отличалась новизной и огромной сложностью. Крыло и корпус образовывали единое целое: шпангоуты фюзеляжа переходили в лонжероны крыла. При длительном сверхзвуковом полёте на аппарат, кроме скоростного напора, воздействуют термические и акустические нагрузки. Для обеспечения приемлемой прочности и жёсткости крыло выполнили, ни много ни мало, 33-лонжеронным с шагом между элементами этого своеобразного «скелета» всего 280–380 мм! Аэродинамика плоскости с 60-градусной стреловидностью по передней кромке была прекрасно отработана на более ранних самолётах фирмы Конвэр. Фактически, крыло «Хаслера» представляло собой пропорционально увеличенное крыло перехватчика F-102 «Дельта Даггер». Из-за малой относительной толщины профиля (3–4 %) компоновка силовых элементов крепления пилонов двигателей, а также стоек шасси, составила нешуточную проблему.
Средств взлётно-посадочной механизации крыло не имело. Для некоторого улучшения характеристик сваливания и повышения устойчивости на больших углах атаки, свойственных всем бесхвосткам при заходе на посадку, передняя кромка крыла была выполнена с круткой.
Около 80 % обшивки составляли клеенные слоистые панели из двух листов дюралюминия толщиной от 0,25 до 1 мм с прослойкой из ячеистого наполнителя. В местах, подверженных нагреву, «соты» были также из дюраля, а в прочих — из стеклопластика, имеющего высокий коэффициент теплоизоляции. Панели собирались на эпоксидно-фенольном и резиново-фенольном клее, для их формовки применялась весьма дорогостоящая новейшая технология. Самолёт имел очень мощный и частый силовой набор, схожий с корабельным; обшивка крепились к нему стальными или титановыми заклепками, обеспечивавшими важную для сверхзвукового самолёта гладкость внешних поверхностей и жёсткость, устранившую опасность панельного флаттера. Гигантская работа дала свои плоды: планер «Хаслера» получился рекордно (даже для сегодняшнего дня!) лёгким при высокой жёсткости. Весовая отдача В-58 составила всего 16,5 % (для сравнения, у В-52 — 16,9 %, а у В-36 — 19,3 %).
В длинном узком фюзеляже овального сечения, выполненном с соблюдением правила площадей, размещались кабины членов экипажа, обширные отсеки громоздкого электронного оборудования, поисковый и допплеровский (для определения скорости относительно земли) радиолокаторы, системы жизнеобеспечения, охлаждения аппаратуры, электронного противодействия, узлы крепления подвесного контейнера и, конечно же, топливо.
Экипаж самолёта — лётчик, штурман-бомбардир и радист-оператор оборонительных систем — размещался в едином герметизированном отсеке. Каждое рабочее место оснащалось индивидуальной непрозрачной «крышкой», открываемой гидравлически. Отсеки штурмана и оператора имели по два небольших прямоугольных окошка в бортах для того, чтобы экипаж не испытывал клаустрофобии. Впрочем, по отзывам экипажей, времени на подобные глупости (а также на отдых) в полёте попросту не было: аппаратура требовала к себе постоянного внимания.
Первоначально в качестве средств спасения использовались обычные катапультируемые кресла. Но в феврале 1958 г., после нескольких катастроф опытных машин, в ходе которых лётчики при покидании самолёта гибли или калечились от воздействия скоростного напора, было решено установить на «Хаслерах» герметизированные спасательные капсулы фирмы Стенли, представлявшие собой миниатюрные «спускаемые аппараты», оборудованные автономной системой жизнеобеспечения и прочими крайне необходимыми устройствами, обеспечивавшими экипажу относительно безопасное покидание аварийного самолёта. К недостаткам такой капсулы следовало отнести её громоздкость и большую массу (297 кг), невозможность покидания самолёта на малых скоростях (устанавливалось ограничение по минимальной скорости в 185 км/ч), а также большую стоимость. Кроме того, на лётчиков, спасаемых посредством капсулы, накладывались строгие ограничения по росту и весу. Начиная с 1962 г. все В-58А получили вместо кресел капсулы, но учебные ТВ-58А не переоборудовались.
