Не в силах предотвратить развал колониальной империи и обвиняя в этом Москву, он считал войну с СССР неизбежной и надеялся выиграть ее одним ракетно-ядерным ударом, потому новые кораб­ли, танки и боевые самолеты ему больше не были нужны. Однако атомных ракет с достаточной дальностью у Англии пока не было, а стратегические бомбардировщики «Вэлиент», «Виктор» и даже новейший «Вулкан» не имели шансов в противоборстве с новыми советскими перехватчиками МиГ-21 и Су-9.

самолет tsr 2, тактический бомбардировщик, экспериментальный самолет
Опытный самолет TSR.2 в цехе окончательной сборки

Еще хуже обстояли дела с тактическими носителями ядерно­го оружия. Министерство финансов продвигало идею замены ус­таревших бомбардировщиков «Канберра» самолетами Блекберн «Буканир» S.1, способными лететь на высоте 60 м со скоростью до 1040 км/ч. Но заместитель начальника штаба Королевских Воен­но-воздушных сил Великобритании (RAF) маршал Таддл упорно отказывался брать такой самолет на вооружение, потому что этот самолет не мог с баз в ФРГ и Скандинавии достичь основных целей на территории СССР 17 июня 1958 года Таддл подал в Парламент­ский комитет по исследованиям в области оборонной политики свой проект тактико-технических требований GOR.339 к тактичес­кому бомбардировщику. Не желая окончательно ссориться с могу­щественными лордами из Казначейства ее величества и продви­гавшим ракетную доктрину Министерством обороны, он заявил, что за скромную сумму в 35 миллионов фунтов стерлингов к 1965 году может быть сделан «последний английский боевой самолет». И как в воду глядел...

 

Тридцать первого января 1958 года к участию в конкурсе про­ектов были приглашены фирмы «Авро», «Блекберн», «Бристоль», «Виккерс», «Де Хевиленд», «Инглиш Электрик», «Фэйри», «Хендли Пейдж» и «Шорт». Хотя прибыль ожидалась небольшая (ох уж эта скупость Казначейства!), заказ GOR.339 вызвал ажиотаж.

 

Люди, которые в то время заправляли в Министерстве обороны и в Казначействе ее Величества, видели в новом заказе возмож­ность сократить чересчур длинную очередь за кусками военного бюджета путем объединения частных производителей вооруже­ния, которых за годы мировой войны развелось слишком много, в концерны. Руководству «Инглиш Электрик» и «Виккерс» намекну­ли, что если они согласятся на слияние, да еще возьмут двигатели фирмы «Бристоль Энжинс» вместо заложенных в первоначальный проект перспективных ТРДФ разработки «Роллс-Ройс», то смогут рассчитывать на некоторые преференции.

 

 

Это было предложение, от которого невозможно отказаться — и процесс пошел: в 1963 году «Инглиш Электрик», «Виккерс-Арм­стронг», «Бристоль» и «Хантинг-Персиваль» объединились в кон­тролируемый государством концерн «Бритиш Аэроспейс» (British Aerospace Co, сокращенно ВАС). Вскоре за ними последовали и остальные.

 

Министерство сдержало слово, мало того, в ноябре 1958 года оно добилось увеличения сметы вдвое за счет других программ, но и новые технические требования OR.343 стали жестче. Они огова­ривали круговое вероятное отклонение при сбросе атомной бомбы не более 200 м, установку РЛС, способной выделить такую цель, как танк и вести самолет в режиме автоматического огибания ре­льефа. Была введена функция разведки, причем кроме фотоаппа­ратов всех типов и видов установки надо было иметь и радар боко­вого обзора, дающий четкое изображение местности, сооружений и техники на ней. Хотя самолет оставался тактическим, ему стали придавать стратегическое значение как единственному элементу британской военной машины, способному хотя бы теоретически поразить цель за «железным занавесом», в глубине территории Советского Союза.

 

НАЦЕЛЕННЫЙ В БУДУЩЕЕ

 

Как и было обещано директорату «Инглиш Электрик», в ос­нову лег проект Р17А Главного конструктора Ф. Пейджа, уже знакомого постоянным читателям НиТ по перехватчику «Лайтнинг» (см. №2 и 3 за 2009 г.)

бомбовый отсек самолета , экспериментальный бомбардировщик, британский бомбардировщик
Бомбовый отсек самолета TSR.2 открыт

Новый самолет долгое время не имел определенного назва­ния, пока ему не присвоили шифр TSR.2. С точки зрения аэроди­намики, конструкции, силовой установки, технологии производства, состава оборудования и вооружения, по сравнению с тем же «лай- тнингом» это была машина уже совершенно нового поколения. «Главным калибром» должны были стать две самонаводящиеся ракеты с ядерной боевой частью, которые планировалось подве­шивать под крыло. Однако баллистический снаряд «Скайболт», разрабатывавшийся совместно с американцами, был слишком ве­лик, ракет меньшей размерности пока не было даже в проекте и единственным вариантом оставалась атомная бомба «Ред Берд» килотонного класса.

