Экспериментальный самолёт D-558-I «Skystreak» (США)

В конце 1944 года компания Douglas получила заказ на разработку экспериментального самолёта с турбореактивным движком. Основной целью этого проекта было получение сведений об аэродинамических нагрузках, стойкости и маневренности летательного аппарата на трансзвуковых скоростях. Эти данные должны были дополнить информацию, получаемую в процессе выполнения программки испытаний сверхзвукового самолёта X-1. В согласовании со спецификацией, разработанной NACA (Государственный консультативный комитет по аэронавтике) самолёт был должен взмывать с аэродрома, набирать высоту от 6000 до 10 600 м, в течение 10 минут делать полёт на околозвуковой скорости, а потом ворачиваться на аэродром. Проект получил обозначение Douglas Model 558 High-Speed Test Airplane, либо D-558-I «Skystreak». Работу над проектом возглавил знаменитый Эдвард Хайнеман, конструктор именитых машин А-26, А-20 и А-1 Skyraider, превративший наименования Douglas в мировой брэнд.

Через два месяца Хайнеман и его бессменный ассистент Лео Дэвлин передали NACA и ВМС проект самолёта с комбинированной силовой установкой из ТРД и ЖРД, представлявший собой не только лишь чисто экспериментальную машину, да и макет истребителя. Мореплаватели одобрили задумку, а в NACA её отклонили как не подобающую исследовательскому нраву программки. Тогда Хайнеман предложил разбить создание самолёта на три шага. 1-ый шаг подразумевал строительство 6 самолётов D-558-I «Skystreak» с турбореактивными движками TG-180 для исследовательских полётов на скоростях, соответственных числам М от 0,75 до 0,85. Все самолёты должны были иметь крылья с различными профилями и воздухопоглотителями. 2-ой шаг предугадывал оснащение 2-ух самолётов доп ЖРД для вероятного заслуги скорости, соответственной числу М=1. И третьим шагом должно было стать строительство на базе наилучшего самолёта палубного истребителя. Этот компромиссный вариант устроил всех, и 9 мая 1945 года началось строительство макета самолёта.

Самолёт D-558-I «Skystreak» имел маленькие размеры - длина его составляла 10,8 м и размах крыла - 7,62 м. Фактически весь объём фюзеляжа был занят турбореактивным движком. Воздухопоглотители расположили по краям фюзеляжа, освобождая носовую часть для размещения кабины пилота и оборудования. Прямое крыло с относительной шириной 10 процентов пристыковывалось снизу к фюзеляжу. При таковой сборке появились огромные проблемы с размещением стоек главных опор шасси. Фюзеляж на сто процентов занимал движок, и расположить топливные баки можно было исключительно в полости крыла. Единственным местом для размещения убранных опор шасси был сравнимо тонюсенький центроплан. Чтоб обойти возникновения на нём ненужных наплывов, инженерам пришлось создать очень тонкие колёса и пневматики к ним. Самолёт рассчитывался на наивысшую скорость горизонтального полёта, подобающую числу М=0,9, а достижение числа М=1 предполагалось в пикировании с высоты 10 688 м под углом 25 градусов.

В июле макет самолёта D-558-I «Skystreak» представили заказчикам. Въедливый осмотр и обсуждение макета продлились целых два денька. Представители NACA раскритиковали самолёт. Они снова узрели в проекте попытку Хайнемана проигнорировать исследовательское предназначение машины. Об этом ярко гласили боковые воздухопоглотители, которые снижали тягу силовой установки, освобождая за счёт этого носовую часть для установки пушек. Имеющиеся свободные объёмы годились только для расстановки патронных ящиков, а не для массивного научного оборудования. Комиссия рекомендовала переработать фонарь кабины пилота, прирастить объём приборных отсеков, предугадать возможность установки форсажной камеры ТРД и поменять боковые воздухопоглотители лобовым, с наименьшими потерями. Флот присоединился к этим замечаниям и рекомендовал Хайнеману переработать самолёт в согласовании со спецификациями NACA. Глава Бюро авиации флота (BuAir - основной заказчик боевых самолётов для ВМС) Эмерсон Конлон пошёл ещё далее и заявил, что одобрит проект только после его утверждения учёными.

Хайнеману пришлось сдаться и приступить к переделке проекта. Крыло, хвостовое оперение и большая часть фюзеляжа кроме воздухопоглотителя остались предыдущими. При всем этом кабина пилота и отсек с приборным оборудованием разместились посредине воздушного канала, в расширенном месте центральной перегородки. Для понижения лобового сопротивления конструкторы старались сделать фонарь кабины как можно наименьшим. Для этого они опустили кресло пилота так, чтоб над поверхностью фюзеляжа выступала только одна его голова. Каплеобразный фонарь был изготовлен из двойного оргстекла, что препятствовало его запотеванию на огромных высотах. Поначалу D-558-I «Skystreak» подразумевали оснастить катапультным креслом для пилота, но расчёты проявили, что надобная энергия порохового заряда катапульты, нужная для переброски кресла через киль на околозвуковой скорости, превзойдет физиологический предел организма человека. Тогда Дэвлин предложил применить эксклюзивную для собственного времени систему спасения с отделяемой носовой частью. В аварийной ситуации пилот поначалу при помощи взрывных болтов отделял от самолёта носовую часть, а после удаления её от машины на неопасное расстояние с парашютом выпрыгивал из кабины.