На учебно-тренировочном варианте самолёта сиденье лётчика-инструктора, занимавшего вторую кабину, сместили вправо для улучшения обзора на взлёте и посадке. С этой же целью перегородку, отделяющую вторую кабину от первой, выполнили прозрачной, установили также дополнительные окна. Кабина инструктора имела полный комплект органов управления.
Существенным недостатком «Хаслера» был явно неудовлетворительный обзор вперед-вниз из кабины пилота, что особенно сказывалось при взлёте и посадке. За десяток секунд до касания земли лётчик полностью терял из виду осевую линию ВПП и управлял самолётом исключительно по приборам и используя боковые ориентиры.
Топливо — авиационный керосин JP-4 — размещалось в четырёх баках-отсеках, занимающих львиную долю внутреннего объема фюзеляжа. Два бака располагались в фюзеляже и крыле (от кабины оператора РЭБ до основания киля), резервный бак «втиснули» в фюзеляж над передним основным, а балансировочный располагался в хвостовом конусе. Перекачка керосина в этот бак и из него осуществлялась автоматически. Топливо также размещалось в отсеках подвесного контейнера.
В-58 мог «пополнять запасы» в полёте от заправщиков, оснащённых жёсткой штангой. Горловина топливоприемника находилась непосредственно перед остеклением передней кабины.
В-58А борт 60-1112 из 305-го БАК на авиабазе Мэзер (штат Калифорния) 3 мая 1959 г. незадолго до отправки на знаменитое «кладбище самолётов» на авиабазе Дэвис-Монтан (г. Тусон, штат Аризона). Элевоны отклонены вниз на максимальный угол; видна крутка крыла.
Вертикальное оперение машины состояло из большого стреловидного киля, обеспечивавшего хорошую устойчивость на курсе во всём диапазоне разрешённых углов атаки, и односекционного руля направления.
Шасси «Хаслера», из-за размещения контейнера вооружения под фюзеляжем, имело большую высоту. Основные стойки, оборудованные двухосными тележками с восемью колесами диаметром 559 мм, убирались в корневые части крыла с поворотом тележек на 90°. Но даже при всех компоновочных ухищрениях, на которые пошли конструкторы, места в крыле оказалось маловато. Пришлось «раздуть» ниши основных стоек за контуры крыла и прикрыть их обтекателями. На стойках располагались радиоотражатели для обеспечения посадки с применением инструментальной системы ILS. Колёса имели бескамерные шины и рассчитывались минимум на десять взлётов и посадок с предельной скоростью движения по земле 402 км/ч. Передняя стойка, оснащённая спаренными колёсами того же диаметра, при убирании складывалась вдвое. Системой раздельного торможения «Хаслер» не оборудовался — для маневрирования на земле носовая стойка имела электромеханический сервопривод разворота. На практике выяснилось, что запас прочности шин «Хаслера» ниже заявленного, что неоднократно приводило к авариям из-за разрывов пневматиков при разбеге и пробеге. В 1960 г. по этой причине (разрыв пневматиков основной стойки шасси при прерванном взлёте) был потерян один «Хаслер», двое членов экипажа погибли. Начиная с середины 1961 г. на основных стойках шасси «Хаслеров» между парами колес устанавливались диски — аварийные колёса, во избежание пожаров наполнявшиеся азотом, принимавшие на себя нагрузку в случае разрыва пневматиков.
Шасси можно было выпускать и в полёте для использования в качестве аэродинамических тормозов, так как специализированного аэродинамического тормоза В-58 не имел.
В хвостовой части фюзеляжа размещался тормозной парашют с диаметром купола 8,5 м, выпускаемый при скорости не выше 340 км/ч. При проектировании самолёта его предусматривалось применять только при прерванном взлёте, но фактически он использовался и при посадке, существенно сокращая пробег.
