В соответствии с постановлением правительства от 20 мая 1954 года Министерство авиационной промышленности инициировало работы по теме «Т-2» сразу в двух конструкторских бюро: в ОКБ-301 Семена Лавочкина и в ОКБ-23 Владимира Мясищева. Научным руководителем двух независимых проектов был назначен Мстислав Келдыш, занимавший в то время пост директора НИИ-1. Он входил и в состав королевского Совета Главных конструкторов и был прекрасно знаком с результатами разработок по «ЭКР».
Проект межконтинентальной крылатой ракеты, разрабатываемый у Лавочкина, получил название «Буря» («Изделие 350», «В-350», «Ла-350»).
Главным конструктором крылатой ракеты «Буря» Лавочкин назначил Наума Семеновича Чернякова (позднее он стал главным конструктором самолета «Т-4» в ОКБ Павла Сухого).
Эскизное проектирование «Бури» завершили уже к сентябрю 1955 году. Однако в сентябре 1956 вес боевого заряда, под который проектировалась ракета, был увеличен с 2100 до 2350 килограммов, что повлекло за собой изменения в конструкции и, соответственно, сказалось на сроках сдачи «Ла-350». Вес крылатой ракеты при этом несколько увеличился: стартовый вес достиг 95 тонн, вес маршевой ступени — 33 тонн.
Двухступенчатая ракета, как и предлагал Королев, имела первую ступень (две «боковушки») на двух четырехкамерных ЖРД «Р-11» («С2.1100») с турбонасосной системой подачи топлива конструкции ОКБ-2 Алексея Исаева. Два ускорителя обеспечивали стартовую тягу порядка 65 тонн каждый.
Масса первой ступени составляла 54 тонны. Двигатели обеспечивали доставку конструкции на высоту 17500 метров, где происходило разделение первой и второй ступеней.
Вторая (маршевая) ступень представляла собой крылатую ракету со среднерасположенным тонким треугольным крылом малого удлинения и симметричного профиля. Крыло имело стреловидность 70 по передней и прямую заднюю кромку. Крестообразное оперение было размещено в хвостовой части. Корпус ракеты имел цилиндрическую форму, немного суженную спереди и сзади; внутри его по всей длине проходил канал воздухозаборника маршевого сверхзвукового прямоточного воздушно-реактивного двигателя «РД-012У» конструкции ОКБ-670 Михаила Бондарюка. Двигатель обеспечивал тягу 7,75 тонны. Полость между стенками канала и наружной обшивкой фюзеляжа служила емкостью для топлива (за исключением центральной части, где располагался приборный отсек). Передняя часть корпуса представляла собой сверхзвуковой диффузор с трехступенчатым конусом.
Центральное тело диффузора одновременно являлось контейнером для боевой части.
Стартовала «Буря» вертикально с лафета, затем, в соответствии с заданной программой, проходила разгонный участок траектории, на котором управлялась газовыми рулями.
Затем они сбрасывались, и управление переключалось на воздушные рули. После разгона, когда скорость полета достигала нужного значения, воздушно-реактивный двигатель выходил на режим полной тяги, и на высоте 17,5 километра производилась расцепка ускорителей с маршевой ступенью.
После этого полет корректировался с помощью системы автоматического астронавигационного управления типа «Земля».
Вся система была рассчитана на дальность 8000 километров.
«Буря» летела с постоянной скоростью от 3,1 до 3,2 Маха.
При подходе к цели ракета должна была совершить противозенитный маневр, подняться на высоту 25 километров и оттуда резко спикировать на цель. На этом режиме происходило сбрасывание головного конуса с боезарядом.
По результатам самолетных испытаний вероятное отклонение от цели не должно было превышать 10 километров.
Техническая документация для «Бури» была подготовлена в 1957 году, и вскоре начали производство опытного экземпляра.
Параллельно с ним на заводе № 1 в Куйбышеве была запущена серия ракет для проведения летных испытаний.
Всего изготовили 19 ракет, и все они были использованы.
На этих ракетах впервые нашел применение новый для советского ракетостроения материал — титан. Этот металл, способный сохранять высокие механические свойства при значительных температурах, оказался незаменим в условиях длительного полета на больших сверхзвуковых скоростях.
Во время работы над «Бурей» в ОКБ-301 впервые в Советском Союзе была разработана и внедрена технология сварки титана, а также некоторые виды механической обработки этого материала. Вместе с титаном в конструкции «Бури» использовались и другие термостойкие материалы, применявшиеся для герметизации, различных покрытий, изоляции, остекления и так далее. Большинство из них к моменту создания «Бури» были не освоены в СССР, и их внедрение шло параллельно работам над ракетой.
Летно-конструкторские испытания ракеты «Буря» начались 31 июля 1957 года на полигоне Капустин Яр. Первый же пуск с наземной наводимой по азимуту стартовой установки (восьмиосная железнодорожная платформа, установленная на поворотной конструкции) состоялся 1 сентября 1957 года. При старте произошел преждевременный сброс газовых рулей, ракета через несколько секунд упала и взорвалась.
