В июне 1961 года — AGARD выпустила требования — NBMR-3, к тактическому истребителю-бомбардировщику и разведчику, предназначенному для замены находящихся на вооружении самолётов G.91R, F-104G и Mirage III. Предполагалось, что первые эскадрильи новых самолётов, соответствующих NBMR-3, должны поступить на вооружение стран NATO в 1967 году.
Важнейшим условием требований NBMR-3 являлось обеспечение возможности применения самолёта с грунтовых дорожек длиной не более 200 м. Максимальная скорость самолёта у земли дозвуковая, соответствующая числу М=0,92, но на большой высоте самолёт должен был обладать сверхзвуковой скоростью полёта, соответствующей числу М=1,5. Тактический радиус действия предполагался не менее 460 км. Вес боевой нагрузки для самолёта не указывался, но предусматривалось, что он должен нести тактическое ядерное оружие.
После выпуска требований объявили о начале конкурса, на который различные европейские фирмы представили более 20 проектов истребителей-бомбардировщиков. Однако окончательного решения о выборе сверхзвукового истребителя-бомбардировщика соответствующего заданным требованиям, сделать так и не удалось. И тогда Италия и ФРГ решили продолжить работу над самолётом. В мае 1963 года эти страны подписали соглашение о совместной разработке вертикально взлетающего разведывательно-боевого самолёта под названием VAK 191 (Vertikalstarten des Aufklarungs — und Kampfflugzeug). Число «191» указывало на то, что самолёт в первую очередь предназначается для замены G.91. По требованиям, скорость нового самолёта должна была составлять не менее М=0,92 на высоте 150 м, а радиус действия с нагрузкой 907 кг -460 км.
Кандидатами на серийное производство становились самолёты:
VAK 191 A — Hawker Р. 1127 Мк.2;
VAK 191В — Focke-Wulf FW 1262;
VAK 191С — EWR-Sud EWR 420;
VAK 191D — FIAT G.95/4.
Итальянский СВВП G.95 делался на фирме FIAT. В наиболее совершенном варианте — G.95/4, для создания вертикальной тяги использовались четыре подъёмных ТРД Rolls-Royce RB.162-31 с тягой по 2000 кгс, установленные по схеме тандем в центральной части фюзеляжа. Такая конструкция уменьшала риск потери управления при отказе одного из двигателей. Требуемая продольная балансировка обеспечивалась перекачкой топлива между фюзеляжными баками. В хвостовой части фюзеляжа хотели установить два маршевых ТРД General Electric J-85 с форсажными камерами и тягой 1860 кгс каждый, или один Rolls-Royce RB.153-61 с тягой 2700 — 3200 кгс.
Расчёты показывали, что G.95/4 мог совершать вертикальный взлёт, имея взлётный вес около 7000 кг. Профиль типичного боевого вылета включал полёт к цели, удалённой на расстояние 340 км, на высоте до 150 м, причём первые 170 км самолёт летел со скоростью, соответствующей числу М=0,6, а последующие — со скоростью, соответствующей числу М=0,92. После выполнения боевого задания самолёт возвращался на базу, повторяя в обратном порядке профиль полёта к цели.
Немецкий СВВП EWR 420 от концерна EWR-Sud (*Прим. авторов. — Концерн EWR-Sud образован в феврале 1959 года путём слияния фирм Heinkel Flugzeugbau GmbH, Messerschmitt AG и Bolkow GmbH) представлял собой дозвуковой вариант истребителя-бомбардировщика VJ 101D, проект которого стал результатом совместного творчества инженеров EWR-Sud и специалистов из американских фирм Boeing и Republic.
По своей схеме он походил на уменьшенный британский TSR.2: фюзеляж большого удлинения, маленькое треугольное крыло и однокилевое хвостовое оперение. На VJ 101D хотели поставить пять подъёмных ТРД RB. 162-31 и два подъёмно-маршевых RB. 153-61, с дополнительными вертикальными соплами и устройствами перенаправления тяги вниз. Предполагалось построить два опытных VJ 101D. В 1964 году постройка первого экземпляра была начата, но через несколько месяцев её прекратили. Концерн начал работу над новым немецко-американским самолётом с крылом изменяемой стреловидности AVS (акроним Advanced V/STOL — усовершенствованный самолёт с вертикальным или укороченным взлётом), который постепенно трансформировался в европейскую программу MRCA — многоцелевой боевой самолёт (Multi Role Combat Aircraft) и привёл к созданию истребителя-бомбардировщика Tornado (см. А и В «М-к» в № 2 за 2009 год).
