Продолжение обзора истребителей сотой серии (начало см. в первой и второй частях). Во третьей части будут рассмотрены два нереализованных проекта (трехмаховый перехватчик и двухмаховый конвертоплан) и два серийных двухмаховых истребителя.
F-108 Rapier (North American)
Проект трехмахового высотного истребителя, предназначавшийся для перехвата бомбардировщиков и других воздушных целей, а также для сопровождения B-70.
F-108 имел схожую с XB-70 компоновку, но не с пакетным подфюзеляжным воздухозаборником, а с боковыми клиновидными воздухозаборниками. По ходу проектирования отдельные элементы менялись, в частности на определенном этапе отказались от ПГО, поменялась форма крыла.
Планируемая масса пустого-снаряженного 23.8 тонны, площадь крыла 173м2, нагрузка на крыло по весу пустого-снаряженного 137кг/м2, удлинение крыла 1.68. Два двигателя J93-GE-3AR с тягой по 13 тонн, тяговооруженность к весу пустого-снаряженного 1.11.
Проектная скорость 3 Мах, скороподъемность более 200м/с.
Вооружение самолета должно было включать 3 управляемых ракеты GAR-9 большой дальности внутреннего размещения, пушечного вооружения не планировалось. В оборудование входила мощная рлс.
F-108 безусловно являлся бы узкоспециализированным самолетом, однако узкая специализация обусловлена не выбранной компоновочной схемой, а заложенным составом вооружения и большой размерностью, необходимой для большого запаса топлива и внутреннего размещения ракет (естественно, что большая размерность и масса приводили к заметными ограничениями по перегрегрузке в 5.33G по проекту). Про саму компоновку можно сказать, что она достаточно универсальная. Два мощных двигателя обеспечивают машине тяговооруженность на уровне лучших истребителей того времени. Треугольное крыло, да еще и с минимальной удельной нагрузкой, отлично подходит для всевозможных режимов, от маневрирования на сверхнизких скоростях до полета на 3 МАХ. Фюзеляж у самолета уплощенный с боковыми клиновидными воздухозаборниками. В целом компоновка вобщем-то по сути соответствует истребителю 4-го поколения.
В итоге проект был отменен в 1959 году - быстрое развитие баллистических ракет приводило к тому, что даже такие мощные и дорогостоящие перехватчики не могли обеспечить гарантированной защиты территории от поражения ядерным оружием. Потребность в экскортировании B-70 по всей видимости не считалась остро необходимой, да и над самим B-70 вскоре также сгустились тучи. Будь F-108 реализован - безусловно из-за заложенной в проект специализации он бы не смог стать истребителем завоевания превосходства в воздухе, хотя вероятно был бы отличным конкурентом для МиГ-25. Но определенные недостатки машины в роли перехватчика были - вооружение самолета из 3-х ракет GAR-9, пускай и дальнобойных, выглядит довольно малочисленным для столь большого самолета. Впоследствии данный комплекс вооружения продолжал разрабатываться, перекочевав на YF-12 (AIM-47), оттуда на F-111B (AIM-54), и наконец на F-14.
Если представить реализацию проекта под задачи истребителя господства в воздухе в несколько меньшей размерности и массе, и с соответствующем комплексом вооружения (пушка, внешняя подвеска ракет малой, средней, и возможно большой дальности) то видится тяжелый истребитель 4-го поколения. Но понимание концепции таких машин пришло лишь через 10-15 лет, когда появились F-14 и F-15.
К сожалению, в отличие от МиГ-25, F-14 и F-15, не менее интересная компоновка F-108 не была реализована ни в образе высотного перехватчика, ни в образе тяжелого истребителя.
F-109 (Bell)
Проект двухмахового реактивного многоцелевого конвертоплана, весьма экзотический самолет.
