Список статей

Золушка, не ставшая принцессой

О самолете TSR.2

В середине 1950-х стало ясно, что несмотря на постоянное совершенствование, основной средний бомбардировщик Королевских воздушных сил «Канберра» скоро не будет отвечать требованиям военных. Реактивная авиация развивалась бурными темпами, и самолет, совершивший первый полет в 1949-м, через 10 лет уже устарел.

Одной из причин морального старения «Канберры» стало стремительное развитие средств ПВО. С появлением таких ЗРК, как С-75, знаменитый авиационный девиз «выше, дальше, быстрее» в отношении слова «выше» свою актуальность потерял. Требовались ударные самолеты, способные прорывать ПВО и наносить удары на малых высотах. Полет на малой высоте позволял «поднырнуть» под нижнюю границу высотности тогдашних ЗРК и, кроме того, затруднял обнаружение с помощью РЛС.

Первым ударным самолетом английских ВВС, спроектированным под новую тактику, стал «Бэканир». Однако он почти вдвое уступал по дальности «Канберре», а его оборудование, хотя и более совершенное, чем на «Канберре», позволяло наносить удары в сложных метеоусловиях только по радиоконтрастным целям, преимущественно по кораблям противника. ВВС для действий на европейском ТВД требовался принципиально иной самолет.

К разработке технического задания на бомбардировщик, способный выполнять задания в условиях сильного противодействия средств ПВО в простых и сложных метеоусловиях, ВВС приступили в 1956-м. Новый самолет предназначался для нанесения ракетно-бомбовых ударов ядерным и обычным оружием и разведки в глубоком тылу противника. В полете на больших высотах он должен был развивать скорость, соответствующую числу М=2. В январе 1959-го ВВС заключили контракт на разработку бомбардировщика/разведчика TSR.2 (тактический ударно-разведывательный самолет двухместный) с фирмой Vickers, которая должна была работать совместно с English Electric.

Создание TSR.2 значило для авиапромышленности Великобритании примерно то же самое, что и освоение Ту-4 для советской. Впервые английский самолет разрабатывался как система оружия в комплексе со всеми бортовыми и наземными средствами, а на разработчика самолета возлагалась ответственность за все установленное на нем оборудование. Впервые созданию бортового радиоэлектронного оборудования (БРЭО) уделялось внимание едва ли не большее, чем планера.

Выбор двух, а не одной фирм подрядчиков, объяснялся тем, что ни проект Vickers, ни English Electric не удовлетворяли заданию. В то же время инженеры фирмы Vickers дальше, чем их коллеги, продвинулись в исследовании особенностей сверхзвукового полета и спроектировали более удачное крыло. Но и специалисты English Electric, тщательно проработавшие вопросы размещения БРЭО, сделали лучший фюзеляж. Военные попытались объединить два проекта, взяв от них лучшее.

При полномасштабном проектировании самолета от кончика ПВД до задней стенки кессона крыла простиралась вотчина фирмы Vickers, остальное досталось инженерам English Electric. После слияния в 1960-м обеих фирм в единую Британскую авиационную корпорацию — BAC, «раздел» самолета по-прежнему сохранился, хотя руководство работ упростилось. Кстати, одной из причин образования BAC стала именно разработка TSR.2.

Ключевым фактором в проектировании планера стал учет влияния турбулентности воздуха при полете на малой высоте с околозвуковой скоростью. Нагрузки от возмущенного потока воздуха на конструкцию самолета не являются расчетными, при выполнении резких маневров перегрузки достигают гораздо больших значений, однако именно нагрузка от турбулентности определят ресурс планера, оказывая заметное влияние на усталостную прочность.