Три опытных образца VAK 191В
Летающий стенд SG 1262 в свободном полёте. В носовой части смонтирован макет кабины VAK 191В
Проект FW 1262 по своей компоновке оказался очень близок к британскому Р.1127, но отличался от него наличием двух подъёмных двигателей RB.162, создававших половину всей потребной вертикальной тяги. Они располагались впереди и сзади подъёмно-маршевого двухконтурного ТРД (ТРДД) BS.94 с четырьмя поворотными соплами, установленного в середине фюзеляжа.
Британский Р.1127 принимал участие только в сравнительной части конкурса и принятие его на вооружение не планировалось.
Анализ трёх проектов, проведённый в августе 1963 года, показал, что силовая установка самолёта FW 1262 обеспечивает лучшие весовые и взлётно-посадочные характеристики для боевого самолёта VAK 191. Если рассматривать зависимость взлётного веса претендентов от доли вертикальной тяги, создаваемой подъёмными двигателями, то вес FW 1262 оказывается на 35 — 40% ниже, чем у Р.1127, и почти на 10% ниже, чем у EWR 420. Таким образом, он оказался близким к оптимальному с точки зрения минимального взлётного веса. VAK 191В объявили победителем. Предполагаемый заказ для Люфтваффе составлял 200 самолётов, а для итальянских ВВС — 100.
Главным разработчиком VAK 191В стал недавно созданный концерн VFW — Vereinigte Flugtechnische Werke GmbH* (*Прим, авторов. — VFW образован в 1964 году в результате слияния Focke-Wulf and Weser Flugzeugbau GmbH). FIAT и EWR-Sud становились субподрядчиками. Для контроля разработки самолёта создавался немецко-итальянский комитет директоров программы VAK, рабочие группы которого занимались решением чисто технических вопросов. Общее руководство программой осуществлялось испытательным центром Люфтваффе.
Разработку силовой установки вела германская MAN-Turbo (MTU) совместно с британской фирмой Rolls-Royce.
Практически все бортовые системы VAK проектировались фирмами Великобритании и США. Исключения составляли вспомогательная силовая установка, проектируемая фирмой Klockner-Humboldt-Deutz, и система автоматического управления самолётом (САУ) — совместная разработка VFW и Bodenseewerke.
Испытательные полёты намечалось провести на территории обеих стран. В ФРГ хотели отработать вертикальный взлёт и посадку, а также взлёт и посадку с коротким разбегом и пробегом, а в Италии лётчики FIAT планировали исследовать поведение VAK 191В в обычных режимах.
Для отработки системы автоматического управления VAK 191В комитет директоров программы принял решение построить летающий стенд. Он представлял собой ферменную конструкцию из труб с трёхстоечным шасси. Силовая установка 191-го находилась ещё в стадии разработки и инженеры VFW не могли использовать её на стенде. Но это обстоятельство, нисколько не смущало разработчиков, ведь для того, чтобы получить максимально близкие к VAK 191В динамические характеристики, совсем не обязательно копировать его во всех деталях, для этого достаточно соответствующих изменений законов управления в вычислителях САУ.
На летающий стенд установили пять подъёмных двигателей RB.108 в один ряд. Первый и последний — имитировали подъёмные RB.162, а три центральные — ПМД RB.193. Необычному летательному аппарату присвоили обозначение SG 1262. SG от немецкого слова Schwebegestell — летающая рама. Управление пространственным положением стенда достигалось за счёт дублированной газоструйной системы управления. Сжатый воздух для работы её основного канала отбирался от трёх центральных RB.108, а запасной канал питался от крайних ТРД. Сопла управления по крену выносились на концы поперечной балки, имитирующей крыло, а сопла управления по тангажу закреплялись на концах ферменного фюзеляжа. Максимальный взлётный вес аппарата составлял 3900 кг, запас топлива в двух баках рассчитывался на 12 минут полёта, скорость на высоте 200 м — 93 км/ч.
SG 1262 построили на бывшем заводе фирмы Focke-Wulf в Бремене, там же начались его испытания. Сначала SG 1262 проходил тестирование на так называемом пьедестале.
