Истребитель-перехватчик F-102 Delta Dagger (США)

Самолёт F-102 Delta Dagger — американский истребитель-перехватчик, разработанный компанией Convair в конце 1940-х — начале 1950-х годов. Вошёл в историю авиации как 1-ый серийный боевой самолёт с треугольным крылом, 1-ый сверхзвуковой всепогодный перехватчик и 1-ый перехватчик с только ракетным орудием. Ограниченно применялся во Вьетнамской войне и оставался на вооружении ВВС США до 1970-х годов. Сначала 1950-х гг. в первый раз была сформулирована концепция не фактически самолёта, а «системы оружия». Она включала сам летательный аппарат и комплекс его вооружения, который состоял из систем управления орудием и наведения самолёта на цель, также управляемых ракет «воздух-воздух». Фактически в то же время аналогичный подход был сформулирован и в других странах. В Русском Союзе тогда появился термин «боевой авиационный комплекс», на самом деле совпадающий с американской «системой оружия».

В США по новейшей концепции выстроили секретную программку MX-1554, которая предугадывала создание к 1954 г. сверхзвукового перехватчика с управляемым ракетным вооружением и электрической системой управления. Другие наименования проекта — Interceptor 1954 (перехватчик 1954 — неофициальное), также Dragonfly (стрекоза). Главные требования программки были таковы; истребитель должен развивать сверхзвуковую скорость, иметь практический потолок более 15000 м, его предусматривалось оснастить только ракетным вооружением и сильной системой управления им. И основное — он был должен владеть способностью перехватывать все типы межконтинентальных бомбардировщиков СССР. Расчет шел на многообещающие воздушные суда, которые, по воззрению американских аналитиков, могли показаться на вооружении Русского Союза в наиблежайшие 10-15 лет. И такие машины могли бы показаться, «не перейди им дорогу» межконтинентальные баллистические ракеты и «ракетомания» Н.С.Хрущева. Реально же «сто вторым» пришлось противостоять дозвуковым «Бизонам» (М-4 и 3М) и «Медведям» Ту-95. При всем этом скоростные свойства истребителя оказались не настолько необходимыми, сколько дальность и длительность полета.

Принципиальной составляющей проекта MX-1554 была система управления огнем MG-10, которую разрабатывала компания Hughes Aircraft в рамках программки MX-1179. Эта компания к тому времени достигнула больших фурроров в США в разработке схожих систем и самих управляемых ракет. Когда в 1951 г. обрисовались общие контуры MG-10, был объявлен конкурс на проект платформы для неё. В нем решили принять роль фактически все компании, обладавшие опытом строительства реактивных истребителей. 6 начальных конкурсантов представили 9 проектов. «Рипаблик» предложила 3 варианта, «Норт Америкэн» — два, а «Чане Воут», «Конвэр», «Дуглас» и «Локхид» — по одному. Через полгода в конкурсе остались три участника, допущенные к предстоящим работам по проекту MX-1554. Из них «Локхид» сошел с дистанции из-за сокращения финансирования. «Рипаблик» 6 лет разрабатывал авангардный XF-103, но выстроить цельнотитановый самолёт, который бы летал в четыре раза резвее звука, так и не сумел. Таким образом победителем конкурса стал «Convair», первенство которого признали 11 сентября 1951 г. Компания представила проект «Model 8-80» (в USAF получил обозначение XF-102), почти во всем повторяющий XF-92 (крыло, киль), только увеличенный на 22%. Чтоб высвободить носовую часть для установки РЛС, воздухопоглотители расположили по бортам фюзеляжа. Размещение вооружения предусматривалось во внутрифюзеляжном отсеке, который находился сразу за носовой стойкой. В качестве силовой установки первых машин предполагалось использовать многообещающий ТРД J40 компании «Вестинхауз», заменив его в процессе производства более массивным Райт J67 (лицензионная копия Бристоль «Олимпус»). Его расчетные свойства выглядели просто умопомрачительными: с движком J67 перехватчик был должен разгоняться практически до 2-ух Махов на высоте около 20 км.

