Летательные аппараты нетрадиционных схем

Глава 4 Летательные аппараты с треугольным крылом

В англо-американской научной литературе летательные аппараты с треугольным крылом получили обобщающее название «аппараты с дельтавидным крылом» из-за того, что форма таких крыльев напоминает одноименную греческую букву. К этому классу летательных аппаратов обычно относят две принципиально различные группы летательных аппаратов - боевые самолеты военного назначения и некоторые типы гражданских летательных аппаратов (в том числе балансирные планеры - дельтапланы и ультралегкие летательные аппараты).

Применение треугольных крыльев вошло в практику авиастроения примерно с 1950-х гг. для самолетов с высокими летно-техническими характеристиками и примерно с 1980-х гг. для планеров и ультралегких летательных аппаратов. И в той, и в другой области для развития техники создания летательных аппаратов с треугольным крылом потребовалось решить ряд проблем.

Самолет с треугольным крылом в принципе можно рассматривать как летательный аппарат схемы «бесхвостка» с крылом большой (более 45°) стреловидности по передней кромке, у которого площадь перед прямой линией, соединяющей задние кромки законцовок крыла, заполнена конструкцией. Это существенно увеличивает площадь крыла по отношению к его размаху и дает малое значение удлинения крыла (отношения размаха крыла к САХ — средней аэродинамической хорде). Для летательных аппаратов с треугольным крылом это отношение близко к 2. В случае крыльев сложных форм, для которых трудно определить величину САХ, удлинение обычно рассчитывается как частное от деления квадрата размаха на площадь крыла. Для крыльев этого типа необходимая площадь крыла может быть получена при существенно меньшем размахе, чем на крыльях другого типа. Одна из отличительных особенностей современных скоростных летательных аппаратов с треугольным крылом состоит в том, что практически все они являются реактивными. Летательные аппараты этого типа оснащались винтовыми двигателями только до середины 1940-х гг., а затем винтовые двигатели использовались на самолетах этого типа лишь в экспериментальных целях.

ДОСТОИНСТВА

Основным достоинством треугольных крыльев считается возможность существенно уменьшить размах и обеспечить увеличение жесткости и снижение массы крыла. Более того, так как крылья этого типа обыкновенно имеют корневые хорды большой длины, физическая толщина крыла в корневом сечении при заданной из аэродинамических соображений относительной толщине профиля оказывается достаточно большой, что позволяет размещать в крыле дополнительную часть полезной нагрузки (топливо и оборудование) и, таким образом, существенно снизить аэродинамическое сопротивление за счет уменьшения размеров фюзеляжа. По этой схеме обычно строились тяжелые самолеты типа бомбардировщиков. С другой стороны, некоторые одноместные истребители с крылом такого типа имеют фюзеляжи достаточно больших размеров по сравнению с размерами крыла, что свидетельствует о стремлении проектировщиков использовать преимущества малого размаха крыла при обеспечении заданной площади.

НЕДОСТАТКИ

Чем меньше размах крыла, тем ниже его способность парировать тенденцию самолета совершать вращательное движение в направлении, противоположном направлению вращения воздушного винта силовой установки. Примером этого может служить самолет XFY-1 фирмы «Конвэр» — винтовой самолет с мощностью турбовинтового двигателя, достаточной для обеспечения вертикального взлета. Самолет, имеющий столь высокую тяговооруженность и одиночный воздушный винт, при работе силовой установки на максимальных оборотах практически должен вращаться вокруг продольной оси. Для того чтобы избежать этого, проектировщики использовали соосные винты противоположного вращения. Этот пример показывает компромиссный характер процесса выбора конструктивно-компоновочной и аэродинамической схемы самолета, особенно в тех случаях, когда конструкторы пытаются наиболее полно использовать некоторое преимущество той или иной схемы.

Еще одним присущим всем треугольным крыльям недостатком является то, что в большинстве практических применений традиционная механизация задней кромки такого крыла не может быть эффективно использована в целях уменьшения посадочной скорости. Величина максимального плеча этих поверхностей механизации или управления относительно центра масс самолета такова, что они действуют больше как рули высоты, чем как органы взлетно-посадочной механизации. Этот недостаток несколько компенсируется тем, что летательные аппараты с треугольным крылом могут совершать полет при значительно большем угле атаки, чем самолеты с традиционными крыльями, создавая при этом большую подъемную силу, что позволяет выполнять посадку при меньших скоростях. Кроме того, для остановки самолета после выполнения достаточно скоростной посадки обычно используются тормозные парашюты. За исключением сверхзвуковых пассажирских самолетов, созданных в 1970-е гг., все скоростные самолеты с треугольным крылом являются военными.