Истребитель-бомбардировщик вертикального взлёта и посадки VAK-191:
1 — воздухозаборник; 2 — створка воздухозаборника 2-го подъёмного двигателя; 3 — створка воздухозаборника 1-го подъёмного двигателя; 4 — откидная часть фонаря кабины; 5 — козырёк фонаря кабины; 6 — выносная штанга; 7 — эксплуатационный люк; 8 — регулируемый воздухозаборник; 9 — поворотные сопла в маршевом (горизонтальном) положении; 10 — обтекатель крыльевой опоры; 11 — крыльевая опора в убранном положении; 12 — эксплуатационные панели; 13 — воздухозаборник в максимально выдвинутом (открытом) положении; 14 — створки переднего подъёмного двигателя в открытом положении; 15 — передний (первый) подъёмный двигатель; 16 — задний (второй) подъёмный двигатель; 17 — створки заднего (второго) подъёмного двигателя; 18 — отклоняемый носок; 19 — АНО; 20 — элерон; 21 — закрылок; 22 — руль высоты; 23 — хвостовой обтекатель; 24 — съёмные эксплуатационные панели; 25 — нижние съёмные эксплуатационные панели; 26 — створки выходного устройства заднего (второго) подъёмного двигателя; 27 — створки ниши задней опоры шасси; 28 — эксплуатационные панели; 29 — створки выходного устройства переднего (первого) подъёмного двигателя; 30 — створки ниши передней опоры шасси; 31 — откидная часть фонаря кабины в открытом положении; 32 — катапультное кресло; 33 — поворотные сопла в опущенном (стартовом) положении; 34 — створки заднего (второго) подъёмного двигателя в открытом положении; 35 — колесо задней опоры шасси; 36 — поддерживающая опора; 37 — нижние фюзеляжные эксплуатационные панели в открытом положении; 38 — створки переднего (первого) подъёмного двигателя в открытом положении; 39 — колесо передней опоры; 40 — передняя опора шасси
Полномасштабный макет самолёта VAK 191В
Испытания первого опытного образца VAK 191В на пьедестале
Пьедестал представлял собой цилиндрический вертикально установленный пилон, высота которого могла изменяться гидравлическим домкратом. На конце пилона закреплялся испытуемый летательный аппарат. Механизм крепления позволял аппарату иметь некоторую свободу перемещения по всем трём осям. Вокруг пьедестала находились бетонированные колодцы для отвода реактивной струи, накрытые металлическими решётками. В отличие от традиционно применяемой для испытаний СВВП тросовой подвески, пьедестал давал большую безопасность и обеспечивал очень высокую точность измерений во время проведения экспериментов. Кроме этого, инженеры могли легко ограничить свободу перемещений аппарата и проверить его поведение лишь в одном канале, например, только по крену, а тангаж и курс жёстко зафиксировать.
Первая имитация полёта SG 1262 на пьедестале со всеми свободными осями состоялась 21 января 1966 года. Всего аппарат совершил 183 имитации полёта общей продолжительностью 262 часа.
5 августа 1966 года главный лётчик-испытатель концерна VFW Людвиг Обермеер (Ludwig Obermeier) совершил на стенде первый свободный полёт. SG 1262 вёл себя устойчиво, система управления хорошо работала как в автоматическом, так и в ручном режиме управления. В последующих полётах особое внимание уделялось анализу характеристик управляемости при висении. Исследовались различные методы и траектории захода на посадку, а также перехода в горизонтальный полёт после взлёта. Многочисленные данные испытаний записывались с помощью бортовых самописцев на магнитную ленту.
В полёте была также опробована модель носовой части VAK 191В, для проверки обзора из кабины при вертикальном взлёте. Перед пилотом поставили переднюю часть фонаря кабины VAK 191В, но без стёкол, а ферменную конструкцию вокруг кресла лётчика обшили брезентом.
В полётах на SG 1262 принимали активное участие лётчики-испытатели фирмы FIAT Пьетро Тревизо (Pietro Trevisan) и Манлио Кварантелли (Manlio Quarantelli). Широкая публика познакомилась с SG 1262 в августе 1968 года на авиационной выставке в Ганновере. В общей сложности программа лётных испытаний продлилась более двух лет. Стенд был облётан 12-ю пилотами. Свой последний, 141-й полёт SG 1262 совершил 13 ноября 1969 года.
Пока шли испытательные полёты стенда, конструкторы под руководством доктора Ральфа Риккиуса (Ralph Riccius) напряжённо работали над проектом самолёта.
