РАКЕТНО-ЯДЕРНЫЙ УБИЙЦА (Сверхзвуковой стратегический бомбардировщик C0NVAIR В-58 HUSTLER)

Этот первый в своем классе сверхзвуковой самолет создавался США для прорыва систем ПВО и нанесения ударов по центрам управления и другим наиболее важным объектам Советского Союза. Принятый на вооружение в марте 1960 года, он сразу же стал важным компонентом САК — стратегического авиационного командования США. Оснащенный мощным бортовым оборудованием и обладающий отличными летно-техническими характеристиками, этот самолет должен был расчищать путь для тяжелых бомбардировщиков — сверхкрепостей В-52.

Речь идет об американском бомбардировщике В-58 HUSTLER, созданном фирмой Convair. Надо сказать, что среди самолетов своего времени он выделялся не только отличными характеристиками, но и высоким уровнем аварийности. Последний параметр, усугубленный началом работ по аналогичному самолету В-70, а также совершенствованием советской ПВО, привел в начале 1970 года к снятию В-58 с вооружения. И от первого в мире сверхзвукового стратегического бомбардировщика остались только воспоминания и несколько самолетов — музейных экспонатов.

***
История бомбардировщика В-58 началась в 1947 году, когда генерал-майор К. Лемей, начальник АМС (Air Materiel Command — что-то вроде нашей службы вооружения ВВС), направил письмо генерал-лейтенанту Н. Твайнингу, в котором он просил о включении в планы развития ВВС разработку нового реактивного бомбардировщика. Этот самолет должен был заменить В-47, летные испытания которого шли полным ходом. В письме он приводил ориентировочные характеристики: дальность полета — 4000 км, крейсерская скорость — 800 км/ч и взлетная масса — 77000 кг.

Руководство ВВС пошло навстречу К. Лемею, лучшему теоретику Военно-воздушных сил США в области бомбардировочной авиации, и предложило нескольким фирмам разработать проект такого самолета. Конкурс эскизных проектов выиграла фирма Boeing с самолетом ХВ-55, и в 1948 году ей выделили средства на проектирование этого бомбардировщика, рекомендовав, однако, при этом ограничиться чисто теоретическими исследованиями.

Не менее известная фирма Convair (Consolidated Vultee Aircraft Corporation) уже работала над такими самолетами в рамках программы GEBO (Generalized Bomber Study) — исследования универсального бомбардировщика.

Привлекая к этой работе еще одну авторитетную фирму, военные предполагали на конкурсной основе выбрать наилучший самолет. Однако в январе 1949 года в обстановке жесткого бюджетного кризиса проект ХВ-55 просто закрыли, а все высвободившиеся деньги направили на исследовательскую программу, получившую название GEBO II.

К рассмотрению принимались все, в том числе и нетрадиционные, проекты. В июне 1949 года с наиболее удачными эскизами ознакомили представителей АМС. Военные предложили инженерам продолжить работу, подключившись к GEBO II.

Справедливо считая, что уровень развития техники того времени не позволит создать машину, удовлетворяющую требованиям GEBO II, конструкторы фирмы Convair начали работать над проектом составного самолета воздушного старта. В качестве носителя выбрали наиболее грузоподъемный бомбардировщик того времени В-36.

К январю 1950 года специалисты подготовили эскизный проект двухместного четырехдвигательного бомбардировщика МХ871, который имел сложную составную конструкцию; его стартовая масса составляла 45400 кг. После отделения от носителя самолет разгонялся до скорости М = 1,6 и набирал высоту крейсерского полета около 14 800 м. В районе цели летчики набирали еще тысячу метров, выходя за зону поражения зенитной артиллерии, основного средства ПВО того времени (примечание авторов: советские 100-мм зенитные орудия КС-19 могли вести огонь по целям, летящим со скоростями до 1200 км/ч на высотах до 15000 м). Над целью сбрасывался большой контейнер, содержащий ядерную боевую часть, уже ненужную РЛС и один двигатель. На обратном пути сбрасывались еще два двигателя, установленные на пилонах под крылом. Облегченный бомбардировщик садился на наземный аэродром. Посадочная масса возвращающейся части аппарата составляла всего около 8000 кг.