Во втором пуске ракета взорвалась в полете на 31-й секунде, в третьем — на 63-й секунде и в четвертом — на 81-й секунде полета. Только 22 мая 1958 года в пятом пуске успешно прошла расцепка ступеней ракеты и был запушен маршевый воздушно-реактивный двигатель. Затем вновь — три неудачных пуска.
Специалистам приходилось преодолевать проблемы, с которыми никто до них не сталкивался, а сроки поджимали.
Наконец после определенных доработок полоса неудач закончилась.
В девятом пуске 28 декабря 1958 года продолжительность полета «Ла-350» составила 309 секунд. В десятом и одиннадцатом пусках были получены рекордные для того времени результаты: ракета улетела на 1350 километров при скорости 3300 км/ч и на 1760 километров при скорости 3500 км/ч соответственно.
В двенадцатом пуске на «Бурю» установили систему астронавигации, но он был неудачным. В тринадцатом пуске ракета была оснащена модернизированными ускорителями с двигателями «С2.1150» и прямоточными маршевыми двигателями «РД-012У» с укороченной камерой сгорания; полет продолжался около 10 минут.
При пуске 2 декабря 1959 года ракета, оснащенная системой астронавигации, пролетела 4000 километров. Это был абсолютный рекорд. После выполнения программы полета ракета была развернута на 210 и далее летела по радиокомандам.
Испытания ракеты по короткой трассе (около 2000 километров) завершились. Начались испытания по длинной трассе.
Заместитель Лавочкина по испытаниям Леонид Закс рассказывал, что как-то в руки создателей «Бури» попал американский журнал, в котором была представлена карта СССР с нанесенными на ней трассами полетов советских ракет дальнего действия. Там были все ракеты, кроме «Бури». Дело в том, что на базах НАТО в Турции имелись системы наблюдения, которые засекали верхнюю часть траектории полета советских баллистических ракет. Опираясь на законы баллистики, можно легко рассчитать остальную трассу ракеты, место ее взлета и падения. Но «Буря» была создана по другому принципу; кроме того, эта ракета могла совершить маневр в любой заданный момент, поэтому по части ее траектории нельзя было рассчитать весь полет, определить место старта или попадания. И это тоже был успех.
Тем временем испытания продолжались. Следующие пуски (с пятнадцатого по восемнадцатый) были произведены по длинной трассе: полигон Владимировка (севернее Каспийского моря) — полуостров Камчатка.
Проектная дальность в 8000 километров достигнута не была, но результаты этих пусков позволили сделать вывод о возможности увеличения радиуса действия ракеты. Началась подготовка к серийному производству.
Однако к тому времени уже была поставлена на вооружение МБР «Р-7», вышла на летные испытания новая баллистическая ракета «Р-16» конструкции Михаила Янгеля. Эти ракеты могли преодолеть любую противовоздушную оборону тех лет, имели большую скорость полета и относительно простую конструкцию. Было принято решение ограничить стратегический ракетный парк страны баллистическими ракетами, и советские руководство сочло нецелесообразным создавать еще один носитель.
По поводу этого решения группа главных конструкторов обратилась с письмом к Никите Хрущеву с просьбой разрешить продолжение работ. Эту просьбу поддержали научный руководитель темы «Т-2» академик Келдыш и министр обороны Малиновский.
Хрущев в ответ заявил, что эта работа бесполезна, и поручил секретарю ЦК КПСС Фролу Козлову — второму после себя лицу в партийной иерархии — собрать всех заинтересованных лиц и разъяснить ошибочность их позиции.
На этом совещании заместитель Лавочкина Черняков попытался доложить о результатах пусков. Козлов его перебил:
«Ну что вы хвастаете, что достигли скорости 3700 километров в час. У нас ракеты теперь имеют скорость больше 20 000 километров в час». Черняков понял, что здесь технические аргументы бесполезны.
Когда появился Малиновский, Козлов в резкой форме сделал ему замечание, почему он поддержал просьбу о продолжении работ: «Ведь Никита Сергеевич сказал, что это бесполезно». Министр обороны не нашел ничего лучшего для защиты, кроме фразы: «Это меня конструктора попутали».
В конце концов было найдено «компромиссное» решение.
Семен Лавочкин предложил использовать «Бурю» как беспилотный фоторазведчик большой дальности или как ракету-мишень. Хотя работы по фоторазведчику начались еще в 1958 году, постановление правительства № 138-48 о такой разработке появилось лишь 5 февраля 1960 года; по этому же постановлению всякие работы над «Бурей» как стратегической ракетой прекращались. Оставшиеся пять ракет выделялись для отработки фоторазведчика.
Было произведено четыре пуска «Ла-350» в интересах создания фоторазведчика и скоростной высотной мишени для комплекса ПВО «Даль».
Однако в июне 1960 года Семен Лавочкин скончался.
Проект разведчика просуществовал до октября, а мишени — до начала следующего года, но и их закрыли.
Последняя «Буря» была пущена с полигона Капустин Яр 16 декабря 1960 года.