Исследованием проблем влияние турбулентности на конструкцию скоростного самолета и его пилотирование вблизи земли англичане стали заниматься еще до начала проектирования TSR.2. Изучался широкий круг вопросов: влияние на усталостную прочность, аэродинамику, устойчивость и управляемость, вибрацию самолета. Именно эти исследования позволили специалистам Vickers разработать треугольное крыло малого удлинения с большим углом стреловидности. Профиль крыла подобран так, что подъемная сила оставалась практически постоянной в широком диапазоне углов атаки, и, следовательно, оно оказывалось мало чувствительным к порывам воздуха.

Компоновка самолета в полной мере отвечала моде конца 1950-х начала 1960-х годов: самолет-ракета. Крылья необходимы лишь для того, чтобы оторвать машину от земли. Большую часть полета коэффициент подъемной силы крыла близок к нулевому значению, поэтому основной компонентой лобового сопротивления самолета является волновое сопротивление, сопротивление трения и потери на балансировку. Анализ уменьшения этих составляющих диктует конфигурацию фюзеляжа с большим удлинением и малой относительной толщиной, необходимость применения правила площадей. Не удивительно, что силуэт английского бомбардировщика стремителен — стрела, готовая к полету.

В отличие от своих американских сверстников, таких как F-104 Starfighter, TSR.2 исключительно гармоничен. Причем эта гармония вполне оправдана функционально. Недаром английский самолет стал примером для подражания. Начальник отдела проектов ОКБ им. Сухого О. С. Самойлович в своих воспоминаниях писал, что компоновка английского самолета оказала значительное влияние на формирование облика отечественного Су-24.

Длинный, тонкий фюзеляж с острой носовой частью большого удлинения спроектирован с учетом правила площадей. В конструкции планера наряду с алюминиевыми сплавами широко использованы титан и высокопрочная сталь. В передней части фюзеляжа установлена антенна РЛС, прикрытая радиопрозрачным коническим обтекателем со штангой ПВД на конце. В зоне кабины экипажа сечение фюзеляжа изменяется с круглого на овальное с плоскими бортами. В соответствии с правилом площадей, вблизи воздухозаборников двигателей фюзеляж имеет поджатие. От воздухозаборников до сопел двигателей фюзеляж имеет эллиптическое сечение.

Кабина экипажа расположена близко к носовой части фюзеляжа и обеспечивает летчику хороший обзор. Для кругового обзора нижней полусферы у штурмана имеется выдвижной перископ с широким полем зрения. Летчик и штурман расположены в кабине тандемом на катапультируемых креслах фирмы Martin Backer, обеспечивающих безопасное покидание самолета на стоянке. Первым катапультируется штурман.

Высокорасположенное крыло стреловидностью 60°, по передней кромке без геометрической крутки. Чтобы избежать колебательной неустойчивости по курсу на малых скоростях полета, и, наоборот, уменьшить поперечную устойчивость, крыло должно выполняться с отрицательным поперечным V. Однако использование такого крыла на TSR.2 привело бы к тому, что хвостовое оперение оказалось бы в зоне мощных вихрей, сбегающих с концов крыла и могущих привести к возникновению сильных перекрестных связей в каналах управления. Использование отогнутых вниз на 23°, законцовок крыла позволило обойти эти проблемы.

Требование обеспечить эксплуатацию бомбардировщика с ВПП ограниченных размеров привело к необходимости установить по всей задней кромке крыла двухсекционных закрылков со сдувом пограничного слоя. Эффективность закрылков увеличивали отогнутые законцовки крыла, работавшие как концевые шайбы. В результате TSR.2 имел довольно низкую посадочную скорость — 240 км/ч.

Впервые в западной практике на TSR.2 управление по крену и тангажу осуществлялось с помощью дифференциально отклоняемого стабилизатора. Еще одним оригинальным решением является установка на стабилизаторе закрылков со сдувом пограничного слоя, увеличивающие его эффективность на посадке.

Силовая установка состояла из двух ТРД Bristol Siddeley Olympus 22R с форсажными камерами (тяга на форсаже 15 000 кгс). Эти ТРД были развитием двигателя Olympus 593, разработанного для сверхзвукового пассажирского самолета Concorde. Вариант 22R предназначался специально для TSR.2 и оптимизировался для полетов с большими скоростями на малых высотах.