Имевший место в середине 1970-х гг. новый подъем интереса к планеризму в наибольшей степени проявился по отношению к крылу Рогалло (дельтапланам). Летательный аппарат этого типа был создан Фрэнсисом М. Рогалло, сотрудником Национального управления США по аэронавтике и исследованиям космического пространства в качестве некоего варианта планирующего парашюта для доставки с воздуха различных грузов. Однако вскоре летательные аппараты этого типа стали оснащаться силовыми установками, примерно так же, как это происходило в конце 1950-х гг. Хотя поставленных задач по воздушной транспортировке грузов с помощью крыла Рогалло в полном объеме решить не удалось, разработанная схема была с энтузиазмом встречена планеристами. Низкая скорость и чрезвычайная простота конструкции этого летательного аппарата дают ряд существенных преимуществ по сравнению с традиционными жесткими конструкциями сопоставимого уровня летно-технических характеристик. Более того, дельтаплан можно свернуть и перевозить на крыше автомобиля и даже хранить в домашних условиях.

Наиболее привлекательным достоинством дельтаплана является его простота. Дельтаплан состоит, по сути дела, из куска ткани типа парусины, натянутой между тремя алюминиевыми трубками, образующими две передние кромки и центральную балку. До тех пор, пока крыло обладает поступательной скоростью и поток обтекает его с положительным углом атаки, дельтаплан «наполнен» воздухом аналогично тому, как это происходит с парашютом, и способен создавать подъемную силу (рис. 4.1).

Рис. 4.1. Типичный пример одного из первых балансирных планеров типа дельтаплана.

Может показаться несколько странным, что стремление улучшить летные характеристики дельтапланов привело к тому, что они в значительной степени изменили свою дельтавидную форму. Постепенно размах традиционного «крыла Рогалло» увеличивался, а хорда уменьшалась до тех пор, пока планеры этого типа по форме в плане не приблизились к традиционным «бесхвосткам» с крылом умеренной стреловидности по передней кромке.

До начала дельтапланного бума было создано несколько любительских винтовых аппаратов с треугольными крыльями (в то время малоразмерные реактивные двигатели, пригодные для любительских летательных аппаратов, отсутствовали). Эти самолеты оснащались силовыми установками малой мощности, поэтому тенденция увода в движении крена практически отсутствовала, что позволило использовать треугольные крылья малого размаха.

Спроектированный Александром Липпишем планер DM-1 спал первым самолетом рассматриваемого в данной главе класса. Стреловидность крыла по передней кромке составляла 60°, а задней — 15°. Планер был создан в конце второй мировой войны как натурный планирующий макет проектируемого самолета-истребителя с ПВРД. DM-1 разрабатывался с целью проверки возможности обеспечения приемлемых пилотажных характеристик самолета такой схемы при малых скоростях полета. В условиях отсутствия опытного образца самолета, оснащенного достаточно мощной силовой установкой, скоростные аэродинамические данные планировалось получить в аэродинамической трубе. Аэродинамические данные в области промежуточных скоростей были получены при летных испытаниях, в ходе которых DM-1 буксировался на большую высоту (примерно 7600 м или более), после чего происходили отделение самолета и его свободный полет. DM-1 должен был разгоняться до требуемой по программе испытаний скорости в процессе затяжного пикирования. Относительно малая масса этого планера не позволяла ему развивать в пикировании очень большую скорость. Максимальная скорость в пикировании составляла примерно 558,7 км/ч.

При создании планера DM-1 Липпишу помогали две группы инженеров-энтузиастов авиационной техники из Дармштадтского и Мюнхенского университетов (планер получил свое название по начальным буквам этих городов).