USAF заключили с «Convair» подготовительный договор, и казалось, что это единственная компания, способная уложиться и в требования, и в сроки. Но практика показала, что не все так просто. Создание настолько сложной для тех пор системы орудия просто невообразимо без ошибок, временных неудач и больших проблем. С чем, фактически, создатели F-102 и столкнулись. Пока шла разработка опытнейшей машины, USAF приняли так именуемый план «Кука-Крэйги». Его «отцами» стали генералы Лоуренс К. Крэйги и Орвэл Р. Кук (Laurence С. Craigie & Orval R. Cook), которые предлагали упразднить фазу опытнейшего производства и само понятие «опытный образец» для создаваемой техники, а массовое создание разворачивать наряду с испытанием первых машин. По их воззрению, существенное количество самолетов, участвовавших в испытаниях, дозволит достаточно стремительно довести их. А доработки по результатам испытаний можно будет ввести конкретно на заводе-изготовителе в процессе серийного производства. В итоге нужное количество техники можно получить в более сжатые сроки.

Таковой подход, может быть, и сработал бы при производстве более ограниченной авиатехники, но для сотворения настолько сложной, в значимой степени — революционной, машины, он не годился, что подтвердил предстоящий ход событий. Проблемы начались с того, что ни движок J40, ни система управления огнем MG-10 не были готовы ко времени постройки не только лишь первого эталона, да и ко времени начала серийного выпуска перехватчиков. «Хьюз» заявила, что, может быть, сумеет поставить MG-10 в 1955 г, а «Вестинхауз» вообщем не могла сказать ничего определенного о сроках готовности J40. В итоге для первых машин был избран Pratt & Whitney J57, более мощнейший, да и более тяжкий. MG-10 тоже решили временно поменять «тем, что было».

USAF сообразили, что настолько хотимого сверхзвукового перехватчика в обсужденные сроки они не получат. Программку пришлось серьезно скорректировать, и в декабре 1951 г. с «Convair» заключили новый договор. Сейчас «102-й» рассматривался в 2-ух ипостасях. Промежный вариант F-102A Machete (заглавие скоро поменяли на Delta Dagger), который должен быть принят на вооружение в 1953 г, и окончательный — F-102B, снаряженный штатными системой управления огнём и движком, с поступлением на вооружение в 1956 г

Различного рода трудности на пути «рождения» F-102 Delta Dagger отлично видны из отчета RM-2549, приготовленного в 1956-57 гг компанией «Рэнд Корпорэйшн», которая проводила по заказу USAF исследование заморочек, появившихся в процессе проектирования и развития истребителей «сотой» серии. Так, неготовность штатной системы управления огнем MG-10 даже в наиблежайшей перспективе принудила фирму «Хьюз» в срочном порядке перепроектировать систему Е-9, получившую наименование MG-3, которую разрабатывали для модернизированного истребителя F-89. Спектр рабочих высот этого комплекса ограничивался 15000 м, в то время как F-102 Delta Dagger был должен работать на высотах до 18000 м. Для обеспечения требуемых черт инженерам пришлось переработать половину блоков системы, что, естественно, потребовало времени, средств и роста массы практически на 320 кг. На повышение веса самолета воздействовали и другие причины.

Во-1-х, движок J57 оказался на 150 кг тяжелее J67. Во-2-х, 50 кг добавила переработка фюзеляжа в связи с повышением отсека вооружения, когда выяснилось, что ракеты не умещаются в нем, т.к. отсек проектировали, исходя из размаха крыла ракеты в 20 дюймов, а реальный составил 24 дюйма. В-3-х, крыло перехватчика пришлось сделать на 227 кг тяжелее, при этом 189 кг ушли на исправление арифметической ошибки, допущенной в процессе проектирования. В-4-х, в конструкцию был внесен еще целый ряд маленьких конфигураций. В итоге наибольшая взлетная масса с сначало заявленных 10405 кг выросла к 1 июля 1953 г до 12605 кг. Потом сначала 1954 г., в процессе приведения конструкции в соответствие с правилом площадей, этот показатель достигнул отметки 13580 кг! Положение мог поправить более мощнейший движок J67, но его перспективы с каждым месяцем становились все туманнее.

Оставалось одно: снижать вес конструкции. Компания получила 15 млн. баксов на программку доработки машины, которая предугадывала уменьшение массы на 800 кг, также удлинение носовой части фюзеляжа, переделку воздухопоглотителей, фонаря кабины и обтекателей хвостовой части. В итоге принятых мер массу истребителя удалось понизить до 12728 кг Но это было более чем на 2 т выше сначало планируемого показателя, а резервов предстоящего понижения веса уже не осталось. И так около тонны оборудования пришлось выкинуть за борт.