В апреле 1950 года требования к самолету в рамках GEBO II изменились. Требуемая дальность полета была увеличена до 7200 км, а скорость выросла до М = 1,5. В ответ фирма Convair подкорректировала первоначальный проект, но его основные принципы сохранились.

Тем временем Boeing закончила проектирование бомбардировщика МХ1712, имеющего фирменное обозначение 484-405В. Это был классический моноплан с тонким стреловидным крылом. Четыре двигателя размещались попарно в корневой части каждого полукрыла. В цилиндрическом фюзеляже находились герметичная кабина на трех человек и просторный бомбоотсек. По сути дела, это была простая модернизация проекта самолета ХВ-55 образца 1947 года.

В конце 1950 года ВВС включили в планы своего перспективного развития скорейшее принятие на вооружение сверхзвукового бомбардировщика и начали разрабатывать общие требования к такому самолету, свернув при этом теоретические работы по программе GEBO. Такой резкий переход в чисто практическую плоскость объяснялся появлением у СССР ядерной бомбы, взрыв которой произошел 29 августа 1949 года. Теперь добиться превосходства можно было только за счет абсолютно неуязвимых для противника носителей ядерного оружия, а сверхзвуковой бомбардировщик рассматривался военными в качестве одного из них.

26 января 1951 года на основе своих разработок в рамках программы GEBO Convair представила обновленный проект МХ-1626 (примечание авторов: обозначения проектам присваивались в соответствии с номерами подписанных контрактов), в феврале Boeing выдвинула на конкурс свой МХ1712.

МХ-1626 фирмы Convair представлял собой составной двухместный самолет типа «бесхвостка» с треугольным крылом и тремя двигателями, состоящий из основной и сбрасываемой частей. Основной частью служил двухдвигательный самолет с треугольным крылом размахом 14,3 м и площадью 111,5 м2; в хвостовой части 25-метрового фюзеляжа находился большой киль треугольной формы. Двигатели J53-GE-X25 устанавливались в гондолах на крыле. Сбрасываемая часть, пристыкованная к нижней части машины, состояла из длинного контейнера с трехкилевым стабилизатором и одним двигателем. Составной самолет поднимался в воздух бомбардировщиком В-36, что обеспечивало требуемую дальность полета всей системы в 7400 км. Максимальная расчетная скорость составного самолета в районе цели соответствовала числу М = 1,7.

Воспользовавшись периодом, пока Военно-воздушные силы США еще не разослали фирмам свои требования к самолету, Convair, опасаясь проигрыша в конкурсе, предложила вариант бомбардировщика с аэродромным стартом. Необходимая дальность полета достигалась за счет дозаправки в воздухе.

Расчеты конструкторов фирмы Convair показали, что взлетная масса МХ-1626 с обычным стартом и системой дозаправки возрастет до 57000 кг. На обновленном варианте МХ-1626 отказались от двигателя в сбрасываемом контейнере, а для сохранения тяговооруженности основные двигатели оснастили форсажными камерами.

1 февраля 1952 года ВВС США выслали наконец фирмам основные требования к сверхзвуковому бомбардировщику. В соответствии с ними самолет представлял собой всепогодный разведчик-бомбардировщик с нагрузкой не менее 4540 кг. С одной дозаправкой в воздухе он должен был иметь дальность попета 8045 км и совершать полет на высоте 15240 м со сверхзвуковой скоростью, соответствующей числу М = 2.

Не прошло и месяца, как ВВС издали дополнение к SAB-51, известное как «Директива № 34». В ней говорилось о том, что ВВС отказывается от маловысотного варианта использования самолета. Кроме этого, в документе полностью отвергалась идея составного бомбардировщика (здесь имелись в виду ранние проекты с подвесными самолетами от фирмы Convair).

Для сохранения бюджетных средств рекомендовалось провести традиционный конкурс из уже имеющихся проектов. Представители АМС определили основными конкурсантами фирмы Convair и Boeing. На первом этапе конкурса им предстояло разработать детальные проекты и построить макеты самолетов МХ-1626 и МХ-1712 в натуральную величину.