Последующая макетная комиссия прибыла в Эль Сегундо (штаб-квартира конторы Douglas) 14 августа 1945 года. Осмотрев макет, члены комиссии пришли к единодушному воззрению, что все замечания NACA учтены. За некоторое количество дней ранее вышло одно, на 1-ый взор, малозначительное событие - служащий конторы Douglas А.Смит возвратился из командировки в Германию. Но то, что он привёз, оказало серьёзное воздействие не только лишь на программку D-558-I «Skystreak», да и на развитие всей высокоскоростной авиации США. В его багаже находились микрофильмы германских документов из научно-исследовательского центра DVL в Гёттингене, где занимались исследовательскими работами стреловидных крыльев. Управление конторы Douglas обратилось к военным и учёным из NACA с просьбой разрешить использовать германский опыт в программке D-558.

Предложение было поддержано, и в программку исследовательских работ немедля включили продувку моделей самолёта со стреловидными крыльями и сразу запланировали создание экземпляра D-558 со стреловидным крылом. Этот самолёт получил обозначение D-558-II, а уже разработанный проект стали именовать D-558-I. После утверждения проекта прямокрылого D-558-I компания приступила к постройке первого экземпляра самолёта. Полная цена программки составляла практически 7 миллионов баксов. У моряков таких средств не было, и Бюро авиации флота пришлось наполовину уменьшить заказ, оплатив постройку только трёх самолётов.

Фюзеляж типа монокок из дюралевого сплава с защитным покрытием рассчитывался на наивысшую перегрузку 13д. Исследовательское оборудование массой 288 кг расположили сразу за кабиной пилота, а по всему размаху крыла расставили сенсоры давления воздуха, поступавшего через 400 отверстий, просверлённых в обшивке. Силовая установка состояла из 1-го ТРД Allison J35-A-23 тягой 1820 кгс. Движок проектировался компанией General Electric и ранее обозначался TG-180.

Построенный самолёт создавал неизменное воспоминание. Обшивка его была покрыта красноватой эмалью и кропотливо отполирована. 14 апреля 1947 года лётчик-испытатель конторы Douglas Юджин Мэй поднял 1-ый экземпляр самолёта в воздух - это был самолёт с фабричным номером 37970, созданный для полётов в интересах конторы Douglas и ВМС. Ну а для учёных NACA строились 2-ой и 3-ий D-558-I «Skystreak» с номерами 7971 и 37972.

После полёта лётчик отметил странноватое поведение турбореактивного мотора. После подачи РУДа вперёд движок очень медлительно набирал обороты и развивал недостаточную тягу. 21 апреля после проверки силовой установки состоялся 2-ой полёт, но ситуация повторилась. Лётные тесты пришлось оборвать и обратиться к спецам из конторы General Electric. Те пристально исследовали движок и не отыскали никаких изъянов. Один из инженеров представил, что виновником быть может топливная система, поточнее - недостающее давление в системе подачи горючего. Давление в баках решили повысить за счёт набегающего потока воздуха. Для этого на концах крыла установили две штанги, через которые воздух поступал в полость баков. На доработки ушло около месяца. Следующий полёт показал, что работа мотора наладилась, но проблемы на этом не закончились - в следующем полёте на борту появился пожар. Немедля развернув машину, Мэй повёл D-558-I на посадку. На пробеге у него вышли из строя тормоза, и только сверхдлинная полоса на базе Мюрок (на деньке высохшего озера) выручила самолёт и пилота. Инженеры снова принялись за работу. Предпосылки происшествия были выявлены сразу: неверное подключение электронных проводов и неисправность в гидравлической системе привода тормозов колёс. После ремонта D-558-I «Skystreak» сделал 5 удачных полётов, и на этом завершилась 1-ая фаза лётных испытаний.

К программке начали подключать и других пилотов. По их отзывам, машина отлично управлялась и имела удивительную скороподъёмность-высоту 3048 м (10 000 футов) она набирала всего за одну минутку. Все замечания лётчиков-испытателей относились к особенностям сборки кабины. Основным недочетом они считали нехороший обзор на посадке - чтоб рассмотреть полосу, пилоту приходилось изо всех сил растягивать шейку, а оценив ситуацию, практически "погружаться" в кабину и глядеть на приборы. К тому же ширина кабины составляла всего полуметра, что также не добавляло лётчику оптимизма во время полёта: теснота могла даже вызвать приступ клаустрофобии. Припаса горючего в 870 л хватало только на полчаса полёта. Когда для выполнения всей программки требовалось времени больше - на торцы крыла подвешивались доп топливные баки ёмкостью 190 л., которые пилот сбрасывал после набора высоты. Главные проблемы начались с переходом к высокоскоростным полётам. Как D-558-I «Skystreak» превосходил скорость, подобающую числу М=0,75, его начинало трясти, а нагрузки на органы управления неоднократно росли. Голова лётчика, облачённая в металлической шлем, билась о фонарь, при всем этом на оргстекле появлялись бессчетные царапинки. После нескольких таких полётов лётчики стали оклеивать шлем кусками тоненькой кожи.

