Военные технологии

F-104 Starfighter. Не так страшен, как его рисуют

F-104 Starfighter. Не так страшен, как его рисуют

Легендарный истребитель фирмы Lockheed F-104 Starfighter был создан в результате попытки конструкто­ров изменить мировую тенденцию постоянного увеличения взлетного веса и сложности оборудования самолета-истре­бителя. Разработчики старались сделать его как можно про­ще и легче.

Для конца 1950-х годов, на фоне не очень совер­шенных сверхзвуковых самолетов первого поколения, F-104 имел просто фантастический внешний вид. Особо бросались в глаза его маленькое крыло и заостренный вытянутый фю­зеляж, делавшие самолет похожим на пилотируемую ракету. F-104 оказался не только первым серийным истребителем, способным летать в два раза быстрее скорости звука, но и первым самолетом, установившим мировые рекорды ско­рости и высоты одновременно. По общему количеству ус­тановленных рекордов — 17 достижений — «Старфайтер» уступает только советскому самолету МиГ-25.

F-104 Starfighter. Не так страшен, как его рисуют

Экспериментальный аппарат Х-7 мог развивать скорость до 4640 км/ч. Его можно считать предшественником F-104

F-104 очень мало прослужил в военно-воздушных силах США, но в конце 50-х годов прошлого века фирме Lockheed удалось заполучить большой контракт на многоцелевой ис­требитель NATO, и в течение почти двух десятилетий F-104 оставался важной частью сил ядерного сдерживания в Ев­ропе.

В середине 60-х, когда Starfighter находился на пике своей карьеры, он стал рекордсменом по числу летных происшествий. Из-за высокой аварийности его даже стали называть «летающим гробом». Однако передовые летные характеристики ставят Starfighter на достойное место в ис­тории мировой авиации, среди таких знаменитых машин, как Mirage III и МиГ-21. Серийное производство F-104 было прекращено в 1979 году, а их эксплуатация продолжалась до 2004 года. Всего произвели 2579 самолетов.

В связи с ограниченным объемом журнала в этом варианте работы мы поверхностно рассмотрим только самые известные модификации этого удивительного самолета, а также уделим внимание боевому применению F-104 во Вьетнаме, которое еще не освещалось в отечественной околоавиационной прессе.

История создания F-104 началась зимой 1951 года, когда ве­дущий инженер фирмы Lockheed — Кларенс Джонсон прилетел в Корею для анализа катастрофической ситуации, в которую попала истребительная авиация США. Американские летчики жаловались Джонсону, что их сложные и дорогие машины про­игрывают простым советским МиГ-15. В своих беседах с бое­выми пилотами Джонсон пытался выяснить их взгляд на облик идеального боевого самолета. Коллективный разум рисовал в воображении конструктора легкий и дешевый самолет, превос­ходящий перспективные истребители противника в скорости, скороподъемности и высоте полета.

F-104 Starfighter. Не так страшен, как его рисуют

Второй опытный образец истребителя Starfighter, потерянный в результате отказа пушки М61

После возвращения в США Джонсону удалось убедить руко­водство фирмы в необходимости начать проектирование при­нципиально нового самолета. Первые наброски такой машины Джонсон сделал вместе с руководителем департамента разра­ботки Lockheed Хэллом Хибардом. Затем к работе подключи­лись главный аэродинамик Фил Колман, сотрудники его отдела и Ирв Кулвер — главный разработчик экспериментального са­молета Х-7. По существу, Кулвер стал лидером группы эскизно­го проектирования, и своим футуристическим внешним обликом «Старфайтер» обязан именно ему.

F-104 Starfighter. Не так страшен, как его рисуют

Первый опытный образец XF-104 во время показа на авиабазе Палмдейл. Секретные воздухозаборники закрыты обтекателями

В декабре 1952 года военные объявили конкурс на разработ­ку такой машины. Формально она предназначалась для замены истребителя F-100. В требованиях указывалось, что истреби­тель должен был летать на скорости М=2 и вести воздушный бой на высотах до 18300 м. Конструкторам рекомендовалось использовать перспективный ТРД J79 с форсажной камерой, вооружить истребитель двумя 30-мм пушками и установить на него радиолокационную станцию. Кроме фирмы Lockheed, свои предложения выдвинули фирмы North American, Northrop и Republic.