Дальнейшее развитие событий показало, что в обстановке нехватки бюджетных средств одновременное финансирование двух дорогостоящих проектов оказалось весьма проблематичным.

18 ноября 1952 года генерал Х. Ванденберг объявил победителем в конкурсе фирму Convair с самолетом В-58. Уже 2 декабря появился график поставок серийных самолетов, согласно которому ВВС приобретали 244 машины в течение ближайших четырех лет и формировали из них пять авиакрыльев. Интересной особенностью программы стало отсутствие этапа постройки и испытаний опытного образца — фирма сразу строила серию из 30 самолетов.

12 февраля 1953 года началась детальная проработка компоновки самолета. Проектом предусматривалась установка на самолет четырех турбореактивных двигателей J79 с форсажными камерами — двух в гондолах под крылом, и двух — на верхней поверхности крыла. Фюзеляж состоял из двух частей: верхней и нижней. Нижняя часть с находившейся в ней РЛС была сбрасываемой. Она выдавалась далеко вперед, закрывая собой носовую часть фюзеляжа, из-за чего на нее пришлось установить специальную взлетную стойку шасси. Такая схема получила название «Конфигурация I».

Начались продувки моделей В-58 в аэродинамической трубе. Они показали, что первоначальные оценки характеристик самолета были слишком оптимистичными. Проект требовал серьезных переделок.

Спасением программы стало грамотное использование «правила площадей», сформулированного сотрудником NACA Р. Вайткомбом. Согласно этому правилу поперечные сечения фюзеляжа в области расположения крыла следует уменьшать на величины соответствующих сечений крыла, что снижает коэффициент волнового сопротивления на скоростях, превышающих критическое число М вплоть до М = 1,2.

Руководствуясь «правилом площадей», конструкторы создали «Конфигурацию II». Самолет также состоял из двух частей, двигатели же были объединены попарно в двух пакетах, а фюзеляж приобрел изящную, обжатую по бокам форму.

В августе 1953 года состоялась первая техническая презентация полномасштабного макета бомбардировщика комиссии ВВС. Военные не одобрили идею составного летательного аппарата и потребовали переместить РЛС в носовую часть самолета.

Переделанный макет получил название «Конфигурация III». Сбрасываемая нижняя часть превратилась в контейнер, подвешенный на коротком пилоне под фюзеляжем. Длина контейнера уменьшилась на целых 9 м, за счет этого освободилось место для передней стойки шасси самолета. Для компенсации потерянного объема топлива в укороченном контейнере на крыло подвесили дополнительные топливные баки.

Стендовые испытания спаренных гондол двигателей показали, что температура нижней поверхности крыла за форсажными камерами будет выходить за пределы допустимых норм, особенно в наземных условиях. Кроме этого, «пакеты» создавали дополнительное лобовое сопротивление. Пришлось возвращаться к схеме с четырьмя раздельными двигателями — два из них заняли место дополнительных топливных баков, так что топливо пришлось расположить во внутреннем объеме крыла.

Несмотря на все усилия конструкторов фирмы Convair, характеристики самолета — и в первую очередь дальность полета — не соответствовали требованиям стратегического авиационного командования. Таким образом, новый средний стратегический бомбардировщик В-58 не мог быть принят на вооружение. Однако сторонников сверхзвукового бомбардировщика оказалось больше, чем противников, и 22 августа ВВС подтвердили свои прежние намерения принять В-58 на вооружение. Первое боеготовое авиакрыло намечалось сформировать к середине 1960 года. Перед инженерами Convair встала задача не менее сложная, чем проектирование, — изготовление самолета.

Размеры бомбардировщика были весьма скромными для машин такого класса: размах крыла 17,31 м, длина 29,5 м и высота 9,53 м. Высокие скорости полета и особенности расположения двигателей заставили разработчиков создать уникальную конструкцию планера. Почти вся поверхность самолета выполнялась из клееных конструкций, что делало ее необычайно гладкой и хорошо обтекаемой.