Интересно, что в 1955-5 7 годах в ОКБ-301 велось предэскизное проектирование экспериментальной крылатой атомной ракеты с ядерным прямоточным воздушно-реактивным двигателем конструкции Бондарюка. Работы по проекту «375» не получили значительного развития — крылатая атомная ракета получилась слишком большой.
На основе задела по «Буре» в ОКБ Лавочкина и Бондарюка шли работы по созданию воздушно-космического самолета и гиперзвукового прямоточного двигателя для него, но после смерти Семена Лавочкина и эта программа была прекращена.
Проект «Буран»
Альтернативный проект межконтинентальной крылатой ракеты, разрабатываемой в ОКБ-23 у Владимира Мясищева, получил название «Буран».
Крылатая ракета «40» («М-40») была спроектирована по нормальной самолетной схеме с треугольным крылом с углом стреловидности по передней кромке 70 и тонким сверхзвуковым профилем, корпус выполнен из титановых сплавов.
Оперение — крестообразное, с аэродинамическими рулями.
Конструкция ракеты аналогична конструкции «Бури», но стартовый вес был заложен несколько больший (125 тонн), так как предполагалось разместить более мощную и тяжелую боевую часть, оснащенную взрывными устройствами контактного и дистанционного типа.
В качестве маршевого двигателя использовался прямоточный воздушно-реактивный двигатель «РД-018А», разрабатывавшийся в ОКБ Бондарюка с лобовым воздухозаборником, на входе которого находилось центральное многоскачковое тело. Внутри последнего размещалась боевая часть весом 3500 килограммов. Горючее находилось в кольцевых фюзеляжных топливных баках.
Для старта и разгона маршевой ступени «42» («М-42») до скорости запуска сверхзвукового прямоточного двигателя планировалось использовать четыре ускорителя «41» («М-41») с ЖРД тягой по 55 тонн, разработанные на базе самолетных ускорителей «СУМ». Двигатели первой ступени были разработаны в ОКБ-456 главного конструктора Валентина Глушко.
После запуска маршевого двигателя на высоте 18 200 метров ускорители отстреливались, и самолет-снаряд должен был лететь к цели, расположенной на удалении 7500–8000 километров, в автоматическом режиме со скоростью 3290 км/ч и на высотах 24–25 километров.
Поддержание заданного курса осуществлялось с помощью гироинерциальной навигационной системы с астрокоррекцией от звездных датчиков, размещавшихся в отсеке на верхней части фюзеляжа. Система астрокоррекции для ракеты была разработана под руководством Рубена Чачикяна.
В 1957 году опытное производство ОКБ-23 построило одну крылатую ракету, рассчитанную под новую боевую часть и получившую обозначение «40А». В том же году начались ее стендовые испытания.
В процессе создания «Бурана» удалось получить ответы на множество принципиально новых теоретических вопросов и решить ряд конструктивно-технологических задач. Совместно с институтами авиационных материалов и авиационной технологии создавались новые конструкционные материалы, автоматические станки, технология роликовой и точечной сварки тонкостенных конструкций ракеты.
Специально для проекта «М-40» разработали рулевые приводы и смазку, обеспечивающие функционирование органов управления при температуре +400 °C. В процессе опытно-конструкторских работ для оценки различных характеристик ракеты создавались новые методики. В частности, для определения напряженно-деформированного состояния треугольных крыльев впервые в СССР был разработан алгоритм прочностного расчета, ставшего основой метода конечных элементов.
Осенью 1957 года работы по ракете «Буран» были прекращены.
В то время конструкторское бюро Мясищева оказалось сильно загружено работой над стратегическим бомбардировщиком «М-50», и коллектив, по свидетельству Бориса Чертока, «не очень горевал» из-за того, что планы руководства изменились.
Всего до закрытия работ были изготовлены две крылатые ракеты «Буран», но ни одна из них так и не поднялась в небо…
Сверхзвуковой бомбардировщик «ХВ-70 Valkyria»
Другим направлением в развитии средств доставки обычных и ядерных зарядов на территорию противника стало совершенствование турбореактивной авиации. По итогам воздушной войны в Корее западные эксперты сделали вывод, что решающими факторами в борьбе за превосходство в воздухе являются максимальная скорость и оснащение самолета управляемым ракетным оружием. В результате предпринятых американскими конструкторами изысканий на свет появились настоящие летающие монстры — тяжелые сверхзвуковые самолеты, действующие на границе космического пространства.
В октябре 1954 года командование ВВС США выпустило техническое задание на разработку самолета-приемника бомбардировщика «В-52» — сверхзвукового стратегического бомбардировщика (систему оружия «Weapons System 110», «WS-110A»). Был объявлен конкурс предварительных проектов.
Крейсерская скорость нового бомбардировщика намечалась порядка 0,9 Маха, а при проникновении в воздушное пространство противника на расстояние 1600–1850 километров он должен был развивать «максимально возможную скорость на максимально возможной высоте».
В июле 1955 года шесть авиационных компаний представили предварительный проекты, a 11 ноября фирмы «Боинг» («Boeing») и «Норт Америкен» («North American Aviation») получили заказы на проработку своих эскизных проектов, которые были готовы к апрелю следующего года.