F-104 Starfighter. Не так страшен, как его рисуют

Lockheed дала своему проекту обозначение L-246. Расчет­ный вес пустого самолета составлял всего 5448,0 кг, что было вполовину меньше веса находившихся на вооружении ВВС США истребителей 100-й серии (F-100 и F-102). По своим теоретичес­ким характеристикам он превосходил машины конкурентов — и 12 марта 1953 года фирму Lockheed объявили победителем. Ей выделялись средства на строительство и летные испытания двух прототипов с военным обозначением XF-104.

F-104 Starfighter. Не так страшен, как его рисуют

Истребитель YF-104A. Обратите внимание, на самолете еще нет подфюзеляжного киля

Главной инновацией проекта L-246 было его ультратонкое прямое крыло фантастически малой площади и толщины. Про­филь крыла имел относительную толщину всего 3,4%. Радиус скругления передней кромки крыла составлял 0,4 мм, а задняя кромка была острой, как нож. Поэтому конструкторы предложи­ли надевать на кромки войлочные чехлы, чтобы предохранить их от повреждений, а обслуживающий персонал — от ранений.

Для увеличения подъемной силы пришлось принимать спе­циальные меры. На посадке и во время маневрирования носок крыла, почти по всему размаху, мог отклоняться на 20°. На за­дней кромке крыла установили закрылки и элероны с большой хордой. Щель между крылом и элеронами отсутствовала, что уменьшало сопротивление воздуха. По расчетам инженеров, коэффициент подъемной силы крыла без отклоненной механи­зации составлял 0,65, тогда как с механизацией он увеличивал­ся до 1,3-1,4.

Для снижения посадочной скорости на самолете применили систему сдува пограничного слоя — СПС, которая позволила уменьшить посадочную скорость на 20%, а посадочную дистан­цию почти на 25%. Сжатый воздух для работы системы отби­рался от компрессора двигателя. Пройдя по трубопроводам в крыле, он выдувался на верхнюю поверхность закрылка и обес­печивал его безотрывное обтекание.

Самолет рассчитывался под двигатель J79 фирмы General Electric, который разрабатывался для сверхзвукового бомбар­дировщика В-58. Однако ТРД только создавался, и сроки пос­тавки первых образцов еще даже не определялись. В качестве временной меры конструкторы решили использовать менее мощный Wright J65.

F-104 Starfighter. Не так страшен, как его рисуют

Серийный самолет F-104A

Шасси самолета убиралось в фюзеляж. Основные стойки закреплялись на шарнирных узлах, крепящихся к силовому шпангоуту фюзеляжа, несущему двигатель. Амортизация стоек имела большую длину и сравнительно короткий ход, что вызы­валось необходимостью достаточного зазора между поверхнос­тью аэродрома и ядерной бомбой, возможность подвески кото­рой требовалась военными.

По проекту на самолет должны были устанавливать катапультируемое сиденье летчика, стреляющее вниз. Такое необыч­ное направление выбиралось из-за опасе­ния конструкторов, что кресло, выстрели­ваемое вверх, не успеет перелететь через киль быстро летящего самолета.

После формирования облика самолета приступили к постройке его полномасш­табного деревянного макета. Эту работу возглавил главный инженер проекта Билл Ралстон. Макет собрали 30 апреля 1953 года. После осмотра деревянного самолета комиссией из ВВС было сделано несколько замечаний. Большинство из них каса­лось вооружения. По новым требованиям две 30-мм пушки нуж­но было заменить на одно шестиствольное орудие Т-171, калиб­ром 20-мм, и предусмотреть возможность подвески на концах крыла двух ракет «воздух-воздух» GAR-1 Falcon. Кроме этого, необходимо было установить новейшую систему управления оружием МА-10, в которую входила РЛС типа AN/APG-34.

