Экспериментальный летательный аппарат Lockheed XFV-1 (США)

Зачастую повышение технических и эксплуатационных характеристик возможно только за счет кардинальной переработки облика техники. В середине прошлого века была предпринята попытка совершенствования палубной авиации, результатом которой стало появление интереснейшего класса летательных аппаратов под названием Tailsitter. Одним из первых результатов работ в этом направлении стал экспериментальный летательный аппарат Lockheed XFV-1 Salmon.

Несколько новых экспериментальных проектов появились в послевоенный период благодаря анализу опыта Второй мировой войны и развитию уже опробованных на практике идей. Значительный вклад в победу над Японией внесла палубная авиация. Истребители и бомбардировщики, перевозимые кораблями-авианосцами, успешно решали поставленные боевые задачи в различных районах Тихого океана. В частности, палубные истребители оказались весьма эффективным средством защиты корабельных соединений от атак с воздуха. Было очевидно, что палубная авиация должна развиваться и в будущем. Кроме того, появились некоторые оригинальные предложения, связанные с резким повышением ее боевого потенциала.



Летательный аппарат Lockheed XFV-1 в положении для взлета. Фото Airwar.ru


При всех своих преимуществах, палубные бомбардировщики и истребители имели серьезный недостаток – они нуждались в специализированных авианосцах. Эксплуатация полноценного боевого самолета на кораблях и судах других классов полностью исключалась. В связи с этим появилось предложение о создании нового летательного аппарата, имеющего достаточные боевые характеристики, но при этом способного базироваться на палубах малых размерах. Такие летательные аппараты могли бы защищать корабельные соединения или транспортные суда.

В 1948 году командование военно-морских сил Соединенных Штатов запустило новую научно-исследовательскую программу, целью которой было создание перспективного палубного летательного аппарата. Требовалось разработать машину с характеристиками самолета-истребителя, способную взлетать с ограниченной площадки на палубе. Также был определен общий облик новой техники. Предполагалось, что она будет иметь определенное сходство с современными самолетами, но станет отличаться от них некоторыми характерными особенностями.


Схема машины, указано дополнительное шасси для горизонтального взлета. Рисунок Airwar.ru


В соответствии с новыми идеями, на земле или на палубе «самолет» должен был располагаться вертикально, подняв носовой воздушный винт к небу. При этом он должен был буквально стоять (или сидеть) на хвосте. За такую особенность перспективная техника получила прозвище Tailsitter – «Сидящий на хвосте». Впоследствии неофициальное прозвище стало общепринятым термином и полноценным названием отдельного класса летательных аппаратов.

К работам по новой программе были привлечены компании Lockheed и Convair, имевшие большой опыт в области авиации, в том числе и палубной. Кроме того, эти компании могли справиться со сложными задачами создания техники совершенно нового класса. Изначально предполагалось, что две компании создадут собственные проекты «тейлситтеров», после чего военные выберут наиболее удачный. Этот проект получит развитие, что приведет к появлению контракта на серийное производство и началу эксплуатации техники флотом.


Машина на транспортировочной тележке. Фото Airwar.ru


Подобные планы были актуальными до 1950 года, после чего их отменили. Видя текущие успехи двух авиастроительных компаний, ВМС США решили сократить свои потребности и поставить новые более скромные цели. Теперь предлагалось разработать, построить и испытать два экспериментальных летательных аппарата. С их помощью планировалось проверить основные особенности необычной техники и установить ее перспективы. В случае получения положительных результатов Tailsitter-программа могла получить развитие и привести к появлению полноценной боевой машины.

До весны 1951 года компания Lockheed разрабатывала свой проект «тейлситтера», используя рабочее обозначение Model 081-40-01. 19 апреля 1951-го военно-морские силы заказали строительство двух опытных машин. В соответствующем контракте вводилось новое обозначение техники – XFO-1. Литера «X» обозначала экспериментальный характер проекта, буквой «F» указывалось, что проект подразумевает создание истребителя. Последняя буква обозначения указывала на компанию-разработчика. Цифра, соответственно, отмечала номер проекта в линейке.

Вскоре после подписания контракта ВМС Соединенных Штатов доработали существующую систему обозначения авиационной техники. В рамках подобных изменений продукция компании Lockheed должна была получать литеру «V». Обозначение экспериментального проекта, в свою очередь, изменилось – XFV-1. Именно под этим названием летательный аппарат в будущем получил широкую известность.