В-58 оснащался четырьмя турбореактивными двигателями Дженерал Электрик J79. Для своего времени это была одна из самых совершенных и мощных конструкций в мире. Впервые в одной силовой установке объединились такие нововведения, как направляющие аппараты первых шести ступеней компрессора с поворотными лопатками, форсажная камера с регулируемой степенью форсирования и сверхзвуковое регулируемое сопло эжекторного типа. Перспективные параметры рабочего процесса, заложенные при проектировании, а также постоянные работы по модернизации сделали этот агрегат массовым — общее число построенных двигателей 379 достигло почти 17000 шт.
J79 представлял из себя одновальный ТРДФ, имеющий 17-ступенчатый осевой компрессор, трёхступенчатую турбину и трубчато-кольцевую камеру сгорания с 10 жаровыми трубами. Вариант J79-GE-5B имел длину 5,14 м, диаметр 0,97 м, сухую массу 1650 кг, степень повышения давления 12,2, расход воздуха 74 кг/с. Тяга без форсажа составляла 4450 кгс, на полном форсаже — 6580 кгс. Запуск двигателей осуществлялся с помощью наземного воздушного стартера. Воздухозаборники двухскачковые с автоматически регулируемым центральным конусом. Масса системы регулирования составляла 8,25 кг на один двигатель. Максимальная продолжительность непрерывной работы форсажной камеры (а, следовательно, и сверхзвукового полёта) составляла 2 ч, но в реальной эксплуатации из-за большого расхода топлива форсаж не включался более чем на 45 мин.
В-58А борт 61-2068 выполняет полёт с авиабазы Эдвардс 20 апреля 1964 г. во время испытаний на устойчивость и управляемость.
Позже самолёт был поставлен 43-му БАК.
Учебно-тренировочный ТВ-58А борт 58-1007 с подвешенной верхней частью контейнера TCP. Этот контейнер редко подвешивался на ТВ-58А (обычно «спарка» оснащалась стандартным контейнером ЛЛВ-1). Обратите внимание на закопчённую выхлопом двигателей нижнюю сторону крыла.
Сверхзвуковая скорость полёта обусловила применение бустерной необратимой дублированной системы управления самолётом. «Хаслер» имел всего три поверхности управления: односекционные элевоны, занимавшие заднюю кромку крыла между фюзеляжем и соплами наружных двигателей, и руль направления. Общая площадь элевонов составляла 16,52 кв. м, размах каждого элевона — 4,6 м, корневая хорда около 2,1 м, углы отклонения элевонов 10 градусов вниз и 23 градуса вверх. Площадь руля направления 3,72 кв. м. Вместо штурвала, традиционного на тяжёлых самолётах, машина оснащалась «истребительной» ручкой управления (из дальних бомбардировщиков она была впервые использована на английском «Вулкане»), В продольном канале управления был применён линейный пружинный загрузочный механизм.
Управление полётом осуществлялось в трёх режимах: взлётно-посадочном, ручном полетном и автоматическом полётном. Автопилот обеспечивал устойчивое выдерживание заданных числа М, высоты полёта и курса (в том числе по данным наземных маяков) и допускал совмещенное ручное управление самолётом. Во всех трёх каналах устанавливались демпферы, имелась также система продольной балансировки самолёта с автоматами балансировки и ограничения перегрузки. При взлёте и посадке они выключались (после чего лётчик мог отклонять элевоны по тангажу на полный ход) и включались вручную после уборки шасси. Устанавливался автомат перекрёстной связи между элевонами и рулём направления.