Летом 1953 года на заводе фирмы Locheed в Бербанке нача­лась сборка первого опытного образца истребителя XF-104 (за­водской номер 53-7786). На самолет установили бесфорсажный двигатель J65-B-3 с тягой 3270 кг. Высоких скоростей с таким двигателем самолет развить не мог, поэтому в его воздухоза­борники система регулирования не устанавливалась.

Утром 25 февраля 1954 года разобранный XF-104 (бортовой номер FG-786) перевезли из Бербанка на авиабазу Эдвардс.

4 марта 1954 года ЛеВиер поднял самолет в воздух. Шасси в полете не убиралось. Полет продлился около 20 минут. Во вто­ром полете, который состоялся в этот же день, ЛеВиер попытал­ся убрать шасси, но сделать это ему не удалось. В ходе осмот­ра машины после посадки выяснилось, что проблема вызвана низким давлением в гидросистеме. Неисправность устранили, и XF-104 опять начал летать.

В июле 1954 года на фирму Lockheed передали двигатель J65-W-7 с форсажной камерой (максимальная тяга 3500 кг, тяга на форсаже — 4600 кг), который немедленно установили на са­молет. W-7 расширил скоростной диапазон летных испытаний до М=1,4-1,6. Выходить на большие скорости не позволял не­регулируемый воздухозаборник.

Испытания перспективного скоростного истребителя шли успешно, и военные заказали фирме партию из 17 машин. На них предполагали устанавливать все те же двигатели J65-W-7. Программа разработки «родного» J79 шла медленно, и первые образцы этого двигателя ожидались только через два года.

Строительство второго опытного образца (53-7787) также шло довольно медленными темпами. Инженеры не спешили. Все выявляемые недостатки первого экземпляра немедленно устранялись на второй машине. Кроме этого, на нее установи­ли полный комплект бортового оборудования, включая систему управления оружием МА-10-AN/ASG-14Т и встроенную 20-мм шестиствольную пушку М61 Vulcan (новое обозначение пушки Т-171). По своим характеристикам она была эквивалентна пяти обычным 20-мм пушкам.

F-104 Starfighter. Не так страшен, как его рисуют

7 мая 1958 года. Майор ВВС Говард Джонсон вернулся из рекордного полета

5 октября 1954 года состоялся первый успешный полет вто­рого опытного образца XF-104 (бортовой номер FG-787). Пона­чалу испытания шли гладко, но когда приступили к стрельбе из М61, проблемы посыпались как из ведра. Огромная сила отдачи и вибрации при стрельбе приводили к частым отказам самой пушки и авиационного оборудования на самолете, а 17 декабря очередные стрельбы закончились серьезной аварией. Опаса­ясь пожара на борту, летчик выключил двигатель и посадил ис­требитель на аэродром.

После осмотра машины выяснилось, что виновником проис­шествия оказалась неисправность автоматики пушки. Один из снарядов взорвался в затворе, взрывом вырвало крепежныи болт из хвостовой части орудия. Он пробил переднюю пере­городку топливного бака. Топливо потекло в пушечный отсек и стало просачиваться через лючок пушечного отсека наружу, по­падая в левый воздухозаборник. После ремонта и устранения неисправности испытания продолжились.

14 апреля 1955 года на втором образце XF-104 произошла более серьезная авария — и опять виной всему оказалась пуш­ка М61. В этом полете летчик-испытатель Герман Салмон про­верял работу орудия на сверхзвуковой скорости и высоте 16000 м. Пушка работала со сбоями, и самолет сильно вибрировал. Внезапно амплитуда колебаний начала расти. Стреляющая пушка сорвалась с креплений, и вылетающие из ствола снаря­ды порвали люк в нижней части самолета, через который про­изводилось катапультирование летчика. Скоростным напором люк вырвало — и давление в кабине резко упало. Высотно-ком­пенсирующий костюм Салмона раздуло до такой степени, что он едва мог управлять самолетом. Полагая, что с его машиной произошло то же, что и в полете ЛеВиера, Салмон немедленно катапультировался. Расследование происшествия показало, что самолет все же можно было спасти, снизившись и подож­дав, пока костюм не примет прежнюю форму.