Экспериментальный летательный аппарат Lockheed XFV-1 (США)

Подъем в вертикальное положение. Фото Airwar.ru


Еще на стадии предварительных теоретических испытаний был сформирован общий облик перспективного летательного аппарата, позволявший получить требуемые результаты. «Тейлситтер» предлагалось строить по нормальной аэродинамический схеме и оснащать турбовинтовым двигателем. При этом ему требовалось хвостовое оперение специфической конструкции, что было прямо связано с предполагаемым способом вертикального взлета и посадки. Прочие особенности конструкции определялись в соответствии с иными требованиями заказчика.

Самолет-тейлситтер XFV-1 предлагалось сделать цельнометаллическим среднепланом. Основным элементом машины был фюзеляж обтекаемой формы переменного сечения. Имелся крупный носовой обтекатель, позади которого располагалась втулка соосных винтов. Непосредственно за винтами находилась кабина пилота. За кабиной, непосредственно над днищем фюзеляжа, находился турбовинтовой двигатель. Позади него днище имело вогнутую форму, необходимую для отвода отработанных газов двигателя.


"Тейлситтер" XFV-1 с дополнительным шасси. Фото Airwar.ru


Летательный аппарат получил трапециевидное крыло среднего расположения. Вся задняя кромка крыла была занята механизацией в виде крупного элерона. На крыле устанавливались цилиндрические законцовки-контейнеры большой длины, оснащенные обтекателями. Законцовки комплектовались небольшими дополнительными плоскостями в задней части.

Особый интерес представляет хвостовое оперение экспериментальной машины. На хвостовой части фюзеляжа были смонтированы четыре плоскости одинаковой конструкции. Плоскости Х-образного оперения имели стреловидную переднюю и заднюю кромки. На них предлагалось устанавливать качающиеся аэродинамические рули с триммерами. Управление должно было осуществляться путем синхронного или дифференцированного отклонения рулей в разных комбинациях. Законцовки стабилизатора оснащались силовыми элементами, на которых предлагалось крепить небольшие стойки шасси.

«Сидящий на хвосте» летательный аппарат должен был иметь необычное шасси, способное удерживать его в нужном положении. На законцовках хвостового оперения помещались короткие стойки с самоориентирующимися колесами небольшого диаметра и амортизаторами. Такое шасси позволяло самолету буквально стоять на хвосте, а также давало приемлемую маневренность при перемещении по земле. В то же время, самостоятельное перемещение и маневрирование на земле фактически исключались.


Машина на земле. В кабине - летчик-испытатель Герман Сэлмон. Фото Airwar.ru


В центральной части фюзеляжа помещался турбовинтовой двигатель Allison XT40-A-14 мощностью 5100 л.с. При помощи набора валов и редуктора двигатель был связан с двумя соосными винтами фирмы Curtiss-Wright. Летательный аппарат получил два трехлопастных винта диаметром 4,88 м, вращавшихся навстречу друг другу. На взлете и посадке сравнительно крупные винты должны были работать в качестве несущих, а в горизонтальном полете выполняли функции тянущих. Для подачи воздуха к двигателю Lockheed XFV-1 получил набор заборных устройств. Два воздухозаборника небольшой ширины помещались на бортах фюзеляжа, сразу за втулкой винта. Третий находился на днище фюзеляжа на уровне кабины пилота. Отработанные газы выводились через сопло под хвостовой балкой.

Непосредственно за втулкой винта разместили одноместную кабину пилота. На рабочем месте летчика имелся традиционный набор органов управления в виде ручек управления самолетом и двигателем и пары педалей. Также имелись приборные доски с контрольными приборами и иными органами управления. Для улучшения обзора летательный аппарат получил крупный фонарь каплевидной формы. Для повышения удобства летчика на разных режимах было использовано необычное кресло с возможностью изменения его расположения в широких пределах.


Вид сверху. Фото Airwar.ru


Уже на стадии разработки экспериментального проекта конструкторы компании Lockheed предусмотрели возможность оснащения самолета-тейлситтера тем или иным вооружением. Оружие разных типов можно было размещать в контейнерах на концах крыла. Их размеры позволяли вооружить летательный аппарат автоматическими пушками или неуправляемыми ракетами. По понятным причинам, на этапе разработки экспериментального летательного аппарата состав вооружения не уточнялся.

Общая длина (или стояночная высота) летательного аппарата XFV-1 достигала 11,23 м. Размах крыла – 8,36 м, площадь – 22,85 кв.м. Пустая машина весила 5,26 т, максимальный взлетный вес достигал 7,36 т. По расчетам конструкторов, «тейлситтер» мог осуществлять вертикальный взлет, переходить к горизонтальному полету и развивать скорость до 930 км/ч. Крейсерская скорость ограничивалась 660 км/ч. Потолок составлял 13,1 км. Использование винтов в качестве несущих позволяло получить скороподъемность на уровне 55 м/с.