Планируемая масса пустого-снаряженного 6.26 тонны, площадь крыла 18м2, нагрузка на крыло 348кг/м2, удлинение крыла 2.91 единицы. Восемь двигателей с тягой по 1.18 тонны (4 крыльевых, 4 в фюзеляже, при этом два фюзеляжных двигателя должны были располагаться вертикально и работать на взлетно-посадочных режимах), проектная тяговооруженность к весу пустого-снаряженного 1.13 (с учетом работы в полёте "по-самолетному" 6-ти двигателей из 8).
Проектная скорость 2.3 Мах.
Вооружение самолета должно было включать 4х20мм пушки, нар и бомбы.
Удельные параметры, заложенные в проект, видятся излишне оптимистичными - сомнительной выглядит столь малая масса при довольно сложной конструкции и наличии аж 8 двигателей. Но даже с такой массой нагрузка на крыло у самолета довольно высока. Как истребитель, машина врядли бы обладала хорошими характеристиками, да и успешность реализации идеи двухмахового реактивного конвертоплана была под вопросом. Проект предлагался как ВВС, так и ВМС США, но в итоге был отменен.
Однако реактивный конвертоплан почти такой же конфигурации был позже создан в Германии - опытный VJ101C, схожий с F-109 как по внешнему виду, так и по массе и размерам. Основное отличие заключалось в отсутствии двух фюзеляжных маршевый двигателей, таким образом на VJ101C было 6 двигателей, 4 из которых работали в полете "по-самолетному".
VJ101C был опытным самолетом без вооружения, построенным в двух экземплярах - Х1 и Х2 (второй отличался наличием форсажных двигателей).
Согласно данным на сайте "уголок неба", пустой VJ101C весил 5.5 тонн - такая масса конверторлана без пушек, целевого оборудования и без двух маршевых фюзеляжных двигателей подтверждает сомнения в достижимости массы пустого 6.26 тонн для F-109, более реалистичной для него видится масса более 7 тонн.
На первом VJ101C была достигнута скорость 1.08 Мах без форсажа - весьма многообещающая цифра, учитывая что большинство обычных сверхзвуковых истребителей не достигали сверхзвука без применения форсажа. Однако на форсажном втором варианте VJ101C в ходе испытаний была достигнута скорость лишь 1.14 Мах, что очевидно довольно мало для сверхзвукового истребителя. Поэтому вполне обоснованными становятся сомнения в возможности достижения скорости 2.3 Мах для F-109, даже с двумя дополнительными двигателями.
В ходе испытаний VJ101C не миновали проблемы - первый экземпляр был потерян в тяжелой аварии, второй был поврежден при жесткой посадке, но был отремонтирован и продолжил испытания. Как и другие СВВП с подъемными двигателями, VJ101C столкнулся с характерными для этой схемы проблемами (в частности при работе двигателей на форсаже в вертикальном положении повреждалось покрытие ВПП, а отраженные от земли горячие газы нагревали обшивку и шасси).
Опыт испытаний различных СВВП, исследовавшихся в 60-70-е, выявил что их недостатки достаточно весомы, и в случае со сверхзвуковыми истребителями СВВП явно уступали "обычным" самолетам по маневренности, скорости и полезной нагрузке. В итоге программа VJ101 была закрыта, да и в целом все проекты сверхзвуковых СВВП того времени не дошли до серийного производства в виде полноценного боевого самолета. Поэтому с большой вероятностью можно предположить, что F-109 ждала та же судьба, дойди он до "металла" - опытные прототипы, испытания и итоговая отмена проекта. Но ВВС и ВМС США оказались дальновиднее и отказались от проекта еще на этапе макета. Тем не менее, сам по себе реактивный сверхзвуковой конвертоплан и опыт его создания весьма интересен, все же это были максимально облегченные (насколько это вообще можно было сделать при таком количестве двигателей) и стремительные на вид самолеты с мощной силовой установкой. F-109 и VJ101C безусловно останутся в истории как два смелых проекта, одному из которых повезло быть реализованным в металле и летать.
F-110 Spectre, 1962 (McDonnell)
Двухмаховый многоцелевой истребитель, более известный под именем F-4 Phantom. F-110 - это первоначальное наименование модификации F-4C, по сути адаптированный под ВВС вариант F-4B.