Потеря второго опытного образца серьезно повлияла на график летных испытаний. Спасая программу, инженеры фир­мы продолжили отработку конструкции пушки на машине другого типа. Для этого они переоборудовали перехватчик F-94C Starfire, и всю оставшуюся программу «откатали» уже на этом самолете.

Первый образец XF-104 продолжал полеты. 15 марта под уп­равлением летчика-испытателя Рэя Гудли он достиг максималь­ной скорости 1,79М на высоте 18300 м. Это была самая большая скорость, показанная опытными машинами за весь период их испытаний.

Тем временем на заводе в Бербанке разворачивалось про­изводство первой экспериментальной серии из 17 самолетов YF-104A. За время летных испытаний первых образцов в конс­трукцию этих самолетов было внесено достаточно много из­менений, не предусмотренных первоначальным проектом. Как раз к моменту начала работ над YF-104 фирма General Electric выпустила опытную серию своих двигателей XJ79-JE-3 с тягой на форсаже 6700 кг, и их немедленно решили установить на все семнадцать самолетов. Но оказалось, что двигатель J79 имел большие геометрические размеры. Фюзеляж YF-104A пришлось удлинить на 1,65 м, за счет цилиндрической вставки за кабиной летчика. При этом для сохранения балансировки потребовалось увеличить высоту вертикального оперения с 3,87 м до 4,08 м. Больший диаметр двигателя не позволил сохранить прежнее положение проводки управления стаби­лизатором, рулем направления и воздушными тормозами. Конструкторы вынесли ее за пределы фюзеляжа, в небольшой гаргрот.

F-104 Starfighter. Не так страшен, как его рисуют

F-104A загружают в транспортный самолет С-124 для переброски в Европу во время Берлинского кризиса

Следующие серьезные изменения коснулись воздухоза­борников. Их форму изменили и наконец установили систему регулирования. Кроме этого, у входа в новый воздухозаборник появилась небольшая щель, которая направляла часть потока через двигательный отсек к форсажной камере. Этот воздух ох­лаждал двигатель и одновременно уменьшал донное сопротив­ление самолета.

На самолетах появилась возможность подвески вооружения под крылом на четырех пилонах. Подфюзеляжный пилон рас­считывался только на подвеску ядерной бомбы.

Первый YF-104A (55-2955) выкатили из сборочного цеха в феврале 1956 года. 17 февраля летчик-испытатель Герман Сал­мон совершил первый облет самолета.

F-104 Starfighter. Не так страшен, как его рисуют

F-104A с двумя ракетами AIM-9B Sidewinder из испытательного центра ВВС на авиабазе Эдвардс

На самолетах этой серии было установлено несколько ми­ровых рекордов. 7 мая 1958 года майор ВВС Говард Джонсон установил абсолютный мировой рекорд, поднявшись на высоту 27811 м. В этом полете он превысил предыдущее достижение французского самолета SO-9050 Tridan на 3593 м. Через девять дней, 16 мая, капитан Уолтер Ирвин установил еще одно до­стижение — абсолютный рекорд скорости — 2259,94 км/ч. Пре­жний рекорд, 1943,03 км/ч, принадлежал истребителю фирмы McDonnell F-101A Voodoo.

Таким образом, Starfighter стал первым самолетом в истории авиации, установившим абсолютные рекорды как скорости, так и высоты.

Продолжение следует

Статья была опубликована вянварьском номере журнала «Наука и техника» за 2010 год

По материалам

naukatehnika.com

Смотреть полностью

Похожее

Back to top button
Close
Close

Adblock Detected

Please consider supporting us by disabling your ad blocker