Взлет "по-самолетному", 23 июня 1954 г. Фото US Navy


Специфический облик летательного аппарата заставил авторов проекта разработать специальные средства для его транспортировки. Перевозить Lockheed XFV-1 по аэродрому предлагалось при помощи специальной тележки с набором креплений. Главным ее элементом была платформа с четырьмя колесами малого диаметра. На платформе шарнирно закреплялось удерживающее устройство, при помощи которого самолет мог опускаться в горизонтальное положение или подниматься в вертикальное. Пилот должен был попадать в кабину при помощи лестниц, смонтированных на тележке.

Разработка проекта XFV-1 завершилась в середине 1953 года, после чего началось строительство первого из двух требуемых опытных образцов. Машину вывели на испытания к концу года. Первые наземные проверки показали, что готовая машина, в целом, соответствует основным техническим требованиям, а также не имеет серьезных проблем. Появилась возможность начать летные испытания.


Машина в горизонтальном полете. Фото Airwar.ru


Во время наземных испытаний летательный аппарат получил новое неофициальное прозвище – Salmon (дословно «Лосось»). Такое имя не было связано с особенностями конструкции техники, но все же имело любопытное происхождение. Проверять опытную машину должен был шеф-пилот компании Lockheed Герман Сэлмон по прозвищу «Рыба», и вскоре после начала проверок летательный аппарат назвали в честь летчика. Кроме того, с определенного времени острословы применяли к «тейлситтеру» прозвище Pogo-stick (спортивный снаряд «Кузнечик»), имея в виду параллельно разрабатывавшийся проект Convair XFY-1 Pogo.

По причине отсутствия опыта в деле создания и испытаний подобной техники специалисты компании-разработчика не решились начинать испытания с вертикальных взлетов и посадок. Первые проверки должны были осуществляться с использованием техники «по-самолетному». Тем не менее, конструкция летательного аппарата не позволяла делать это, из-за чего возникла надобность в новом шасси. Для пробежек по взлетной полосе опытный XFV-1 должен был получить дополнительное шасси. К фюзеляжу и центроплану предлагалось крепить V-образные трубчатые основные стойки с колесами большого диаметра. На нижних хвостовых стабилизаторах помещались дополнительные стойки с небольшими колесами.


"Лосось" в полете, фото с самолета сопровождения. Фото Wikimedia Commons


В середине марта 1954 года Г. Сэлмон должен был выполнить пробежку по взлетной полосе и проверить параметры машины на таком режиме. Во время пробежки летчик-испытатель слишком сильно «дал газу», вследствие чего летательный аппарат набрал высокую скорость и взлетел. В этом незапланированном полете самолет удалось поднять на высоту 6 м. Максимальная скорость полета достигала 287 км/ч. Убрав газ, летчик выполнил посадку. Несмотря на неожиданный результат, эти испытания, в целом, сочли успешными.

16 июня 1954 года Г. Сэлмон должен был впервые поднять опытный XFV-1 в воздух. Имеющийся двигатель был выведен на требуемые обороты, однако его мощности не хватило для взлета. Машина так и осталась на земле, перемещаясь в разные стороны под действием рулей. Несколько попыток взлететь не увенчались успехом, из-за чего программа испытаний была скорректирована. Было предложено доработать проект с целью получения требуемой энерговооруженности, однако это оказалось невозможным. На поиски выхода из сложившейся ситуации ушло несколько месяцев. Только в начале следующего 1955 года опытному «Лососю» вновь удалось выйти на взлетную полосу.


Экспериментальный Lockheed XFV-1 и серийный T-33A в полете. Фото US Air Force


В ходе последующих тестовых полетов было установлено, что летательный аппарат при обычном разбеге поднимается в воздух при достижении скорости 220 км/ч. Посадочная скорость составляла всего 130 км/ч. На 96 км/ч опытный образец сваливался в штопор, но некоторый набор скорости позволял выйти в горизонтальный полет. Оперение необычной конструкции, отличавшееся большой площадью, значительно упрощало выход из штопора и обеспечивало хорошую устойчивость в полете. Недостаточная мощность двигателя не позволяла взлетать и садиться вертикально, однако это не помешало испытателям проверить технику на всех интересующих режимах.