Если не учитывать отсутствие двигателя, то DM-1 представлял собой полностью завершенный самолет, оснащенный в том числе трехопорным убирающимся шасси. Для обеспечения минимальной массы конструкции самолет был изготовлен из древесины, а в качестве обшивки использовалась тонкая авиационная фанера. Кроме новаторской формы крыла, уникальной особенностью конструкции являлось то, что кабина представляла собой корневую часть передней кромки вертикального оперения большой относительной толщины (рис. 4.2, 4.3).

Рис 4.2. Деревянный планер Липпиша DM-1, созданный в конце второй мировой войны.

Рис. 4.3. Планер Липпиша DM-1 - первый летательный аппарат с треугольным крылом.

DM-1 попал в руки американских оккупационных сил, после чего использовался в США для проведения испытаний в 1945 г. Полученные результаты были столь обнадеживающими, что фирма «Конвэр» получила контракт на разработку и постройку реактивной модификации этого планера. DM-1 в настоящее время находится в музее ВВС США около г. Дейтон (шт. Огайо).

Потенциально высокие характеристики DM-1 способствовали принятию ВВС США решения о дальнейшей разработке проекта и созданию на его основе серийного истребителя.

Контракт на выполнение этой работы, предусматривающей постройку одного экспериментального реактивного самолета (модель 7002), получила фирма «Конвэр». Хотя этот самолет и не являлся боевым, вскоре ему было присвоено обозначение XF-92A (рис. 4.4, 4,5).

Рис. 4.4. Первый успешно летавший самолет с треугольным крылом американский XF-92A фирмы «Конвэр».

Рис. 4.5. Самолет XF-92A. На правой консоли крыла установлены визуализаторы потока для проведения аэродинамических исследований.

Новый самолет был близок по схеме к DM-1, что и не удивительно, поскольку в роли консультанта выступал Александр Липпиш. Стреловидность крыла составляла 60°, но относительная толщина профиля была существенно меньше, чем на DM-1. Кроме того, на

XF-92A отсутствовало характерное для DM-1 сочетание кабины и киля большой относительной толщины. Самолет оснащался двигателем J33A фирмы «Эллисон» тягой 20,4 кН. Первый полет самолета состоялся 18 сентября 1948 г.

Успех программы 7002/XF-92A привел к созданию всепогодного истребителя F-102 «Дельта Деггер» (рис. 4.6).

Рис. 4.6. Серийный истребитель F-102 «Дельта Деггер».

F-102 стал первым в США принятым на вооружение самолетом с треугольным крылом. С 1953 г. было построено 1088 таких машин. По сравнению с XF-92 фюзеляж самолета претерпел значительные изменения, а крыло увеличено (в масштабе 1,22:1).

Войсковые Испытания опытного образца YF-102 начались 24 октября 1953 г.

Хотя на самолете был установлен двигатель J57P-23 фирмы «Прагт-Уитни» тягой 77 кН, он не смог превысить скорость звука. После перепроектирования фюзеляжа в соответствии с правилом площадей (по разработанным Ричардом Уиткомбом рекомендациям) эта проблема была решена.

Первые серийные самолеты F-102 стали поступать на вооружение в 1956 г. F-102 стал первым полностью «ракетным» истребителем вместо традиционного стрелково-пушечного вооружения на самолет устанавливались неуправляемые и управляемые ракеты.

111 самолетов F-102A были построены в учебном варианте с размещением инструктора и курсанта рядом, для чего фюзеляж в зоне кабины был расширен. Размах крыла самолета составлял 11,63 м, взлетная масса 12 700 кг, максимальная скорость (на высоте 11 000 м) 1328 км/ч.

Дальнейшим развитием этого самолета стал F-106A «Дельта Дарг», который сначала имел обозначение F-102B. Этот самолет (рис. 4.7) отличался конструкцией хвостовой части и воздухозаборника, а также другим двигателем (J-75 фирмы «Пратт-Уитни»).

Рис. 4.7. Истребитель F-106A фирмы «Конвэр» — результат развития концепции F-102.

Увеличение мощности силовой установки на 50 % позволило самолету F-106A достичь скорости 2450 км/ч на высоте 12 200 м. Всего в период с 1956 по 1961 гг. было построено 340 экземпляров F-106A, В и TF-106A.