Самой трудной проблемой при проектировании перспективного бомбардировщика было одновременное достижение высокой сверхзвуковой скорости и межконтинентальной дальности полета. Для этого требовалось получить высокое сверхзвуковое аэродинамическое качество планера — задача, которая не решена и в наши дни. В 50-х годах трудности усугублялись малой экономичностью имевшихся двигателей, недостаточной изученностью аэродинамики сверхзвуковых скоростей и отсутствием высокопроизводительных ЭВМ для проведения расчетов. В результате оба спроектированных по заданию «WS-110A» самолета имели небывало огромные размеры.
Проектом фирмы «Норт Америкен» предусматривалось создание бомбардировщика массой 340 тонн с треугольным крылом, к которому крепились дополнительные консоли с расположенными посередине огромными топливными баками на 86 тонн топлива каждый. При заходе на цель эти консоли должны были сбрасываться с последующим разгоном самолета до 2,3 Маха. Фактически это было «звено» из трех аппаратов. Необходимая длина взлетно-посадочной полосы превышала используемую для «В-52», что требовало больших затрат на перестройку существующей инфраструктуры.
Оба представленных проекта были отклонены в октябре 1956 года и, после переработки, вновь представлены фирмамиразработчиками через девять месяцев — к июлю 1957 года.
Проектировщики учли требование ВВС уменьшить взлетную массу. Но, главное, они существенно изменили свои проекты под вновь поставленную задачу обеспечения полностью сверхзвукового полета. Согласно новому техническому заданию бомбардировщик должен был иметь дальность до 9600 километров, крейсерскую скорость — 2 Маха с возможностью броска до 3 Махов при заходе на цель. ВВС, формулируя новое техническое задание, опирались на рекомендации ученых из НАКА, которые к тому времени добились крупных успехов в изучении аэродинамики, прочности и силовых установок сверхзвуковых самолетов.
Для уменьшения потребного запаса топлива и размерности самолета фирмы «Боинг» и «Норт Америкен» решили перейти к бороводородному топливу. Предпочтение отдали пентаборану, хотя исследовались также диборан и декаборан.
Пентаборан имеет меньшую плотность по сравнению с керосином и, соответственно, занимает больший объем, но, отличаясь высокой теплотой сгорания («высокой калорийностью», как говорили в то время), позволяет снизить массу топлива дальнего самолета. Проект фирмы «Боинг» был похож на более поздний проект сверхзвукового пассажирского самолета «Боинг-2707» с иглообразной носовой частью, которая отклонялась вниз во время взлета и посадки, с дельтовидным крылом и четырьмя двигателями на пилонах.
Конструкторы фирмы «Норт Америкен» со своей стороны применили ряд компоновочных мер, направленных на повышение аэродинамического совершенства. Первым шагом стала установка цельноповоротного переднего горизонтального оперения, играющего роль дестабилизатора и уменьшающего балансировочное сопротивление самолета на сверхзвуке. Но этого оказалось недостаточно, и конструкторы пошли на риск, использовав новое оригинальное техническое решение. Идея состояла в повышении подъемной силы за счет сжатия воздушного потока. Она была предварительно опробована в ходе экспериментальных исследований НАКА «Compression Lift», проходивших в 1955–1956 годах, а в проекте фирмы «Норт Америкен» — успешно реализована путем размещения двигателей в единой подкрыльевой гондоле с применением плоского воздухозаборника, имеющего выдвинутый вперед неподвижный клин. Создаваемая на сверхзвуке система косых скачков уплотнения приводила к образованию области повышенного давления под крылом.
Еще одним новшеством стали концевые части крыла, отклоняемые вниз. Главным их предназначением было повышение устойчивости самолета на больших скоростях. Дело в том, что отклонение концов крыла приводило к перемещению аэродинамического фокуса самолета вперед благодаря уменьшению площади крыла вблизи задней кромки и дополнительному снижению балансировочного сопротивления в сверхзвуковом полете. Кроме того, отклонение концевых частей давало увеличение подъемной силы от сжатия потока, так как скачки уплотнения, создававшиеся клином воздухозаборника, отражались от отклоненных законцовок, что еще более повышало давление под крылом. Все это заметно увеличивало аэродинамическое совершенство самолета.
В то же время поворотные законцовки крыла нового бомбардировщика существенно снижали безопасность полета: при их заклинивании в полностью отклоненном положении самолет не мог совершить безопасную посадку и экипаж должен был катапультироваться. 23 декабря 1957 года фирма «Норт Америкен» была объявлена победителем конкурса проектов и получила контракт на разработку самолета, которому в феврале следующего года дали обозначение «Икс-Би-70» («ХВ-70»), а в июле — название «Валькирия» («Valkyrie»). Название это было выбрано командованием в результате конкурса имен, на который летчики и авиаторы всего мира предложили более 20 тысяч вариантов. Название «Валькирия» (дева из скандинавской мифологии, забирающая души павших воинов в иной мир) предложил фотодешифровальщик из Разведывательного управления сержант Фрэнк Сейлер. Ему был присужден приз в размере 500 долларов и трехдневная путевка в Голливуд.