Масса пустого-снаряженного F-4C 13.38 тонн, площадь крыла 49м2, нагрузка на крыло по весу пустого-снаряженного 273кг/м2, удлинение крыла 2.82. Два двигателя J79-GE-15 с тягой по 7.7 тонны, тяговооруженность к весу пустого-снаряженного 1.15.
Максимальная скорость 2.2 Мах, скороподъемность более 200м/с.
F-4 имеет довольно большое крыло, но и сам самолет не легкий, поэтому нагрузка на крыло находится на средних показателях. Удлинение крыла в 2.82 единицы также можно назвать "средним", не очень большое, но и не сильно маленькое. При всем этом машина имеет довольно большую тяговооруженность, что позитивно сказывается на параметрах установившихся виражей. В итоге установившийся вираж у F-4C весьма неплохой, а вот располагаемый маневр не особо хорош.
F-4C, также как и F-4B, имеет мощную взлетно-посадочную механизацию крыла с системой сдува пограничного слоя, однако использовать её на маневре можно в редких случаях - носки и закрылки выпускаются только при малых скоростях, к тому же система сдува погранслоя просаживает тягу двигателя.
Ракетное вооружение самолета состоит из 4хAIM-9 и 4хAIM-7. Впоследствии на F-4D с определенных серий и на всех новых на то время F-4E ракета AIM-9 была замененена на AIM-4 (при этом судя по документации, возможности применять 9-ку не сохранялась), и вскоре во Вьетнаме появилась возможность сравнить эффективность этих двух ракет (F-4C и ранние F-4D применяли AIM-9, поздние F-4D летали с AIM-4). Реальные боевые действия показали полную необоснованность замены, фактически AIM-4 была значительно хуже AIM-9, до такой степени, что необходимость летать на боевые вылеты с AIM-4 вызывала открытое недовольство пилотов. Опыт боевого применения привел в итоге к провалу AIM-4 как ракеты для истребителей, и возвращению в состав вооружения F-4D/E ракет AIM-9 (F-4E, применение которых в Вьетнаме началось ближе к заключительной стадии войны, летали там уже с AIM-9). Встроенной пушки на F-4C нет, но возможно применение пушечных контейнеров. По земле самолет может нести большое количество бомб, НАР, а также управляемые ракеты воздух-земля. В состав оборудования входит РЛС.
Естественно что F-4, будучи изначально флотским самолетом, к сотой серии относится весьма формально. Тем не менее, наряду с другими самолетами сотой серии, оценим его возможности в бою.
Большое крыло и мощные двигатели дают хорошие предпосылки для выгодных в бою ЛТХ. F-110 является достаточно маневренным самолетом для воздушного боя, но на малых скоростях его характеристики не очень высоки, к тому же на углах атаки 22-25 градусов и более машина может свалиться в штопор. На высочайшем для того времени уровне скороподъёмность, очень хорошая максимальная скорость. Машина имеет большую максимальную эксплуатационную перегрузку - 8.5G. Вооруженность самолета ракетами отличная, однако главный недостаток - отсутствие встроенной пушки, при подвеске пушечных контейнеров характеристики машины несколько проседают.
F-4 проявил себя во Вьетнамской войне как достаточно эффективный истребитель, взявший на себя основную тяжесть воздушных боев. Дальнейшее развитие "сухопутной" ветки Фантома привело к созданию F-4D с улучшенным оборудованием и F-4E со встроенной пушкой. В начале 70-х F-4E получил маневренные предкрылки, которые значительно улучшили маневренность и отодвинули углы атаки сваливания примерно до 30-35 градусов. F-4E в итоге стал наиболее массовой модификацией Фантома, а также поставлялся на экспорт во многие страны.
F-111, 1964 (General Dynamics)
Истребитель-бомбардировщик/фронтовой бомбардировщик (F-111A), опытный истребитель-перехватчик (F-111B), стратегический бомбардировщик (FB-111A) с крылом изменяемой стреловидности. Финальный самолет сотой серии.