«ВУЛКАН» ФИРМЫ «АВРО»

Так как треугольное крыло большой площади весьма эффективно применительно к сверхзвуковым бомбардировщикам и истребителям, такие машины стали быстро внедряться в практику авиастроения. В октябре 1954 г. фирма «Конвэр», накопившая к этому времени уже значительный опыт в области создания самолета с треугольным крылом, получила от ВВС США заказ на постройку четырехдвигательного реактивного бомбардировщика, получившего обозначение ХВ-58. Этот самолет представлял собой в принципе увеличенную копию истребителя F-102A (площадь крыла была увеличена примерно в два раза — до 143,4 м², а размах крыла составлял лишь 17,33 м). Так как крыло этого самолета было слишком тонким для размещения в нем четырех двигателей J79 фирмы «Дженерал электрик» (тяга каждого 77,6 кН), двигатели устанавливались на пилонах под крылом (рис. 4.8).

Рис. 4.8. Бомбардировщик В-58 «Хаслер» фирмы «Конвэр» с крылом, представляющим собой увеличенную копию крыла F-102.

На самолете было применено новшество — ядерные бомбы размещались не в традиционном бомбовом отсеке в фюзеляже, а в крупногабаритном подфюзеляжном контейнере, где можно было также разместить другие подвески или дополнительное топливо.

Первый из 13 экспериментальных самолетов ХВ-58 совершил свой первый полет 11 ноября 1956 г. Затем был сделан заказ на постройку 17 дополнительных опытных бомбардировщиков. После этого ВВС США заказали 86 самолетов В-58А (первый из них был поставлен в сентябре 1959 г.).

При высоких скоростях полета В-58 А — 2229,8 км/ч на высоте 12200 м-использование традиционных турельных пулеметных установок для обороны бомбардировщика оказалось нецелесообразным. Поэтому В-58А оснащался хвостовой турелью с многоствольной 20-мм пушечной установкой, целеуказание для которой выдавалось РЛС. Взлетная масса В-58 А составляла 73940 кг, а соответствующая удельная нагрузка на крыло - около 512 кг/м².

Сверхзвуковой бомбардировщик

ХВ-58 разрабатывался как увеличенный по размерам вариант истребителя, тогда как английский бомбардировщик «Вулкан» сразу проектировался как бомбардировщик, способный летать на высоких дозвуковых скоростях (примерно 1050 км/ч). Конструкторы рассчитывали максимально использовать преимущества, обеспечиваемые большой толщиной корневой части крыла, что позволяло разместить внутри крыла 4 реактивных двигателя. Предполагалось, что такое техническое решение позволит существенно снизить сопротивление по сравнению с внешней установкой двигателей, Первые модели этого бомбардировщика (опытные самолеты и серийная «модель I») имели размах крыла 30,2 м и площадь крыла около 330 м². Первый полет опытного самолета «Вулкан» состоялся 3 сентября 1953 г.

Стреловидность крыла по передней кромке была относительно невелика (50°), но законцовки крыла имели существенно большую стреловидность (начиная примерно с 3/4 размаха, рис. 4.9).

Рис. 4.9. Бомбардировщик «Вулкан» английской фирмы «Авро», крыло которого обладало достаточной строительной высотой для размещения внутри четырех реактивных двигателей.

На первых моделях бомбардировщика (включая серийную «модель I») использовались раздельно элероны и рули высоты; на серийных бомбардировщиках, начиная с «модели II», устанавливались элевоны. Так как заказанные в процессе проектирования двигатели «Олимпус» с тягой 4500 даН к моменту постройки первого самолета оказались не готовы, первый опытный экземпляр вышел на летные испытания с двигателями «Эвон» тягой 2950 даН фирмы «Роллс-Ройс». Серийный бомбардировщик («модель II») имел увеличенный на 3,66 м размах крыла и оснащался двигателями фирмы «Роллс-Ройс» тягой 90,7 кН каждый.

Высокие скорости полета, характерные для бомбардировщика «Вулкан», исключили необходимость установки на нем оборонительного вооружения. Этот самолет был способен нести ядерные бомбы или до 9,5 т обычных бомб.

Построенный в 1954 г. французский легкий самолет «Кати 49В» не поддается точной классификации. Крыло этого самолета, строго говоря, не отнесено к крыльям типа «дельта», потому что и задняя кромка этого крыла имеет значительные углы стреловидности (рис. 4.10).