В выборе военными проекта «Норт Америкен» сыграло свою роль желание ВВС поддержать эту фирму, портфель заказов которой к тому времени оскудел, так как работы по программе «Навахо» прекратились и финансовое положение фирмы было не в пример хуже, чем у «Боинга». Предусматривалась постройка 62 самолетов, из них 12 опытных и строевых для формирования первого авиакрыла. Первый полет опытного самолета намечался на январь 1962 года, первое авиакрыло планировалось сформировать к августу 1965 года.
Самолет рождался в мучительных спорах между заказчиком, фирмой-изготовителем и Конгрессом США. Одни считали, что межконтинентальные ракеты эффективней громоздкого и уязвимого самолета. По мнению других, скорость и высота полета «Валькирии» слишком велики, чтобы она могла точно бросить бомбы. Третьи считали, что машина морально устареет еще до того, как конструкторы справятся с массой чисто технических проблем. Но, главное, появление в СССР первых дальних мобильных зенитных ракетных комплексов «С-75» заставило сделать вывод, что по уязвимости «Валькирия» будет ненамного лучше дозвукового «В-52».
Первый серьезный удар по программе пришелся на декабрь 1959 года, когда была прекращена разработка «Валькирии» как системы оружия. Новыми планами предусматривалась постройка одного экспериментального самолета без навигационно-бомбардировочной системы и системы вооружения.
ВВС США все же не теряли надежды довести paботы по бомбардировщику до серийного производства и в октябре 1960 года добились восстановления программы в прежнем статусе. Однако в апреле 1961 года, после прихода к власти президента Кеннеди, программа была вновь сокращена до постройки трех экспериментальных машин, в том числе двух «ХВ-70А» («ХВ-70А») без боевых систем и с экипажем из двух человек, а также одного «Икс-Би-70Б» («ХВ-70В») с навигационной системой, вооружением и экипажем из четырех человек.
В этот период было предложено три пассажирских варианта бомбардировщика (от минимально модифицированного варианта до глубокой модификации), проводились исследования варианта бомбардировщика «В-70» с ядерной силовой установкой.
В 1960 году рассматривалась возможность применения «Валькирии» в качестве сохраняемой первой ступени аэрокосмической системы и, в частности, для ракетоплана «Дайна-Сор» («Х-20 Dyna-Soar» или «Dynasoar»), но и этот проект был отклонен.
В 1962 году изучалась возможность создания разведчика-бомбардировщика «РС-70» («RS-70»), однако решение было принято в пользу проекта фирмы «Локхид».
Наконец, в марте 1964 года произошло последнее сокращение программы — до двух двухместных экспериментальных самолетов «ХВ-70А» без боевых систем.
После того как «Валькирию» переклассифицировали в экспериментальную машину, в ее бомбоотсеке расположили аппаратуру системы управления воздухозаборником массой 2 тонны и аналого-цифровую записывающую аппаратуру массой 2,7 тонны, способную регистрировать до 1050 параметров.
Первый полет экспериментального самолета «АВ/1» («AV/1» или «ХВ-70/01») состоялся 21 сентября 1964 года — почти через 10 лет после начала разработок. «АВ/2» («AV/2» или «ХВ-70/02») взлетел 7 июля 65-го. 14 октября того же года в 17-м испытательном полете на высоте 21335 метров бомбардировщик достиг расчетной скорости, в 3 раза превысившей звуковую. А 19 мая 1966 года полет «Валькирии» со скоростью в 3 Маха на высоте около 21 километра длился уже 32 минуты, принеся фирме «Норт Америкен» 275 тысяч долларов — вознаграждение, предусмотренное контрактом с ВВС.
Сверхзвуковой бомбардировщик «Валькирия» был гигантским самолетом. Его максимальная взлетная масса достигала 244 тонн. Емкость 11 внутренних баков-отсеков составляла 178000 литров. Самолет был снабжен шестью турбореактивными двигателями «YJ 93-QF3» фирмы «Дженерал электрик». Для самолета было разработано специальное топливо JP-6 с более низким давлением паров, повышенной термической стабильностью и меньшим осадкообразованием.
«Валькирия» представляла собой самолет по схеме утка с треугольным крылом со стреловидностью по передней кромке 65,6°. Использование закрылков переднего горизонтального оперения парировало момент тангажа, возникающий при взлетно-посадочном зависании элевонов, что давало возможность использовать самолет с существующих аэродромов. Одним из недостатков аэродинамики «Валькирии» был срыв потока с переднего горизонтального оперения даже при отклонении расположенных на нем закрылков, что приводило к довольно сильной тряске самолета на малых скоростях.
Во время испытаний конструкторы столкнулись с проблемой отслоения верхних листов слоистых панелей обшивки в результате производственных дефектов и аэродинамического нагрева конструкции в полете. В нескольких летных происшествиях воздушный поток отодрал от самолета и унес значительные по размерам участки листов.
Немало хлопот испытателям доставила силовая установка.