Именно неправильная регулировка такого автомата послужила причиной известной катастрофы опытного самолёта, произошедшей 7 ноября 1959 г. Во время полёта планировалось оценить поведение В-58 в случае отказа одного внешнего двигателя при числе М=2 на большой высоте. При выключении пилотом крайнего правого двигателя самолёт развернулся носом вправо на 4–5 градусов и стал крениться. Лётчик переместил ручку влево для парирования крена, одновременно автомат перекрестной связи отклонил вправо руль направления (в отличие от большинства других самолётов, у В-58 при перемещении ручки по крену скольжение развивалось на полукрыло с опущенным элевоном). Из- за большей, чем предполагалось, эффективности руля направления отклонение носа самолёта вправо стало стремительно расти и по достижении угла скольжения около 13° фюзеляж разрушился в зоне кабины. Экипаж погиб. После этой катастрофы были изменены передаточные числа автомата перекрёстной связи: при высокой скорости руль направления вообще не отклонялся при управлении креном.
Гидравлика машины представляла собой две независимые системы с рабочим давлением 210 кгс/кв. см, имеющие по два насоса. Первая обеспечивала работу органов управления, вторая дублировала первую, а также служила для привода поверхностей управления самолётом, уборки и выпуска шасси, торможения колёс, управления антенной носовой РЛС и хвостовой турели, выброса дипольных отражателей и прочих нужд.
Пневматическая система с давлением 175–210 кгс/кв. см обеспечивала аварийный выпуск шасси и торможение. Система электроснабжения включала в себя сеть переменного тока (115/200 В, 400 Гц) с тремя генераторами, приводимыми от двигателей, и восемь трансформаторов- выпрямителей, питающих сеть постоянного тока (250 В, 150 В и 28 В) и переменного тока низкого напряжения (28 В).
Охлаждение мощного бортового комплекса аппаратуры, насчитывавшего рекордное число тепловыделяющих элементов — более 5000 электронных ламп и транзисторов — обеспечивалось системой кондиционирования фирмы Гамильтон Стандарт, воздух для которой отбирался от компрессоров внутренних двигателей. Система кондиционирования обслуживала также подвесной контейнер, охлаждала отсеки шасси, предотвращала запотевание лобового стекла и защищала его от дождя, а также обеспечивала наддув топливных баков. «Проветривание» рабочих мест экипажа оказалось малоэффективным, в полёте лётчики часто страдали от жары.
В кабине пилота использовалась световая сигнализация неисправностей, возникающих в полёте. В середине 1960-х годов она была дополнена речевой (одной из первых в мире) системой сигнализации женским голосом о двадцати аварийных ситуациях.
Для обеспечения выхода на цель и бомбометания на самолёте имелась навигационно-бомбардировочная система Сперри AN/ASQ-42, считавшаяся крупнейшим для своего времени достижением в развитии автоматического оборудования (но вскоре безнадёжно устаревшая из- за появления малогабаритных транзисторов и цифровых счётно-решающих устройств на их базе). Одно из основных требований к ней состояло в повышении точности навигации и бомбометания в связи с большой скоростью самолёта и сбросом бомбы на расстоянии в три раза большем, чем с самолётов В-47 и В-52. Необходимые параметры были достигнуты путём использования автономной инерциальной и астронавигационной подсистем в сочетании с допплеровской системой измерения скорости и сноса относительно земной поверхности AN/APN-113, радиовысотомером и аналоговой ЭВМ массой 545 кг. Оборудование обеспечивало рассчёт курса самолёта к цели по ортодромии («большой дуге») — кратчайшему пути с учётом кривизны земного шара. Навигация уверенно осуществлялась и в полярных районах.
Радиолокационная прицельная подсистема включала в себя поисковую доплеровскую РЛС фирмы Рейтеон в носовой части фюзеляжа, которая могла использоваться и для коррекции текущих координат самолёта. Обеспечивались девять режимов бомбометания, основным из которых являлся режим с использованием заранее заданной вынесенной точки прицеливания. Имелась на борту и аппаратура радионавигационной системы TACAN.
В состав связного оборудования фирмы Магнавокс входили коротковолновая радиостанция AN/ARC-58, две командные УКВ-радиостанции, аварийная радиостанция, а также запросчик и ответчик системы «Свой-чужой».