Рис. 4.10. Небольшой французский самолет «Пайен 49В», на конструкцию которого сильное влияние оказал планер Липпиша DM-1.

В то же время малое удлинение крыла хорошо соответствует характеристикам именно треугольных крыльев, затрудняя классификацию этой машины как самолета схемы «бесхвостка». Следует отметить, что конструктор этого самолета Н. Пайен известен в истории авиации как создатель конструкций летательных аппаратов, не подчиняющихся общим канонам (см., например, описание самолета РА-22 в гл. 16).

«Кати» построен в основном из древесины; в качестве силовой установки использовался небольшой реактивный двигатель «Палас» фирмы «Тюрбомека» (тяга 3,31 кН). Этот самолет имел много общего с планером Липпиша DM-1. Размах его крыла 5,16 м; площадь крыла 11,25 м²; удлинение крыла 2,38; взлетная масса 649 кг; максимальная скорость 499 км/ч. Так как «Кати» был построен в экспериментальных целях, достижение максимальных летно-технических характеристик не являлось основной задачей проекта. Поэтому самолет был оснащен неубирающимся шасси.

К уникальным особенностям конструкции этого самолета следует отнести использование расщепляющегося руля направления. Обе половины руля направления могли открываться во внешнюю сторону (вплоть до штатного максимального угла отклонения) и выполнять функции тормозного щитка аналогично установленным на законцовках крыла рулям направления бесхвостых моделей Нортропа.

Самолеты рассматриваемого в данной главе класса не обязательно должны иметь крыло в виде идеального треугольника (примером отступления от этой формы служит крыло бомбардировщика «Вулкан»). Более того, применение крыльев данного типа вовсе не ограничивается аэродинамической схемой «бесхвостка». Фирма «Дуглас эркрафт» из г. Лонг-Бич (шт. Калифорния) разработала два серийных самолета, иллюстрирующие эти соображения.

Первым из этих самолетов был F4D «Скайрей», палубный истребитель для авиации ВМС США. Первый полет опытного самолета этого типа — F4D1 — состоялся 23 января 1951 г. Самолет был оснащен одним турбореактивным двигателем J35 фирмы «Эллисон» (тяга 2270 даН), который впоследствии предполагалось заменить двигателем J40 фирмы «Вестингауз». Характерная особенность F4 - плавное сочленение корневой части крыла с фюзеляжем, позволяющее разместить значительный по своим габаритным размерам двигатель. Крыло самолета имело довольно большое сужение; в районе законцовок кромки крыла мягко скруглены (рис. 4.11, 4.12).

Рис. 4.11. Самолет с треугольным крылом F4D-1 «Скайрей» фирмы «Дуглас» палубный истребитель ВМС США.

_{… Рис. 4.12 отсутствует…}

В корневой части крыла размещены боковые воздухозаборники треугольной формы. Для уменьшения размаха крыла (10,2 м) при хранении в ангарах авианосца законцовки крыла отклонялись вверх.

В период с июня 1954 г. по декабрь 1958 г. было построено и поставлено авиации ВМС США 420 самолетов F4D1. Серийный вариант этого самолета (с двигателем J57 фирмы «Пратт-Уитни», развивающим тягу 4400 даН на режиме «максимал» и 4760 даН на форсаже) имел максимальную скорость 1120 км/ч. Вооружение самолета состояло из 4 пушек калибра 20 мм и до 1800 кг неуправляемых ракетных снарядов.

Фирма предпринимала усилия, направленные на преодоление общей тенденции к увеличению массо-габаритных характеристик одноместных боевых самолетов. В 1950 г. в рамках этой деятельности конструктор фирмы «Дуглас» Эдвард Х.Хайнеман получил задание создать легкий боевой самолет. В результате был разработан самолет Л413-1«Скайхоук», получивший прозвище «револьвер Хайнемана» (из-за своих летно-технических — характеристик). Этот самолет являлся (и является в настоящее время) скорее ударным самолетом, чем истребителем. Опытная машина XA4D-1 совершила первый полет 22 июля 1954 г. Самолет оснащался двигателем J65 фирмы «Райт» (американский вариант английского двигателя «Сапфир» фирмы «Армстронг-Сиддли»). Хотя самолет оснащен классическим треугольным крылом с прямыми передними кромками и острыми законцовками, имеется и горизонтальное оперение (форма горизонтального оперения повторяет форму крыла). В небольшом фюзеляже размещается крупный реактивный двигатель, а в тонком крыле (размах 8,38 м) остается очень мало объемов для размещения топлива (рис. 4.13).