турбореактивный двигатель, двигатель mk320, авиационный двигатель
Двухвальный турбореактивный двигатель с форсажной камерой Бристоль «Олимп» Mk.320 (B.Ol.22R)

Зато поставщики авионики обещали обеспечить полную авто­номность прицельно-навигационного комплекса (ПрНК) и автома­тическое попадание атомной бомбой, сброшенной на околозвуко­вой скорости с высоты 60 м в круг радиусом 200 м с вероятностью не ниже 50%. Основа ПрНК, инерциальная система, определяла местоположение самолета не менее 2-5 раз в секунду, а точность счисления пути повышалась за счет коррекции от доплеровского измерителя скорости и сноса. Штурман для восстановления ориен­тировки мог использовать режим «замораживания изображения», которое давал радиолокатор бокового обзора. Его антенны рас­полагались по обоим бортам и обеспечивали картографирование местности в полосе 18-180 км в зависимости от требуемого качест­ва изображения. Пилотирование с момента начала набора высоты и до точки принятия решения о посадке, в т.ч. полет по сложному маршруту в режиме огибания рельефа местности и применение оружия или включение разведоборудования в заданной точке могла выполнять автома­тическая система управления. Взаимодейс­твие оборудования, вооружения, спецсистем и исполнительных механизмов системы уп­равления обеспечивал цифровой компьютер «Вердан», разработанный в США для палуб­ного бомбардировщика А-5 «Виджилент».

 

 

Правда, все электронные приборы, как и исполнительные механизмы систем, работа­ли только с аналоговыми сигналами, и для интеграции их и ЦВМ пришлось установить на борту множество аналого-цифровых и цифро-аналоговых пре­образователей.

 

Радиолокаторы бокового обзора работали в О-диапазоне и да­вали кроме картинки на индикаторе в кабине еще и изображение местности с высоким разрешением на фотопленке. На специальной лазерной установке его можно было посмотреть в виде объемной голограммы или распечатать. Для обзора и фиксации изображения местности в передней полусфере можно было использовать ос­новную РЛС или телевизионный прицел, который мог увеличивать изображение и «видеть» в сумерках. В полной темноте включалась станция лазерной разведки с линейным сканированием, а днем ра­ботали три плановых оптических фотоаппарата FХ126 — все это оборудование размещалось в съемном контейнере в бомбоотсеке. Наконец, в носу самолета на оба борта «смотрели» два перспек­тивных аэрофотоаппарата F95.

 

Все это оборудование и вооружение могло применяться с пре­дельно малых высот, и конструкция была рассчитана на такие по­леты. Например, алюмосиликатное лобовое стекло фонаря кабины могло выдержать столкновение с птицей весом в 11 фунтов (около 5 кг) на околозвуковой скорости и имело систему, которая смывала следы разбивавшихся о его поверхность насекомых.

 

Новые подходы к выбору пропорций и компоновке агрегатов позволили обойтись без эффектной, но сложной в производстве «осиной талии», которую диктовало проектировщикам фюзеляжей известное правило площадей. Кроме того, поджимать фюзеляж в соответствии с этим правилом часто надо было именно там, где удобно было бы разместить бомбоотсек и баки, а значит, их объем уменьшится. Если отказаться от поджатия, то аэродинамическое сопротивление самолета увеличится, но вредную добавку мож­но компенсировать за счет тонкого крыла с малым удлинением и высокой нагрузкой на метр площади, а также за счет экономичных двигателей.

бомбардировщик вулкан, летающая лаборатория, испытания трдф
Летающая лаборатория для испытаний ТРДФ B.Ol.22R самолета TSR.2 на базе бомбардировщика «Вулкан»