В местах повышенного нагрева (нижняя обшивка крыла у гондол двигателей, хвостовая часть фюзеляжа, хвостовые части гондол двигателей, пилоны и элевоны) обшивка изготавливалась из стальных панелей. Для снижения массы все панели обшивки имели трехслойную конструкцию с сотовым заполнителем. Масса конструкции самолетов составляла всего 16,5 процента от взлетной массы самолета.

В силу того, что внутренний объем крыла использовался в качестве топливного бака, аэродинамический нагрев его обшивки при сверхзвуковых скоростях полета становился серьезной проблемой. Поэтому специалисты выработали особые рекомендации по эксплуатации самолета. После взлета летчикам предписывался быстрый набор высоты до достижения холодных слоев атмосферы и ограничивалось время полета при сверхзвуковой скорости. На средних и малых высотах летчики должны были периодически сбрасывать скорость до М = 0,9 для снижения температуры.

Шасси самолета имело необычно высокие стойки, позволяющие подвешивать под фюзеляж громоздкий контейнер с вооружением и топливом. Основные стойки убирались в крыло, а передняя в фюзеляж.

Летно-технические характеристики первых сверхзвуковых бомбардировщиков

* — с тормозным парашютом

Экипаж самолета состоял из трех человек и находился в общей герметичной кабине, разделенной оборудованием и приборными досками на три отсека. Летчик сидел в первом отсеке, штурман-бомбардир — во втором и оператор системы оборонительного вооружения — в третьем. Кресла пилотов катапультные. Каждый отсек закрывался своим фонарем. Кабина оборудовалась системой кондиционирования воздуха.

По проекту, силовая установка самолета включала четыре ТРД фирмы General Electric J-79 с форсажными камерами и максимальной тягой на форсаже 9000 кгс. Двигатель находился в стадии разработки, поэтому первые 13 самолетов предполагалось временно оснастить ТРД J-57.

Два внутренних двигателя находились в гондолах, значительно вынесенных на пилонах вперед, при этом их сопла выступали за заднюю кромку крыла.

Для проверки прочности и термоустойчивости конструкции крыла фирма провела его стендовые испытания, для чего на крыло были установлены и выведены на форсажный режим двигатели № 2 и № 3. При этом нагрев поверхности оказался чрезмерным. Возникшую проблему решили путем отклонения сопел внутренних двигателей вниз, под небольшим углом относительно крыла. Для компенсации кабрирующего момента сопла наружных двигателей отклонили вверх.

Воздухозаборники двигателей регулируемые. Для выбора наилучшей конфигурации системы регулирования проводились многочисленные продувки в восьми различных аэродинамических трубах, а фирма General Electric занималась испытанием натурных ТРД XJ-79 для определения их характеристик в искусственно созданных неблагоприятных условиях на входе в двигатель.

Предварительные исследования показали, что для обеспечения характеристик, положенных в основу проекта бомбардировщика В-58, его планер, двигатели и все электронное оборудование должны быть очень хорошо согласованы не только между собой, но и с назначением самолета. Фирма должна была либо модифицировать существующее оборудование для максимального приближения его параметров к заданным, либо разработать новое оборудование специально для В-58. Первый путь оказался непригодным, поскольку характеристики модифицированного оборудования при растущей его массе и габаритах были бы хуже чем у специально спроектированного.

В работе по строительству В-58 принимали участие 1951 инженер, из них 398 человек являлись специалистами по электронике. Выполнением заказов Convair на других фирмах занимались 3082 инженера. Итогом их деятельности стала прицельно-навигационная система самолета AN/ASQ-42, которая являлась одним из крупнейших достижений науки того времени.

Сердцем системы был ламповый аналоговый вычислитель, установленный между кабинами пилота и штурмана-бомбардира. Благодаря такой аппаратуре экипаж В-58 при перелете через Атлантический океан ни разу не определял свое местоположение вручную. Система автоматического управления полетом, собранная на полупроводниковых элементах, обеспечивала демпфирование по тангажу, крену и курсу, поддерживала постоянные усилия на ручке управления и ограничивала перегрузку при маневрировании. САУ могла вести самолет на заданном числе М, высоте и курсе без участия пилота.