Для проверки самолета-тейлситтера в вертикальном полете Г. Сэлмон поднимался на достаточную высоту, после чего выводил двигатель на максимальные обороты и делал «свечку». Схожим образом осуществлялся переход к горизонтальному полету. Такие проверки показали, что имеющийся 5100-сильный двигатель не позволяет не только взлетать вертикально, но и удерживать заданную высоту. После перехода в вертикальное положение летательный аппарат почти сразу начинал снижаться, постепенно увеличивая скорость спуска.

К середине 1955 года Герман Сэлмон более 30 раз поднимал опытную машину XFV-1 в воздух. Общая продолжительность полетов превысила 23 часа. За это время были собраны все необходимые сведения, которые позволяли определить реальные перспективы имеющейся машины, а также сформировать обновленные требования к будущим представителям необычного класса авиационной техники.


Попытка перехода в полет "по-вертолетному", 1954 г. Фото US Navy


Главным минусом «тейлситтера» Lockheed XFV-1 Salmon посчитали недостаточно мощный двигатель. Имеющаяся винтомоторная группа не позволяла взлетать и садиться вертикально, из-за чего проект терял всякий смысл. При этом на практике удалось подтвердить, что летательный аппарат необычного облика, имеющий достаточно мощную силовую установку, вполне способен совершать вертикальный взлет, переходить к горизонтальному полету, решать поставленную задачу, а затем выполнять вертикальную посадку. Использование достаточно мощного двигателя также давало возможность оснастить летательный аппарат требуемым комплексом вооружения.

Одновременно с этим присутствовали некоторые другие проблемы. Так, при вертикальном расположении фюзеляжа обзор с рабочего места летчика оставлял желать лучшего. Из-за этого у пилота могли возникнуть определенные затруднения с наблюдением за окружающим пространством и управлением летательным аппаратом во время отрыва и подъема на безопасную высоту. Следует отметить, что подобные особенности и недостатки машины не удалось в полной мере оценить в ходе испытаний из-за недостаточных характеристик двигателя и невозможности вертикального взлета.

В середине 1955 года было принято решение о прекращении работ по проекту XFV-1 ввиду отсутствия реальных перспектив. Предлагалось подождать, пока смежные предприятия смогут предоставить двигатель с требуемыми параметрами, и только после этого продолжить работу. Вскоре появился проект с рабочим обозначением XFV-2. Такой самолет-тейлситтер должен был иметь некоторые отличия от предыдущего. Его планировалось оснастить турбовинтовым двигателем Allison YT54 мощностью 7100 л.с. Улучшенный летательный аппарат мог бы нести четыре 20-мм автоматические пушки или два блока с 40 неуправляемыми ракетами калибра 70 мм. Тем не менее, компания «Аллисон» так и не завершила разработку требуемого двигателя, из-за чего новый проект фирмы «Локхид» не вышел из стадии предварительных работ.


Первый прототип Lockheed XFV-1 в музее Sun 'n Fun Campus Museum. Фото Wikimedia Commons


За время работ по проекту Lockheed XFV-1 было построено два опытных образца. Первая машина использовалась на всех этапах испытаний, тогда как вторая так и не вышла из ангара. Отсутствие возможности проведения полноценных летных проверок на всех режимах не позволило испытывать оба прототипа. После завершения испытаний и закрытия проекта технику решили передать музеям. Единственный летавший «тейлситтер» отправился в музей Sun 'n Fun Campus Museum (г. Лейкленд, шт. Флорида). Ранее машина демонстрировалась в одном из залов музея. Позже ее отремонтировали, после чего перевели на открытую площадку и установили в вертикальном взлетном положении. Второй прототип сейчас находится на авиабазе Лос-Аламитос (шт. Калифорния).

Проект Lockheed XFV-1 разрабатывался с целью практической проверки оригинальных идей в области летательных аппаратов вертикального взлета и посадки. Испытания единственного летного прототипа позволили выявить основные плюсы и минусы такой техники, что давало возможность определить перспективы необычного направления. Параллельно разрабатывался и испытывался летательный аппарат Convair XFY-1 Pogo. Эта машина во время проверок лучше показала себя и тоже внесла заметный вклад в изучение тематики «сидящих на хвосте».


По материалам сайтов:
https://vertipedia.vtol.org/
http://airwar.ru/
http://military-history.org/
http://aviastar.org/
http://aviadejavu.ru/
http://defensemedianetwork.com/
http://diseno-art.com/
Автор:
Рябов Кирилл
Ctrl Enter

Заметили ошЫбку Выделите текст и нажмите Ctrl+Enter

19 комментариев
Информация
Уважаемый читатель, чтобы оставлять комментарии к публикации, необходимо зарегистрироваться.
Уже зарегистрированы? Войти