Двигатели истребителя «Лайтнинг» Роллс-Ройс «Эйвон» Mk.301R имели хорошую высотность и на форсаже, и без дожи­гания. Первоначально Пейдж ориентировался на их дальнейшее развитие RB.142, но по условиям контракта он был обязан взять двигатели Бристоль «Олимп». Его особенностью была впервые примененная англичанами двухвальная схема. Газогенератор со­стоял из двух каскадов — воздух поступал в компрессор низкого давления (КНД), вращавшийся на сравнительно малых оборотах, проходил первый цикл сжатия и попадал в компрессор высокого давления (КВД), обороты которого были больше. Горячие газы из камеры сгорания также раскручивали две турбины — первая вра­щала КВД, а вторая, на которую попадал газ, уже частично потра­тивший свою энергию на 1-м каскаде турбины, приводила в движе­ние КНД. Вал этого каскада проходил внутри более короткого вала каскада высокого давления. Для получения максимальных коэф­фициентов полезного действия компрессора и турбины требуется оптимизация их скоростей вращения, что и давала двухвальная схема с независимыми «медленным» каскадом низкого давления и «быстрым» высокого. Идея выглядела замечательно просто, но фирма возилась с двигателем «Олимп» с 1947 года, только в 1957 году наконец-то начались поставки первых модификаций «Олимпа» для самолетов «Вулкан», а теперь взлетную тягу надо было увели­чить более чем вдвое, а на режиме максимальных скоростей — в четыре-пять раз!

 

«Бристоль» спроектировал модификацию «Олимп» Мк.320 (B.ОI.22R), которая фактически была новым двигателем. В ней был переделан газогенератор, появились система впрыска воды на взлете, форсажная камера, эжекторное сопло и электронная аналоговая система управления, интегрированная с САУ самоле­та. Такие кардинальные меры позволяли решить проблему тяги и расхода топлива, но разработка двигателей затянулась, а когда в декабре 1962 года первый опытный двигатель B.Ol.22R постави­ли на летающую лабораторию, в качестве которой использовали переоборудованный бомбардировщик «Вулкан», при выруливании для производства испытательного полета опытный двигатель взо­рвался.

 

 

В турбине высокого давления возникали резонансные колеба­ния из-за чрезвычайно сложно поддающегося не то что расчету, а даже простому замеру полей температур и давлений взаимодейс­твия горячего потока газов из камеры сгорания и охлаждающего лопатки воздуха. Для устранения этого опасного явления пришлось многократно переделывать и сопловой аппарат камеры сгорания, лопатки и систему подачи холодного воздуха, действуя «методом научного тыка», что занимало очень много времени и стоило чрез­вычайно дорого.

 

В 1964 году, когда первый опытный самолет был почти готов, во время стендовых испытаний разрушился вал одного из каска­дов двигателя. В полете это неизбежно привело бы к пожару, так как обломки полетели бы туда, где на TSR.2 были топливные баки и магистрали гидравлики. Валы и опорные подшипники пришлось снова менять, но фирма не могла отказаться от наиболее спорного решения — корпуса компрессора типа «колокол».

шасси самолета, бомбардировщик tsr2, стратегический бомбардировщик
Шасси, рассчитанные на короткие грунтовые аэродромы, стали главной проблемой TSR.2

Согласно законам газодинамики, сечение канала компрессора должно постоянно сужаться, а длина лопаток — уменьшаться, т.е. самый большой диаметр и самые длинные лопатки должны быть на входном каскаде, а самый маленький диаметр и самые короткие лопатки — на последнем, за которым находится камера сгорания. Конструкторы фирмы «Бристоль» пошли по самому простому пути, сделав сужающийся наружный корпус компрессора, тогда как в СССР, например, предпочитали делать расширяющийся главный вал. Это привело к целому ряду проблем с прочностью и корпуса, и вала, а также к возникновению опасных резонансных явлений. У любого компрессора есть обороты, на которых его собственные ко­лебания совпадают с колебаниями, возникающими под действием проходящего потока воздуха. Но если в цилиндрическом корпусе неизбежные резонансные явления сравнительно слабы, то корпус типа «колокол» испытывает мощнейший скачок нагрузок. Ко всему прочему «колокол» дал свою добавку в шумовой спектр, сделав «Олимп» самым голосистым английским авиадвигателем. Однако существенная экономия массы и отсутствие времени на создание нового двигателя не давали возможности заменить его.

 

 

Но задержка с силовой установкой не была единственной при­чиной срыва сроков начала испытаний. К концу 1962 года была го­това лишь часть агрегатов и систем, на остальные завод концерна ВАС в городе Вэйбридж даже не получил чертежи, хотя послед­ний пакет документации должен был поступить еще 30 июля 1960 года.

испытания бомбардировщика, самолет tsr2, британский самолет
Наземная отработка самолета TSR.2 перед испытаниями шла долго и трудно

Причиной была как сложность новой работы, так и изменения, которые продолжали вноситься в задание и после начала рабочего проектирования, что вынуждало по нескольку раз делать уже вы­полненную работу. Еще в ходе проектирования Р.17 конструкторы «Инглиш Электрик» разработали оригинальные основные опоры шасси с двумя колесами, расположенными в тандем на каждой из стоек. Но когда в спецификацию ввели требование работы с грун­товых аэродромов длиной до 1300 м, пришлось спешно переде­лывать шасси под колеса низкого давления и менять параметры амортизаторов. Под них надо было увеличить ниши, что было осо­бенно сложно в зоне мотоотсеков.