В полете неоднократно нарушалась расчетная работа воздухозаборника из-за образования выбитой ударной волны на входе. Особенно неблагоприятные последствия наступали при выходе на максимальную скорость: резко падала тяга, возникали грохот и тряска, самолет совершал непроизвольные движения по крену, тангажу и рысканию. Одной из крупных эксплуатационных проблем с двигателями были их частые повреждения посторонними проедметами (заклепками, птицами, льдом из дренажных каналов). Титановые лопатки, использованные в компрессоре, имели значительно большую повреждаемость по сравнению со стальными. По этой причине только за неполные два года испытаний потребовалось 25 раз снимать двигатели с самолета для ремонта.
Имели место и неприятности с шасси — в частности, отмечался неразворот тележек основных стоек. На стенде сложная кинематика работала без сбоев, но в полете, после длительного пребывания на сверхзвуке, тележки шасси вышли из отсеков, но в горизонтальное положение не развернулись.
После уборки и повторного выпуска шасси тележки все же заняли штатное положение. Причиной этого происшествия оказалось термическое расширение тяг и качалок кинематики основных стоек.
Были также случаи нераскрутки колес на посадке из-за несовершенства тормозной системы, которая блокировала колеса. В ходе одной из таких посадок левая тележка шасси воспламенилась от трения об полосу, а обода двух колес сточились более чем на треть. Ресурс основных тормозных колес составлял вначале 3–4 посадки, затем он был доведен до 5-10 посадок.
Кроме прочего, самолет «Валькирия» был первой крупной сверхзвуковой машиной аэроупругой конструкции. Его большие размеры, применение тонкого треугольного крыла и длинного гибкого фюзеляжа обусловили необходимость масштабных расчетов на аэроупругость. Эти расчеты выполнялись с применением новейшего по тому времени инструментария — цифровых и аналоговых ЭВМ, но все же не дали хороших характеристик самолета при полете в турбулентной атмосфере. Поэтому важной экспериментальной работой стали исследования системы «GASDSAS», предназначенной для парирования нагрузок от воздушных порывов и подавления аэроупругих колебаний конструкции. Эта программа являлась продолжением работы, проводившейся ВВС совместно с НАСА на самолетах «В-52» (системы «SAS» и «LAMS»). Система «GASDSAS» предусматривала отклонение элевонов по тангажу и крену, а также рулей направления по сигналам датчиков перегрузок. Исследования показали, что для уменьшения интенсивности изгибных колебаний фюзеляжа целесообразно использовать небольшие горизонтальные и вертикальные поверхности, расположенные по схеме «утка». В дальнейшем подобная система была применена на стратегическом бомбардировщике «В-1».
Летные исследования с участием НАСА проводились также в области аэродинамики (флаттер панелей обшивки, сопротивление трения обшивки, донное сопротивление фюзеляжа и так далее), конструкции (аэродинамический нагрев, полетные нагрузки) и эксплуатации (шум на местности).
Пилотажные характеристики самолета оценивались летчиками как «очень хорошие» в полете на малых и больших скоростях; особенно отмечалась легкость и мягкость посадки — как у пассажирских самолетов. Большое треугольное крыло создавало у земли воздушную подушку, увеличивавшую подъемную силу. В результате вертикальная скорость в момент приземления составляла всего 0,3–1,2 м/с. 8 июня 1966 года экспериментальный самолет «AV/2» разбился, столкнувшись в воздухе с истребителем «F-104 Старфайер».
Эта случайная трагедия, приведшая к потере многомиллионного самолета, получила широкий резонанс в американской печати. Она произошла в полете, организованном по заказу фирмы «Дженерал Электрик» для рекламной съемки самолетов, на которых установлены двигатели ее разработки.
С фотосъемщика планировалось запечатлеть полет строем «клин» из пяти самолетов. Полет управлялся с командного пункта авиабазы Эдвардс. Съемки практически уже завершились, когда «Старфайтер», летевший справа от «Валькирии», ударился левым концевым крыльевым баком об отклоненную правую концевую часть ее крыла. Повредив свое левое полукрыло, «Старфайтер» резко наклонился влево и, перевернувшись, скользнул над хвостом «Валькирии», срезав часть ее правого киля и почти полностью снеся левый киль.
Своим носом «Старфайтер» также ударил сверху по левой консоли «Валькирии». Сразу после этого «Старфайтер» взорвался из-за того, что топливо, хлынувшее из его разрушенного бака, мгновенно воспламенилось от выхлопных газов «Валькирии». Летчик Джозеф Уокер погиб.
«Валькирия» продолжала лететь прямо еще 10–15 секунд, после чего накренилась вправо, опустила нос и вошла в интенсивное движение по рысканию. Часть ее левой консоли отлетела из-за чрезмерной перегрузки, а затем самолет попал в плоский штопор. Первый летчик Элвин Уайт, шеф-пилот фирмы «Норт Америкен», благополучно приземлился, так как вовремя привел в действие систему спасения; второй летчик Карл Кросс погиб.
Потеря «AV/2» стала сильнейшим ударом по программе скоростных испытаний, так как этот образец самолета был оборудован автоматической системой управления воздухозаборником, и летчики предпочитали выходить на максимально возможную скорость именно на нем.