Рис. 4.13. Ударный самолет авиации ВМС США A-4D с треугольным крылом. В отличие от других самолетов этого типа A-4D имеет оперение, а на крыле элероны и традиционные закрылки.

Поэтому самолет «Скайхоук» в своей «чистой» конфигурации имеет малый радиус действия. Дополнительное топливо может быть размещено в подвесных топливных баках, а современный метод воздушной дозаправки топливом с помощью топливозаправочной штанги (см. гл. 15) позволяет существенно увеличить радиус действия самолета и использовать подкрыльевые точки подвески для установки боевой нагрузки. Вооружение самолета состоит из двух пушек калибра 20 мм и до 152 кг бомб. Максимальная скорость при взлетной массе 7470 кг составляла 918 км/ч (на высоте уровня моря).

Серийное производство самолетов A4D (А4 с 1962 г.) можно считать рекордным в период с августа 1954 г. по февраль 1979 г. было поставлено примерно 2960 самолетов этого типа. В истории авиации не так уж много примеров, когда боевой самолет выпускается промышленностью на протяжении четверти века. В 1957 г. самолеты этого типа стали оснащаться двигателями J52 фирмы «Пратт-Уитни» (тяга 5080 даН). Эта модификация самолета получила обозначение A4D-3. Было разработано много различных модификаций этого самолета; последняя из них — А4-М.

Тот факт, что треугольное крыло используется в основном на скоростных военных самолетах с реактивной силовой установкой, не отпугнул авиалюбителей-самодельщиков от попыток использовать крыло этого типа в своих конструкциях. Их не смутило даже то, что получивший широкую рекламу первый самолет этого типа разбился в первом же вылете, причем в катастрофе погиб и летчик. Этот винтовой самолет по любительским стандартам был весьма совершенным. К сожалению, летчик не обладал достаточной квалификацией для выполнения полета на новом недостаточно освоенном самолете.

• «Дельта Киттен» М. Бейкера

Первым весьма успешным любительским самолетом описываемого типа стал построенный в 1960 г. Марионом Бейкером из г. Экрона (шт. Огайо) самолет «Дельта Китген», оснащавшийся установленным в носовой части фюзеляжа поршневым двигателем фирмы «Континенталь» мощностью 86 л. с. (62,5 кВт). Самолет имел цельнометаллическую конструкцию, что в те годы было довольно редким среди любительских самолетов, и напоминал планер Липпиша DM-1 по компоновочной схеме вертикального оперения и кабине летчика (рис. 4.14).

Рис. 4.14. Винтовой самолет с треугольным крылом «Дельта Киттен», построенный авиаконструктором М. Бейкером. Заметно влияние планера Липпиша DM-1 и самолета «Пайен».

Бейкер решил не приступать сразу к созданию натурного образца своего самолета, а сначала тщательно проверил свой проект на масштабной летающей модели с бензиновым двигателем.

• «Дельта» Дж. Дайка

Несколько иной подход к созданию любительского самолета с треугольным крылом был предпринят в 1964 г. Джоном Дайком из Фэрнборна (шт. Огайо). Он построил четырехместный самолет (что также крайне редко встречается среди самодельщиков) и использовал довольно мощный двигатель — 180 л. с. (132 кВт). В конструкции самолета, в том числе и его крыла, широко использованы фермы из стальных труб. Размах крыла самолета 6,71 м.

Крыло самолета, строго говоря, не является треугольным, а скорее напоминает ромб из-за значительной обратной стреловидности задней кромки (рис. 4.15).

Рис. 4.15. СамолетД. Дайка «Дайк Дельта». Его название не совсем соответствует схеме: крыло имеет скорее трапециевидную форму.