Оборонительный комплекс средств РЭБ составляли: станция AN/ALR 12 для предупреждения о радиолокационном облучении с четырьмя антеннами, обеспечивавшими круговой обзор, автоматически управлявшая выбросом дипольных отражателей, 10 пакетов которых располагались в верхних крыльевых обтекателях ниш основных стоек шасси; станция разведки и постановки помех; аппаратура противодействия ракетам с тепловыми системами наведения.
В-58А борт 59-2458, на котором был выигран Кубок Бендикса. В 1984 г. самолёт был тщательнейшим образом восстановлен и стал экспонатом Музее ВВС США (авиабаза Райт-Пэттерсон, г. Дэйтон, штат Огайо)
Активная защита В-58А от нападения спереди не рассматривалась в принципе, было решено ограничиться оборонительным вооружением в задней полусфере. В 1953–1954 гг. изучалось использование УР А-3 «Насти» с обратным стартом и поворотом на угол до 90° после пуска. Эта ракета исследовалась фирмой Норт Америкен в рамках проекта бомбардировщика МХ-1601. После отмены программы МХ-1601 было решено ограничиться на В-58А кормовой артиллерийской установкой (на ТВ-58А она не использовалась). Вначале предпочтение отдавалось пушке калибра 30 мм, затем для уменьшения массы и занимаемого объема выбрали 20-мм пушку Дженерал Электрик М61 «Вулкан» (установка Т-171ЕЗ), турель и систему управления огнём MD-7 для которой разработала фирма Эмерсон. Пушка устанавливалась в «жале» — обтекателе в хвостовой оконечности фюзеляжа, а управляющая РЛС — у основания киля. Турельная установка (полная масса 840 кг с боекомплектом 1200 снарядов) имела дистанционное управление и обеспечивала зону обстрела с углом конусности 60° и поражение целей на дальности до 1400 м. Это была первая система, обеспечивающая стрельбу назад при сверхзвуковой скорости носителя, то есть в условиях, когда выпущенный снаряд движется в обратном направлении относительно окружающего воздуха, поскольку начальная скорость снаряда меньше скорости самолёта.
Наступательное вооружение «Хаслера» размещалось на внешней подвеске, в большом обтекаемом контейнере. Самолёт изначально предназначался для доставки ядерного оружия с большой высоты и не имел внутреннего отсека вооружения. Эволюция программы привела к тому, что в конце 1953 г. предполагалось использование боевых подвесных систем двух типов: так называемых баков-контейнеров МА-1 и МВ-1, каждый из которых содержал одновременно ядерную БЧ и топливо для самолёта-носителя. В конфигурации разведчика самолёт вместо боевых МА-1 и МВ-2 должен был нести баки-контейнеры МС-1 и MD-1 с разведывательной аппаратурой. Однако намеченные планы не были полностью реализованы ни в отношении разведывательных контейнеров, ни в отношении боевых подвесок.
Наиболее сложным в техническом отношении оказался «управляемый бомбовый контейнер» МА-1С, представлявший собой крылатую ракету схемы «утка» массой 12295 кг с расчётной дальностью пуска около 260 км и высотой полёта после пуска до 32900 м. Она была снабжена ЖРД Белл LR81-BA-1 (6800 кгс), инерциальной системой наведения, складывающимся нижним и выдвижным верхним вертикальным оперением и передним горизонтальным оперением. Ракета несла ядерную боеголовку, а также запас топлива для двигателей самолёта-носителя. После пуска на высоте от 10700 до 18300 м она должна была резко набирать высоту под углом 20°, затем планировать с углом наклона траектории 7°, а на финальном участке пути пикировать на цель под углом 70°. Работы по МА-1С начались в 1953 г., но в мае 1957 г. были прекращены (после израсходования $66 000 000), главным образом из-за существенного уменьшения скорости (до дозвуковой) и дальности В-58 с подвешенной ракетой. Проекты модернизированных самолётов В-58В и В-58С, которые должны были сочетать ракетное оружие с высокой дальностью, также не получили поддержки.