Под фюзеляжем бомбардировщика подвешивался огромный контейнер обтекаемой формы, который в зависимости от типа мог вмещать в себя топливо, ядерное оружие, фото- и радиоаппаратуру. Фирма разработала четыре типа контейнеров: МА-1 (топливо, ядерная боевая часть и стартовый ускоритель на ЖРД); МВ-1 (топливо и ядерная боевая часть); МС-1 (топливо и фотооборудование); MD-1 (топливо и оборудование для радиоразведки).

В июле 1956 года строительство планера первого В-58 было закончено. В это время бомбардировщику официально присвоили название Hustler.

Различные задержки в ходе проектирования самолета сыграли некоторую положительную роль, они позволили фирме General Electric закончить разработку и изготовление своего нового двигателя J-79. В августе четыре ТРД YJ-79-GE-1 прибыли на завод фирмы Convair.

11 ноября 1956 года самолет совершил первый полет, при этом контейнер под фюзеляж не подвешивался. Экипаж в составе летчика-испытателя Б. Эриксона, специалиста по бортовым системам Д. Макичерна и инженера-испытателя Ч. Харрисона поднял бомбардировщик с заводского аэродрома фирмы Convair в Форт Уорт и посадил машину на авиабазе Карсуэлл в штате Техас. Полет проходил на скорости, соответствующей числу М = 0,9.

Во втором полете В-58, летящий на максимальных оборотах двигателя, легко обгонял летящий на форсаже самолет сопровождения F-100. Звуковой барьер преодолели 30 декабря.

16 февраля на испытательную базу прибыл второй Hustler — YB/RB-58 (55-0661), который привез на базу не заправленный контейнер МВ-1 с грузом вместо боевой части. Контейнер, разделенный на три герметичных отсека, имел длину 17,4 м и диаметр 1,5 м. В первом и последнем отсеках находилось топливо, а в середине контейнера располагалась ядерная боеголовка типа W39, имевшая вид цилиндра диаметром 0,88 м и высотой 3,56 м. Ее максимальная мощность составляла 3 Мт. Контейнер оснащался крестообразным оперением для стабилизации полета после отделения его от носителя.

Первый сброс контейнера был произведен 5 июня 1957 года. Отделение произошло на высоте 12200 м при скорости, соответствующей числу М = 0,9. В качестве цели использовали пустынный полигон авиабазы Холломен. 29 июня 1957 года самолет 55-0660 с «сухим» контейнером достиг скорости, соответствующей числу М = 2,03 на высоте 13213 м. Наконец, 20 декабря летчики-испытатели подняли В-58 на высоту 18300 м и отделили контейнер на скорости, соответствующей числу М = 2,0.

Фирма закончила первую фазу испытаний и передала самолеты в распоряжение летчиков ВВС. Когда Hustler попал в руки военных летчиков из отдела бомбардировщиков летно-испытательного центра ВВС, они отнеслись к нему более критически, сразу же обнаружив множество недостатков. При ускорении или замедлении самолета топливо «хлюпало» в баках и раскачивало машину. Горение в форсажных камерах было нестабильным и самолет дергался, как автомобиль в руках неумелого водителя. По этой же причине создавалась асимметрия тяги и машина начинала рыскать по курсу.

Кроме проблем с силовой установкой и топливной системой, начали проявляться недостатки конструкции. В носовой части некоторых самолетов появились усталостные трещины, проходящие по линиям крепления панелей обшивки. Некоторые усталостные явления наблюдались и в хвостовой части, страдающей от вибрации двигателей. Пневматики колес шасси, рассчитанные на десять взлетов и посадок, начали лопаться до назначенного срока. Последнее было вызвано перегревом тележек основного шасси во время торможения. Для повышения безопасности на каждую тележку основного шасси установили по два стальных колеса, на которые мог опереться самолет в случае разрыва пневматиков.

Все эти проблемы задерживали принятие самолета на вооружение и заставляли инженеров работать по 12 часов в сутки. Положение было весьма серьезным — поскольку YB-58A строились с использованием серийной оснастки и любое, даже самое незначительное изменение конструкции требовало от конструкторов разработки нового приспособления, инструмента или штампа для пресса.