F-111, в отличии от других машин сотой серии, является самолетом 60-х (хоть F-110 как модификация F-4 и полетел в 1962 году, но первый полет исходного F-4 состоялся в 1958 году, поэтому F-110 справедливо было бы отнести к машинам 50-х годов). Если у остальных машин сотой серии "вектор развития" заключался в постоянном наращивании скорости, то на F-111 стремились улучшить летно-технические характеристики самолета на всем полетном диапазоне скоростей от дозвука до 2 Мах, применяя для этого крыло изменяемой стреловидности. Также, если на самолетах 50-х была однозначная тенденция на увеличение высотности, то на F-111 проявляются тенденции на низковысотное применение авиации - РЛС следования рельефу местности и "сложенное крыло", оптимальное для полета на больших скоростях и малых высотах. Самолет планировался универсальным, изначально разрабатывалось несколько модификаций для ВВС, ВМС, САК (стратегического авиационного командования). В итоге для флота идея истребителя-перехватчика на базе F-111 себя не оправдала и F-111B в серию не пошел, а варианты для ВВС и САК пошли в серийное производство. Интересной особенностью самолета является катапультируемая "спасательная капсула" для пилотов в виде катапультируемой кабины (но самые первые образцы F-111 имели обычные катапультируемые кресла). Так как тема F-111 довольно обширная, в рамках данной статьи остановимся в основном на описании возможностей базовой модификации F-111A.
Масса пустого-снаряженного F-111A 21 тонна, площадь крыла 48.77м2, нагрузка на крыло по весу пустого-снаряженного 430кг/м2, удлинение крыла 7.56 единиц. Два двигателя TF30-P-1 либо TF30-P-3 с тягой по 8.4 тонны, тяговооруженность к весу пустого-снаряженного 0.8 единиц.
Максимальная скорость 2.2 Мах, скороподъёмность 130-140 м/с.
Вооружение - пушка Вулкан с боекомплектом 2084 снарядов (съёмная, размещается во внутреннем отсеке, как правило летали без неё), до 6 ракет AIM-9, многочисленное бомбовое вооружение на внешних подвесах, также бомбы могут размещаться во внутренних отсеках. Бортовое оборудование включает две РЛС (одна для работы по целям, другая для следования рельефу местности).
Нагрузка на крыло у F-111A очень велика, а тяговооруженность по меркам сотой серии не очень большая. Но крыло обладает очень большим удлинением и корневыми наплывами, которые не входят в расчетную площадь. Также имеется мощная взлетно-посадочная механизация, включающая закрылки, предкрылки и подвижную часть наплыва крыла. Ограничения по скоростному напору позволяют использовать механизацию до 550км/ч при малых углах выпуска, для максимальных углов выпуска механизации ограничения скорости более жесткие. В процессе подготовки статьи не удалось найти точных ограничений по максимальной эксплуатационной перегрузке для F-111A, но удалось найти эти цифры для близкой к нему модификации F-111E, вполне возможно они аналогичны таковым на F-111A. При любых стреловидностях крыла и без выпуска механизации максимальная перегрузка соответствует примерно 6.8G (что впринципе весьма неплохо, особенно для самолета с пустым весом более 20 тонн), с выпущенной механизацией на минимальных стреловидностях крыла ограничение составляет 3.2G. Таким образом ограничения по перегрузке впринципе позволяют самолету активно маневрировать на средних и больших скоростях, но при этом достаточно сильные ограничения перегрузки и скорости при выпуске механизации ограничивают её возможное использование на маневре лишь малыми скоростями.
Фактически по нагрузке на крыло и тяговооруженности F-111 уступает F-105, имея однако лучшую аэродинамику, в итоге по совокупности ЛТХ по всей видимости он остается на примерно том же уровне.