Применение такого крыла позволяло получить большую длину корневой хорды, сопряженной с относительно широким фюзеляжем. Верхняя часть фонаря кабины имела форму аэродинамического профиля, начиная от козырька, что обеспечивало создание дополнительной подъемной силы. «Дельта» Дж. Дайка показала столь хорошие летные характеристики, что конструктор этого самолета разработал модификацию JD-2, предназначенную для коммерческих целей. Некоторое количество этих самолетов было построено другими авиаторами. Максимальная скорость полета «Дельты» составляла 306 км/ч при взлетной массе 816,5 кг.

Одним из наиболее жарких политических конфликтов в области международной гражданской авиации стала история создания и эксплуатации западноевропейского сверхзвукового пассажирского самолета. Стоимость разработки такого самолета, достаточно крупного для обеспечения воздушной транспортировки экономически целесообразной полезной нагрузки, выходила за финансовые возможности любой отдельно взятой западной авиационной фирмы. Поэтому в 1962 г. был создан совместный франко-английский консорциум для проведения работ по созданию СПС «Конкорд». В консорциум вошли две крупные фирмы французская «Аэроспасьяль» и английская «Бритиш эркрафт». Разработанные для этого самолета реактивные двигатели тягой 169,2 кН также явились результатом сотрудничества двигателестроительных фирм «Роллс-Ройс» (Великобритания) и «Снекма» (Франция).

Первый опытный самолет «Конкорд» (рис. 4.16) совершил первый полет 2 марта 1969 г., однако пальма первенства по выполнению полетов на таких самолетах принадлежит близкому по схеме советскому самолету Ту-144, впервые вылетевшему 31 декабря 1968 г. Ту-144 был передан в эксплуатацию 25 октября 1975 г. Столь значительный временной разрыв между первым вылетом опытного самолета и передачей серийной машины в эксплуатацию является показателем огромного объема доводочных работ, требуемых для столь сложного самолета.

Рис. 4.16. Сверхзвуковой пассажирский самолет «Конкорд» с удлинением крыла меньше 1,0 (корневая хорда несколько превышает размах крыла).

Коммерческая трансатлантическая эксплуатация серийных самолетов «Конкорд» была официально открыта 24 мая 1976 г. К числу эксплуатационных недостатков самолетов этого типа следует отнести ограничение полетов на сверхзвуковых скоростях: мощный акустический удар, возникающий при сверхзвуковом полете, считается недопустимым для заселенных территорий, поэтому полный потенциал использования сверхзвуковых пассажирских самолетов довольно трудно реализовать.

«Конкорд» способен перевозить до 128 пассажиров при крейсерской скорости полета, соответствующей М = 2,04 на высоте 15 600 м. Всего было построено 16 самолетов «Конкорд». Энергетический кризис 1970-х гг. и запреты на полеты и посадку сверхзвуковых пассажирских самолетов привели к тому, что эксплуатация этих машин существенно ограничена.

Этот наиболее типичный самолет с треугольным крылом обладал самыми высокими летно-техническими характеристиками среди машин своего класса. SR-71 способен летать со скоростью 3530 км/ч (М > 3) и достигать высоты 25900 м (рис. 4.17).

Рис. 4.17. Американский самолет SR-71 фирмы «Локхид», получивший название «Блэкберд», один из самых скоростных и высотных самолетов в мире на протяжении многих лет. Отметим сложную форму кромки крыла и наклон килей вертикального оперения.

Номер «71» является номером из семейства самолетов серии «В». Буквой В ВВС США традиционно обозначают бомбардировщики, а буквы SR обозначают «стратегический разведчик». Самолет поступил на вооружение в 1966 г. Было построено несколько модификаций истребительного назначения. Эти самолеты получили обозначение F-12A (буква F в ВВС США обозначает «истребители», причем нумерация самолетов-истребителей началась снова после постройки F-111; новая нумерация бомбардировщиков началась после постройки В-87).

Более 90 % конструкции планера SR-71 изготовлено из титановых сплавов, так как аэродинамический нагрев при полете с большими скоростями приводит к повышению температуры обшивки до ~ 650 °C. Для частичного охлаждения конструкции за счет излучения самолет выкрашен в черный цвет. Отсюда появилось неофициальное название этого самолета «Блэкберд» («Черный дрозд»), SR-71 до сих пор находится на вооружении, несмотря на свой «преклонный возраст».[10]