Исходя из того, что свои боевые задания VAK 191В должен был выполнять на малых высотах, для которых характерна высокая турбулентность, максимум внимания инженеры сосредоточили на снижении перегрузок при полёте в неспокойном воздухе. С этой целью для самолёта было выбрано крыло с большой удельной нагрузкой, малым удлинением и сравнительно большим углом стреловидности — около 40° по 1/4 хорд. Нагрузка на крыло даже превышала нагрузку на крыло у истребителя F-104G. У «Старфайтера» при нормальном взлётном весе 9000 кг она составляла 494 кг/м2, а у VAK 191В при взлётном весе на одну тонну меньше — 639 кг/м2. Но такие «рекордные» показатели не очень беспокоили конструкторов, ведь у VAK имелись подъёмные двигатели и его взлётно-посадочные характеристики по умолчанию превосходили характеристики F-104G. Ну, а недостаток подъёмной силы крыла в горизонтальном полёте компенсировали небольшим доворотом сопел ПМД, передние сопла решили устанавливать с углом 6° 30′, а задние -5°12′.
Из-за установки ПМД в центральной части фюзеляжа для VAK 191В выбрали схему высокоплан. Улучшая устойчивость, крылу придали отрицательный угол поперечного V — 12°30′. Для снижения посадочной скорости при посадке с пробегом и уменьшения длины переходного участка при вертикальном взлёте крыло оборудовали закрылками и зависающими элеронами.
Хвостовое оперение состояло из цельноповоротного стабилизатора с размахом 3,41 м и киля с рулём направления. Как и крыло, стабилизатор стоял с отрицательным углом поперечного V — 8°.
Передний подъёмный двигатель расположили за кабиной лётчика, за ним следовали передний топливный бак и канал воздухозаборника к ПМД. Под баком находился герметичный отсек для разведывательного оборудования.
Свободный объём под ПМД занимал небольшой грузовой отсек, в котором можно было разместить одну ядерную бомбу, или дополнительное разведывательное оборудование, или топливный бак.
Обычное вооружение хотели подвешивать на четыре пилона под крылом.
В хвостовой части фюзеляжа устанавливались топливные баки, за которыми размещались задний подъёмный двигатель и отсек с вспомогательной силовой установкой. Она обеспечивала VAKy независимость от специальных наземных средств обслуживания и открывала возможность для скрытного базирования на неподготовленных площадках.
Для полётов с таких площадок, в том числе и с травяным покрытием, VAK оборудовали велосипедным шасси с пневматиками низкого давления. Небольшие поддерживающие стойки убирались в обтекатели на крыле. При рулёжке переднее колесо управлялось от педалей. Для уменьшения дистанции пробега в хвостовой части стоял контейнер с тормозным парашютом, лётчик мог использовать его и в качестве противоштопорного.
Практически все бортовые электронные системы оснащались встроенными средствами самоконтроля. Благодаря этим средствам появилась возможность легко выявить неисправный блок без использования громоздкой контрольнопроверочной аппаратуры и внешних источников электропитания, что очень облегчало подготовку самолёта к полёту в отрыве от базы.
Модель самолёта прошла самые тщательные, можно даже сказать беспрецедентные, продувки в аэродинамических трубах концерна VFW и фирмы FIAT, а также в трубе Аэродинамической лаборатории (Aerodynamische Versuchsanstalt — AVA) в Геттингене, в Немецкой исследовательской лаборатории авиации (Deutsche Versuchsanstalt für Luftfahrt — DVL) в Кёльне, в британской исследовательской ассоциации ARA (Aircraft Research Association) в Бедфорде, в Голландской национальной лаборатории NLR в Амстердаме и в Швейцарском Федеральном авиационном центре Эммен. Штопорные характеристики снимались во Франции, на вертикальной трубе в Лилле.
На продувки в области дозвуковых скоростей потратили 4400 часов, на проверку характеристик самолёта в переходных режимах — 2000 часов, на околозвуковую область — 500 часов и ещё 2000 часов ушло у учёных на исследование режимов взлёта и посадки.
После продувок началась разработка рабочих чертежей. VFW и FIAT изготовили макеты самолёта для отработки технологии процесса сборки, оптимального размещения оборудования и систем. Началось проектирование производственной и сборочной оснастки. Для точного выдерживания контура самолёта при изготовлении панелей обшивки инженеры построили специальный макет из листового материала с бесшовным пластиковым покрытием.