Боковые воздухозаборники — эллиптического сечения с подвижными полуконусами на входе и перепускными створками, расположенными на их внешних стенках.

На самолете имелась вспомогательная силовая установка Cumulus мощностью 50 л. с, использовавшаяся для запуска основных двигателей и в системе кондиционирования кабин и наддува отсеков с электронным оборудованием.

Предполагалось, что TSR.2 можно будет эксплуатировать с минимально оборудованных ВПП длиной не более 1 000 м. Уменьшению пробега, наряду с механизацией крыла и горизонтального оперения, способствовали тормозной парашют и четыре воздушных тормоза.

Конструкция трехопорного шасси позволяла рулить и взлетать даже с грунтовых полос. Носовая опора — управляемая с двумя колесами низкого давления. Для увеличения угла атаки крыла при взлете кинематика передней опоры позволяет ее удлинять. Основные стойки шасси с большим ходом амортизаторов оснащены парой колес с пневматиками низкого давления, расположенными тандемом. Опоры основных стоек крепятся к одной из силовых рам фюзеляжа, колеса и стойки полностью убираются в фюзеляж.

Бомбоотсек расположен в нижней части фюзеляжа. Специально для TSR.2 разрабатывалась ракета класса «воздух-земля» AJ.168 с телевизионной системой наведения.

Топливо размещалось в фюзеляжных баках и крыльевых баках-отсеках. Предусматривалась возможность установки системы дозаправки топливом в полете.

На TSR.2 устанавливалось совершеннейшее, даже по меркам сегодняшнего дня, бортовое электронное оборудование. С точки зрения построения прицельно-навигационного комплекса, -именно комплекса, а не набора систем, TSR.2 также представлял собой рывок в будущее. Навигационная часть комплекса строилась на основе принципа избыточности информации. Данные о местонахождении, высоте и скорости самолета вырабатывались инерциальной системой, радиолокаторами переднего и бокового обзоров и системой воздушных сигналов. Полученная информация обрабатывалась центральной аналоговой ЭВМ.

Комплекс предусматривал возможность полностью автоматизированного выполнения задания, в этом случае информация о траекторных параметрах вводилась в бортовую ЭВМ с магнитной ленты. При этом летчик со штурманом, в случае необходимости, могли взять управление на себя. В середине 1960-х прицельно-навигационный комплекс самолета TSR.2 считался самым совершенным в мире.

РЛС обзора передней полусферы предназначалась для прицеливания при бомбометании и пуска управляемых ракет, полета в режиме следования рельефу местности и картографирования. TSR.2 имел также две станции бокового обзора. Одна из них в первую очередь использовалась в качестве навигационной допплеровской РЛС, вторая — для разведки наземных целей. Последняя устанавливалась с правого борта, в рабочем режиме она осуществляла обзор нижней правой полусферы. Антенна станции выполнена довольно длинной, что позволило сформировать луч с узкой диаграммой направленности и, как следствие, хорошей, по меркам того времени, разрешающей способностью. Фиксация информации от РЛС разведки происходила на фотопленку.

Новинкой разведывательного оборудования стала оптико-электронная сканирующая система Linescan, способная «видеть» земную поверхность днем и ночью. По телеканалу данные, получаемые системой Linescan, могли передаваться на наземный КП в масштабе времени, близком к реальному. В варианте разведчика в бомбоотсеке TSR.2 предполагалось размещение фотоаппаратуры.

Все системы и оборудование спроектированы с учетом требования минимизации отказов. Так, при выходе из строя системы следования рельефу местности самолет автоматически переводится в режим набора высоты. Приводы закрылков продублированы. Система сдува погранслоя с закрылков — дублированная и может работать от любого из двух или сразу от обоих двигателей.