Большой дополнительный вес от оборудования, двух двигателей, запаса топлива и двухместной кабины является ценой заметного улучшения ударных возможностей в сравнении с самолетами предыдущего поколения. Но есть и пара спорных конструктивных решений, отказ от которых мог бы уменьшить массу или улучшить аэродинамику. Одно из таких решений - катапультируемая "спасательная капсула", применявшаяся на F-111, и в итоге не получившая распространения на других самолетах, и оставшаяся не очень удачным для фронтового самолета решением. Отказ от неё в пользу обычных катапультируемых кресел мог бы повысить безопасность спасения пилотов в большинстве ситуаций и снизить массу самолета. Вторая спорная особенность конструкции - посадка пилотов "плечом к плечу". Она требует более широкой кабины и несколько ограничивает обзор пилота. Большинство современных самолетов имеют посадку пилотов друг за другом, что позволяет минимизировать ширину кабины (т.е. снизить аэродинамическое сопротивление) и обеспечивает летчику хороший обзор в условиях воздушного боя. Можно предположить, что обе этих особенности F-111 идут от одной из ролей самолета, стратегического бомбардировщика - для него оба решения выглядят логичными. Но что хорошо для FB-111A, то не особо хорошо для F-111A - здесь проявляется недостаток "универсальных" компоновок. Но посадка пилотов плечом к плечу все же "вошла в моду" и на других фронтовых бомбардировщиках - как известно Су-24 и Су-34 имеют такое же расположение пилотов.
Самолет стремились сделать универсальным, однако эта "универсальность" получалась скорее в диапазоне "тяжелых" типов самолетов (фронтовой бомбардировщик, стратегичесткий бомбардировщик, перехватчик с дальними ракетами), поэтому в конечном счете F-111A как фронтовой самолет получился пожалуй более узкоспециализированным, чем F-105. Основная задача у обоих - нанесение бомбовых ударов, но скажем для дополнительных задач типа штурмовки F-105 видится более подходящим, т.к. пушка всегда при нём, а такую дорогую, тяжелую и габаритную машину как F-111 видится не совсем целесообразным "подставлять под зенитки".
По вооружению воздух-воздух у F-111 имеется явная приемственность с F-105 - имеется и пушка Вулкан, причем с еще большим количеством патронов (но съемная, из-за чего на деле F-111 редко когда бывал "при пушке"), и ракеты AIM-9, боекомплект которых также увеличился. ЛТХ машины скорее всего позволяли более-менее приемлимо "крутиться" в воздушном бою и при необходимости применить это вооружение. Но по сравнению с F-105, в случае с F-111 есть ряд вопросов, насколько велика была бы вероятность ведения на нем оборонительного воздушного боя: были ли готовы пилоты вести бой на машине с массой 25-30 тонн, с её специфическим обзором из кабины, насколько часто на самолете в боевом вылете могло быть оружее для такого боя, насколько командование считало возможным для такого самолета тактику ведения оборонительного боя.
Как самолет "истребительного" профиля F-111 получился весьма спорным проектом. F-111A считался в том числе и истребителем-бомбардировщиком, и сложно сказать, насколько хорошо он соответствует этой роли.
Вроде бы машина имеет полностью соответствующее истребителю-бомбардировщику вооружение, может летать на довольно больших перегрузках, имеет отличную аэродинамику. Но при этом вес пустого больше 20 тонн, не очень большая по меркам сверхзвуковых истребителей тяговооруженность, нет адаптированной под скоростной маневр механизации, редко когда ставится пушка, совершенно не "истребительная" посадка пилотов в кабине... Вобщем как истребитель-бомбардировщик F-111A - довольно неоднозначный самолет с противоречивым набором качеств. С учетом этого, полностью закономерным видится отказ флота от F-111B, истребительного варианта данной машины.
Поэтому, переходя к оценке F-111 как универсальноно самолета, остается сделать вывод, что в полной мере "универсальности" хватило только на бомбардировочный профиль - удалось сделать и фронтовой и стратегический варианты бомбардировщика.
И именно как фронтовой бомбардировщик F-111 близок к идеалу, он стал классической для данного типа самолетов машиной, прослужившей многие годы.
Продолжение следует...