 

Новые требования к взлетно-посадочным характеристикам от­разились и на крыле. Главными критериями, которые определили его геометрию, были достижение сверхзвуковых скоростей как у земли, так и на большой высоте, а также сохранение статической и динамической устойчивости во всем диапазоне чисел Маха, в том числе и в полете на предельно малых высотах, где самолет подвержен воздействию сильных вертикальных потоков нагрето­го или холодного воздуха. Первоначально конструкторы выбрали треугольное крыло с высокой удельной нагрузкой и малым удли­нением, однако получить заданные длины разбега и пробега с ним не вышло и перешли к трапециевидному крылу. Его площадь при­шлось увеличить, а прибавку сопротивления компенсировали за счет уменьшения относительной толщины профиля до 4%.

 

Увеличение хорд концевой части консолей позволило всю за­днюю кромку занять необычно развитым для сверхзвукового са­молета двухщелевым закрылком, хвостовая секция которого на посадке опускалась на угол 50 градусов, а срыв потока при таком значительном отклонении предотвращала система сдува пог­ранслоя.

 

 

Дополнительную подъемную силу удалось получить также за счет придания верхней и нижней поверхностям фюзеляжа от крыла и до сопел двигателей почти плоской формы с небольшим скруглением в углах. Эта добавка могла бы быть и больше, если бы удалось реализовать подкрыльевой воздухозаборник, который был заложен в проект Р.17А. Но отсутствие опыта проектирования подобных входных устройств и вынужденное увеличение длины двигателя заставило переделать воздухозаборник по типу фран­цузских самолетов «Мираж».

 

Расчетные скорости отрыва и касания земли снизились, но вместо элеронов пришлось поставить дополнительные секции закрылков, а необычно широкий диапазон центровок, высот, ско­ростей и перегрузок и без того создавал серьезные проблемы разработчикам системы управления. Тонкое крыло не позволяло заменить элероны интерцепторами, тогда был введен режим диф­ференциального отклонения цельноповоротных консолей горизон­тального оперения.

 

Расчеты показали, а продувки в аэродинамической трубе под­твердили, что на посадке на треугольных консолях оперения из-за влияния крыла возникает срыв потока и оно теряет свою эффек­тивность. Устранить это явление удалось лишь путем установки на стабилизаторе неких аналогов закрылков — плоскостей, которые отклонялись в ту же сторону, в которую и само цельноповоротное оперение при работе в качестве руля высоты.

первый полет бомбардировщика, борт sr219, стратегический бомбардировщик tsr 2
Первый полет опытного борта XR219, единственного летавшего TSR.2

В полете на сверхзвуковой скорости длинный фюзеляж созда­вал сложную систему скачков уплотнения, которая мешала рулю направления перераспределять давление по всей поверхности вертикального оперения и создавать достаточный демпфирующий или управляющий момент. Восстановить нормальное управление в канале рыскания удалось только сделав весь киль цельноповорот­ным. Аналогично пришлось поступить и американцам при проекти­ровании самолета А-5, а позже — и ОКБ Туполева на стратегичес­ком бомбардировщике Ту-160.

аэродинамика самолета, законцовка крыла, бомбардировщик tsr 2
Особенности аэродинамики вынудили сделать на TSR.2 отогнутые вниз законцовки крыла

Но теперь на определенных режимах эти моменты стали избы­точными — и самолет становился динамически неустойчив. Опас­ную раскачку по крену устранили, отогнув законцовки крыла вниз, что понижало устойчивость по крену и рысканию, а также делало управление «мягче».

Четыре независимых гидросистемы, две основных и две ава­рийных электросистемы обеспечивали двойное резервирование всех каналов управления, выпуска шасси и торможения, везде был предусмотрен и аварийный механический резерв. Все оборудова­ние было спроектировано по принципу «безопасного отказа», т.е. даже одновременный выход из строя многих его компонентов не проводил к появлению аварийной ситуации на борту.

 

 

Для отработки чрезвычайно сложной системы управления TSR.2 пришлось создать стенд полунатурного моделирования, на котором были установлены кабина экипажа с комплектной САУ и все поверхности управления, а нагрузки на них задавались спе­циальными силовыми приводами, которые управлялись внешней вычислительной машиной, рассчитывавшей «параметры полета» в каждый момент времени. Этот стенд в дальнейшем использовал­ся в качестве тренажера летчиками-испытателями и строевыми пилотами, которых уже начали готовить к переучиванию на новый разведчик-бомбардировщик.

 

 

Продолжение следует.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.

Новости о науке, технике, вооружении и технологиях.

Подпишитесь и будете получать свежий дайджест лучших статей за неделю!