Испытания оставшегося самолета продолжались еще два с половиной года. 4 февраля 1969 года «Валькирия» взлетела в последний раз, чтобы приземлиться на авиабазе Райт-Паттерсон и стать экспонатом музея ВВС.
Несмотря на исследовательскую направленность работ по «Валькирии», сохранялась возможность переделки самолета в бомбардировщик, и в Советском Союзе испытания «Валькирии» рассматривались как реальная угроза. Даже в конце 60-х годов эта машина в нашей стране считалась не экспериментальной, а боевой.
Об объемах работ по созданию суперсамолета убедительнее всего говорит статистика: в программе приняли участие более 20 тысяч предприятий и организаций (из них только крылом занимались около 8000!); всего было затрачено 14,5 миллиона человеко-часов, стоимость программы достигла 1,3 миллиарда долларов.
Несмотря на колоссальные затраты, правительство США аннулировало всю программу по «Валькирии», передав заказ на перспективный бомбардировщик «Б-1» («В-1») фирме «Рокуэлл Интернэйшнл» («Rockwell International»).
Проект «А-12» («BlackBird»)
Необходимость совершенствования летно-технических характеристик парка ВВС в равной степени касалась и самолетов-разведчиков.
Еще до начала космической эры в США активизировались работы по улучшению средств воздушной фоторазведки на основе богатого опыта, накопленного в ходе Второй мировой войны.
Хотя в июле 1955 года после встречи на высшем уровне Советский Союз проявил готовность пойти навстречу США в разработке мер доверия в советско-американских отношениях, сам процесс выработки этих мер оказался очень длительным. А американское руководство проявляло серьезную озабоченность тем, что не имеет необходимых данных о состоянии и тенденциях развития советского ракетно-ядерного арсенала В этой обстановке родился проект высотного разведывательного самолета «У-2» («U-2»), первый полет которого был осуществлен в августе 1956 года.
Президент Эйзенхауэр так пишет об этом в своих мемуарах:
«Разведывательная программа «U-2» появилась по необходимости.
В середине 1950-х годов США, будучи открытым обществом, оказались перед лицом закрытой Коммунистической империи, которая не отказалась от своих амбиций на завоевание мира, но которая теперь имела в своем распоряжении самолеты и управляемые ракеты, оснащенные ядерными зарядами, что увеличивало ее возможности нанести по США внезапный удар. Наше соотношение сил с Советами в области разведки было как нельзя более неблагоприятным.
Советы имели неограниченный доступ к такой информации, которой у нас практически не было. […] С учетом всего этого я одобрил рекомендации главы разведки использовать самолеты «U-2» над Советской территорией».
Регулярные полеты разведчиков «U-2» осуществлялись с американских авиабаз на территории Турции и Пакистана, а главными объектами воздушной разведки стали Капустин Яр и Тюратам, где шли испытания баллистических ракет, ядерный полигон под Семипалатинском, а также район Шаришаган в Средней Азии, где, по оценкам американских экспертов, велись работы над системой ПРО.
Отдавая себе отчет в том, что средства авиационной разведки могут оказаться уязвимыми для средств противовоздушной обороны (а уже 1 мая I960 года «U-2» под управлением летчика Фрэнсиса Пауэрса был сбит над территорией СССР), президент Эйзенхауэр и его ближайшее окружение искали пути создания новых, более совершенных технических средств, которые были бы способны обеспечить их достоверной разведывательной информацией, в первую очередь о Советском Союзе.
Поэтому еще до окончания испытаний «U-2» заместитель директора ЦРУ Ричард Биссел приступил к организации специальной группы, которой предстояло разработать техническое задание на перспективный самолет-разведчик.
В конце 1957 года Биссел попросил создателя «U-2» Кларенса Л. «Келли» Джонсона проанализировать вероятность поражения гипотетического самолета-разведчика, летящего на разных скоростях и высотах, огнем средств ПВО, прежде всего — зенитно-ракетными комплексами. Пожалуй, впервые в истории авиации разработчикам предлагалось оценить влияние снижения заметности самолета в электромагнитной области спектра на его уязвимость. Келли Джонсон со своей стороны подключил к проведению исследований лучших специалистов «Сканк уоркс».
Официально это подразделение именовалось «Advanced Development Company» («Компания перспективных разработок»), однако ныне оно известно под своим неофициальным названием «Сканк уоркс» («Skunk Works» — «Работы скунса»). Сверхсекретное подразделение было организовано на фирме «Локхид» в 1945 году специально под программу разработки реактивного истребителя «Икс-Пи-80» («ХР-80»).
Анализ, проведенный инженерами «Сканк уоркс», показал, что наилучшие шансы не быть сбитым ПВО будет иметь сверхвысотный и сверхскоростной самолет. За счет использования специальных материалов и выбора оптимальной формы планера оказалось возможным резко снизить эффективную отражающую поверхность разведчика. Результаты исследования произвели впечатление как и на самого Джонсона, так и на куратора из ЦРУ Дика Биссела. Биссел «пробил» на самом верху решение о начале работ по проектированию высотного скоростного малозаметного разведчика. Попробовать свои силы в разработке самолета на конкурсной основе было предложено фирме «Локхид» («Lockheed Aircraft Corporation») и фирме «Конвейр» («Convair», «Consolidated Vultee Aircraft Inc.»), которая в время была уже частью корпорации «Дженерал Дайнемикс» («General Dynamics Corp»). В обеих фирмах немедленно приступили к проектированию в надежде на будущее финансирование.