11 июня 1958 начались испытания системы дозаправки топливом в воздухе от заправщика КС-135. Здесь В-58 показал себя с наилучшей стороны. При включенном режиме «демпфер» САУ позволяла легко и без усилий держать самолет в нужном пространственном положении.

Летом 1959 года ВВС объявили о закупке 290 бомбардировщиков В-58А, включив в это число и 30 предсерийных машин. Темп производства должен был достигать шести самолетов в месяц. Бомбардировщики планировалось передавать на вооружение пяти авиационных крыльев. Первое крыло становилось на боевое дежурство в ноябре 1960 года. 23 марта 1960 года самолет с бортовым номером 55-0671 пролетел 18 часов 10 минут со средней скоростью 997,6 км/ч и преодолел за это время 17699 км. Это был самый продолжительный и дальний полет за всю историю использования самолетов В-58.

Вторая фаза испытаний В-58 закончилась только 30 июня 1960 года. Самолеты совершили 256 полетов и налетали 1216 часов.

Общие итоги испытаний были не слишком оптимистичными. По состоянию на 1 июля 1960 года произошло семь катастроф, в которых погибло 11 летчиков и два специалиста из наземного персонала. В четырех случаях экипаж успевал катапультироваться. Всего отмечено 12 катапультирований, причем из них только шесть успешных. Командование САК стало высказывать сомнения относительно надежности машины и приостановило испытания.

Через некоторое время их возобновили, но запретили летчикам превышать в полетах скорость звука, пока не будут устранены недостатки в системе спасения и автоматического управления полетом.

Фирма Stanley Aviation Corporation из Дэнвера предложила заменить сиденья специальными спасательными капсулами. При проектировании учитывалось, что летчик будет одет только в стандартный противоперегрузочный костюм. Поэтому капсула должна была быть герметичной и иметь соответствующее аварийно-спасательное снаряжение, обеспечивающее безопасность летчика после приземления или при посадке на воду.

После принятия решения катапультироваться летчик поднимал одну или обе ручки, расположенные по бокам сиденья, и приводил в действие систему подготовки к катапультированию. Сначала с помощью звенного механизма захватывались бедра летчика, затем фиксировались ноги. С помощью сжатого воздуха начиналось закрытие герметизирующих створок капсулы. На все эти операции уходила ровно одна секунда. После закрытия капсулы летчик мог продолжать полет, так как ручки управления самолетом и двигателями оставалась внутри капсулы. Через небольшое окно в одной из створок он мог видеть основные пилотажные приборы. Если ему удавалось сохранить управление самолетом, он мог открыть капсулу.

Если летчик все же намеревался катапультироваться, ему нужно было потянуть ручку выше, при этом освобождались спусковые крючки стреляющего механизма и сбрасывался фонарь кабины. Через 0,3 с капсула выстреливалась из самолета со скоростью 18,3 м/с с помощью двух твердотопливных ракетных двигателей. В момент отделения капсулы от самолета она стабилизировалась двумя выдвижными килями и ленточным парашютом диаметром 2,8 м, рассчитанным на скоростной напор при М = 2,2.

После прекращения действия ракетных двигателей капсула начинала кабрировать под углом 40 — 50 градусов и вращаться относительно продольной оси. В свободном падении капсула снижалась до высоты 4570 м, после чего пиропатроны выбрасывали основной парашют с парусным куполом диаметром 12,8 м, точки крепления которого были связаны с балками стабилизирующих поверхностей. При катапультировании на уровне земли капсула пролетала вперед 335 м и достигала высоты 59,4 м. Основной парашют выбрасывался сразу, но в течение 2 с оставался зарифленным кольцевой стропой для ослабления динамического удара при раскрытии, после чего кольцевая стропа разрезалась тремя электрическими ножами, расположенными на куполе и работающими от батареек.

Таким образом, после посадки капсула ориентировалась створками вверх и могла служить в качестве убежища или спасательной лодки. Плавая на воде, летчик мог открыть внутреннюю шторку и дверь, чтобы воспользоваться находящимся в капсуле аварийным комплектом. Замена кресел на капсулы началась только в 1962 году.

Н. ОКОЛЕЛОВ, А. ЧЕЧИН, г. Харьков