29 сентября 1948 года Мэй на D-558-I «Skystreak» №37970 преодолел звуковой барьер в пикировании под углом 35 градусов. Это был 1-ый и последний сверхзвуковой полёт D-558-I. Полёты первого опытнейшего экземпляра самолёта длилось прямо до апреля 1949 года, после этого машину списали и использовали как источник запчастей для третьего опытнейшего эталона. Всего на нём сделали 101 полёт. В текущее время его восстановленный планёр выставлен в Государственном музее морской авиации США. 2-ой экземпляр D-558-I «Skystreak», оснащённый огромным количеством контрольно-измерительной аппаратуры, предназначался для исследовательских работ в интересах NACA. В ноябре 1947 года, после 27 полётов, осуществлённых пилотами компании Douglas и ВМС, самолёт передали на авиабазу Мюрок. 25 ноября 1947 года лётчик NACA Говард Пилу сделал облёт самолёта. Пилу воспринимал активное роль в программке Х-1 и был третьим пилотом, преодолевшим звуковой барьер на этом самолёте. Следующие тесты машины изобиловали бессчетными отказами и дефектами разных систем. Самым серьёзным происшествием на этом шаге был пожар в воздухе 14 апреля 1948 года.

3 мая 1948 года Говард Лилу был должен выполнить очередной девятнадцатый полёт. Скоро после отрыва от полосы, на высоте 45 метров, разрушился компрессор мотора. Разлетающиеся в стороны лопатки компрессора перебили тяги управления и трубопроводы топливной системы. Наблюдатели с земли сказали, что за машиной потянулся чёрный шлейф дыма. Лилу растерял управление и на скорости 400 км/ч врезался в землю. Система спасения с отделяемой кабиной не рассчитывалась на такие мелкие высоты, и у лётчика не было шансов остаться в живых. Комиссия, расследовавшая катастрофу, востребовала от компании Douglas сделать лучше конструкцию первого и третьего экземпляра с целью увеличения безопасности полётов. Приемущественно, эти требования касались бронирования тяг управления и трубопроводов в районе мотора, подмены устаревшего мотора более нынешним и переделки фонаря кабины лётчика. Пробы инженеров сделать лучше систему аварийного спасения фуррором не увенчались, и её оставили в предыдущем виде.

Новый движок J35-A-11 имел огромную тягу ( 2270 кгс) и форсажную камеру. Он был мало длиннее старенького ТРД, и его выпускная труба выступала за обрез хвостовой части фюзеляжа. Была изменена система открытия фонаря. Сейчас он раскрывался вспять, и высокоскоростной напор только помогал этому процессу. Ранее открыть фонарь в полёте было фактически нереально. Кроме этих конструктивных доработок, NACA потребовало перекраски собственного D-558-I в белоснежный цвет. Дело в том, что службам наземного зрительного сопровождения не удавалось изловить красноватый самолёт в свои телескопы. Это пожелание было исполнено, но перекрашивать рули на фирме отказались. Инженеры боялись, что доп слой краски прирастит их массу и изменит динамические свойства.

Тесты третьего самолёта D-558-I «Skystreak» после всех доработок проводил Юджин Мэй. Полёт прошёл удачно, и 22 января 1949 года NACA приняло доделанный D-558-I No. 37972 в эксплуатацию. Исследовательские полёты этой машины продлились ещё четыре с половиной года, последний из них - 78-й был совершён 10 июня 1953 года. В текущее время самолёт восстановлен и находится в авиационном музее Каролинас в штате Северная Каролина. Невзирая на то что при помощи трёх самолётов D-558-I «Skystreak» удалось получить много исследовательской инфы, которая касалась заморочек прочности конструкции и маневренности на больших трансзвуковых скоростях, значение этих машин в истории высокоскоростной авиации невелико. Ведь D-558 уже в своё время смотрелся анахронизмом на фоне высокоскоростных истребителей F-86 и бомбардировщиков В-47. Самолёт очевидно запоздал со своим возникновением. Но его история, полная драматических событий, заслуживает почтения. Тем паче, что на нём начинали свою карьеру огромное количество узнаваемых американских лётчиков-испытателей.

Тактико-технические свойства Douglas D-558-I «Skystreak» Экипаж, чел   1 Размах крыла, м   7.62 Длина, м   10.87 Высота, м   3.68 Площадь крыла, м2   14.00 Масса, кг - пустого самолета   2890 - наибольшая взлетная   4423 - наибольшая взлетная   4583 Тип двигателя   1 ТРД Allison J35-A-23 Тяга нефорсированная, кгс   1 х 1820 Наибольшая скорость , км/ч   1047 (M=0.99) Макс. скороподъемность, м/мин   2810 Практический потолок, м   13900

Источник: dogswar.ru