Создание первых 10 предсерийных самолетов (2 первых в варианте «8-80» и 8 — в варианте «8-82») началось в апреле 1952 г., а через полгода - 17декабря — компания получила 1-ый договор на постройку 32 серийных F-102A Delta Dagger. К тому времени прошла макетная комиссия. По результатам ее работы заказчик добавил требование установить внешние узлы подвески вооружения и предложил перекомпоновать некие элементы кабины. Постройка первого экземпляра шла очень высочайшими темпами, но отставала от сроков, обсужденных в договоре с USAF. Параллельно длилось продувки масштабных моделей в аэродинамической трубе. Сначала 1953 г. стало совсем ясно, что, невзирая на внедрение более массивного мотора, новый перехватчик сверхзвуковым не будет. Не считая того, практический потолок выходил ниже проектного на 1500 м, а радиус деяния составлял 375 км против 650 заявленных.

Новые данные подтверждали приобретенные при испытаниях имевшего аналогичную аэродинамику XF-92 и при более ранешних продувках. Они практически орали о том, что сверхзвук этой машине не покорится вследствие резкого возрастания волнового сопротивления в трансзвуковой области. И все таки инженеры компании упрямо продолжали создавать перехватчик в начальной конфигурации, игнорируя конкретные данные. На данный момент уже тяжело судить, чем руководствовались создатели в собственных действиях, чуть ли не поставивших на программке жирный крест, но факт остается фактом. Только посреди 1953 г, видя всю бесперспективность предстоящей работы, конструкторы начали находить решение проблемы, и то, по утверждению известного авиационного историка Джо Бауджера (Joe Baugher), без интереса, К огорчению, было очень поздно заносить какие-либо коррективы в уже строившиеся машины, потому 1-ая 10-ка так и осталась в «дозвуковом» виде.

1-ый YF-102 (сер. № 52-7994) был готов к испытаниям только осенью 1953 г. Самолёт перевезли из Сан-Диего на авиабазу Эдварде и стали активно готовить к первому вылету. 24 октября шеф-пилот «Конвэр» Ричард Л. Джонсон (Richard L. Johnson) в первый раз оторвал самолет от земли. Начались летные тесты. Уже 1-ые полёты проявили, что машина, мягко говоря, несовершенна. Приобретенные данные свидетельствовали — новый истребитель по своим чертам не изрядно лучше состоявшего на вооружении F-86D «Сейбр». На некоторых режимах проявился устойчивый бафтинг, недостающая путная устойчивость наблюдалась фактически во всем спектре высот и скоростей полета. Были проблемы с главными стойками шасси, а движок J57-P-11 не развивал полную тягу. Но это мелочи в сопоставлении с тем, что самолёт не мог преодолеть звуковой барьер, как пилот ни старался его разогнать.

Худшие опаски подтвердились на практике. В седьмом вылете из-за отказа мотора на взлете машина сделала принужденную посадку. Ричард Джонсон получил суровые ранения, а самолет восстановлению не подлежал. Предпосылкой трагедии стал отказ топливорегулирующей аппаратуры компании "Венди КС".

11 января 1954 г тесты продолжили на 2-ой машине (сер. N° 52-7995). На ней наконец удалось достигнуть сверхзвуковой скорости, но для этого пришлось пикировать с углом 30", при этом число М составило всего 1,24. Это достижение принесло малость радости создателям самолёта, тем паче, что в процессе испытаний выявлялись новые проблемы. Так, наблюдались устойчивые колебания типа «голландский шаг», потому скорость полета пришлось ограничить 0,99М. На уже построенных предсерийных машинах перераблотали форму воздухопоглотителей, перепрофилировали хвостовую часть фюзеляжа, доработали фонарь кабины, но эти и другие конфигурации ни в коей мере не воздействовали на критичное состояние проекта. Машина упрямо не желала выходить на сверхзвук в горизонтальном полете.

Тем временем работавший в лаборатории (NACA) в Лэнгли профессиональный аэродинамик Ричард Т, Уиткомб отыскал решение проблемы, сформулировав так называемое «правило площадей». Сущность его заключается в том, что для уменьшения аэродинамического сопротивления в районе трансзвуковых скоростей площади поперечных сечений передвигающегося тела по его длине должны быть неизменными и стремиться к площади тела вращения. А если гласить проще, фюзеляж в местах его сочленения с крылом, стабилизатором, мотогондолами и иными «выступающими» частями должен быть вроде бы «поджат», чтоб площади его поперечного сечения «до крыла» и в месте сочленения с крылом были приблизительно схожими. Замечу, что потом фактически все сверхзвуковые воздушные суда 1950-60 гг в мире конструировали с учетом этого правила.

Источник: dogswar.ru