На этапе проектирования в самолет закладывалась возможность рассредоточенного базирования, в том числе и на заморских авиабазах, не имеющих оборудования для обслуживания такой сложной техники. Планировалось, что в случае базирования TSR.2 на таком аэродроме, ему, кроме топливозаправщика, ничего будет не нужно. Все самолетные системы на земле могут работать от бортовой ВСУ, а сложное БРЭО имеет встроенную аппаратуру самоконтроля.

Определенные мероприятия англичане провели по снижению заметности самолета в радиолокационном диапазоне. Конечно, TSR.2 — далеко не «стелc», но сама сознательная постановка подобной проблемы на заре становления ЗРК с радиолокационным наведением делает честь разработчикам.

С целью уменьшения ЭПР обшивка планера выполнена из крупноразмерных монолитных панелей. Экипаж мог совершать полет по маршруту практически в режиме радиомолчания. Основной всплеск излучения в переднюю полусферу дает передняя РЛС, неслучайно на TSR.2 навигационный режим для этого радиолокатора — вспомогательный. Основная навигационная РЛС формирует луч, направленный по нормали к борту самолета, при этом излучение в переднюю полусферу идет только за счет боковых лепестков диаграммы направленности антенны и слабо засекалось станциями радиоразведки 1960-х.

Министерство обороны Великобритании намеривалось заказать 20 опытных и предсерийных самолетов, затем первую партию из 30 машин, а общее число намеченных к постройке разведчиков-бомбардировщиков составляло 150 самолетов. Сборка первого прототипа TSR.2 завершилась на заводе фирмы Vickers в Вейнбридже в 1963-м, но первый полет самолет с бортовым номером XR219 совершил лишь 27 сентября 1969-го.


Летные испытания так и не завершились. Причины — скорее политико-экономические, нежели технические. По мнению ряда высокопоставленных лиц, стоимость программы в целом и самолета в отдельности оказалась слишком высокой. В 1960-м цена одной машины определялась в 1 500 000 фунтов стерлингов, реально только на постройку XR219 потратили в 20 раз больше, чем одной «Канберры»! Общие же затраты на программу составили порядка 125 000 000 фунтов стерлингов. Решение прикрыть программу бомбардировщика приняли в апреле 1965-го.

Другой причиной прекращения разработки и постройки TSR.2 стало проталкивание на вооружение Королевских воздушных сил американского F-111. Как известно, «американца» англичане на вооружение так и не приняли, но и свой проект до ума не довели. Отчасти альтернативой TSR стал «Торнадо», исследования по которому начались в Англии в 1965-м. Однако «Торнадо» так и не стал полноценной заменой TSR.2, и разговоры о разработке более сложного, нежели MRCA, проекта .периодически возникали в Британии даже в 1970-е.

TSR.2 — яркий пример того, как пусть не копеечная, а миллионная экономия приводит к потери целого направления в науке и технике. После разведчика-бомбардировщика британские авиаконструкторы так и не сделали ни одного военного самолета с «нормальным» взлетом и посадкой. Визитной карточкой местного авиапрома стал СВВП «Харриер». Что же касается TSR.2 — этот самолет вовсе не утратил своей актуальности и в наше время, свидетельством чего является успешная эксплуатация его отечественного визави — Су-24. И остался весьма неординарный по своим данным английский самолет золушкой, так не ставшей принцессой.


Основные характеристики TSR.2

Размах крыла

м

11,28

Длина

м

27,13

Высота

м

7,32

Масса пустого

кг

18 800

Макс. взлетная масса

кг

40 000

Масса полезной нагрузки

кг

7 700

Запас топлива во внутренних баках

кг

13 500

Максимальная удельная нагрузка на крыло

кг/м²

702

Максимальная скорость у земли

км/ч

1 200

Максимальное число М на высоте

 

>2,2

Посадочная скорость

км/ч

240

Скорость сваливания

км/ч

150

Потолок практический

м

18 300

Дальность на большой высоте

км

3 200

Дальность у земли

км

1 600

Эскиз TSR.2




Список статей