Первое время работы по разведчику велись на «Сканк уоркс» под шифром «U-3», но с 21 апреля 1958 года Джонсон ввел обозначение «А-11» («Archangel-11»).
«Я начал работать над первым проектом самолёта под шифром «Архангел», рассчитанным на крейсерскую скорость М = 3 с дальностью полета 4000 миль (6437 км) на высоте 90 000-95 000 футов (27 431-28 955 м)», — вспоминал Джонсон.
Проект «А-11» представлял собой самолет, по форме фюзеляжа напоминающий появившиеся позже сверхзвуковые пассажирские лайнеры «Ту-144» и «Конкорд». Аэроплан проектировался по схеме «бесхвостка» с треугольным крылом, задняя кромка которого имела обратную стреловидность, силовая установка — два прямоточных воздушно-реактивных двигателя в гондолах под крылом.
Параллельно инженеры «Сканк уоркс» работали над проектом «Гюсто-2» («Gusto 2») — околозвукового летающего крыла с крайне низкой отражающей поверхностью.
23 июля 1958 года Джонсон доложил о работах «Сканк уоркс» на «неформальном» заседании, в котором приняли участие как ведущие конструкторы авиационных фирм, так и представители военного и политического руководства США.
Помимо сверхзвукового разведчика «А-11» и околозвукового летающего крыла, конструкторы фирмы «Локхид» представили на рассмотрение новый вариант старого проекта «Си-Л-400» («CL-400 Suntan»). Этот проект задумывался как высотный сверхзвуковой разведчик с крейсерской скоростью в 2,5 Маха и расчетной дальностью полета около 4023 километров. Главной его особенностью была силовая установка с двигателями на жидком водороде.
Отчет «Сканк уоркс» военные восприняли благосклонно, однако представитель ВМС заметил, что флот видит перспективный разведчик как самолет на базе проекта «Gusto 2» с рабочим потолком в 46 километров; «затаскивать» аэроплан на такую высоту предполагалось при помощи аэростата, а разгонять до скоростей, на которых могут работать прямоточные воздушно-реактивные двигатели, должны были два ЖРД. Джонсон тут же прикинул размеры требуемого «надувного шарика» — получился баллон диаметром более мили.
За основу был взят «Архангел».
В августе 1958 года Джонсон провел консультации с представителями моторостроительных фирм относительно возможностей прямоточных двигателей. Одним из результатов тех консультаций стало перепроектирование «А-11» в новую машину — «А-12». Джонсон счел возможным пересмотреть и летные характеристики в сторону увеличения: скорость — 3,2 Маха, дальность — 6500 километров, потолок — от 29 до 33,5 километров! Профиль полета представлялся как серия гигантских скачков с шагом в 84 километра от более плотных слоев атмосферы в менее плотные — нечто подобное, как мы помним, предложил некогда профессор Зенгер в своем проекте космического бомбардировщика «антипода».
На совещании 22 сентября Джонсон пытался убедить власть предержащих в необходимости концентрации всех усилий на проекте «Архангел II», то есть «А-12». Расчетные данные «Архангела II» приводились следующие: максимальная взлетная масса — 61 тонна, практический потолок — 30,5 километра, дальность полета — 6500 километров.
Силовая установка включала два турбореактивных двигателя «J58» и два прямоточных двигателя диаметром 1,905 метра.
Дискуссию вызвал вопрос о размещении летчика. Существовало мнение, что на самолете необходимо использовать спасательную капсулу, подобную капсуле истребителя-бомбардировщика «F-111», однако Джонсон остановился на обычном катапультируемом кресле и использовании скафандра Скафандр пилота «А-12» практически аналогичен скафандру астронавта космического корабля «Джемини» («Gemini»).
Однако на том же заседании конструкторы «Конвейр» предъявили свой проект «Супер Хастлер» («Super Hustler»), выполненный на базе стратегического бомбардировщика «Б-58» («В-58 Hustler»).
Этот проект предусматривал возврат к схеме составного бомбардировочного комплекса, разработанной в фирме ранее.
В роли главного носителя («авиаматки») предполагалось использовать сам «В-58». На нем размещался самолет «Супер Хастлер», который представлял собой гиперзвуковую двухступенчатую систему массой 20,8 тонны (из них 11,3 тонны приходилось на топливо). Система включала двухместный пилотируемый планер с прямоточным и турбореактивным двигателями, а также беспилотный крылатый аппарат «Фиш» («Fish»), оснащенный двумя прямоточными двигателями фирмы «Марквард» («Marquardt») и вооруженный ядерной бомбой. Для возвращения «Фиш» оснащался двумя турбореактивными двигателями «Пратт энд Уитни» («Pratt amp; Whitney») «JT-12». Дальность полета системы оценивалась в 15 900 километров, причем «Супер Хастлер» развивал крейсерскую скорость до 6 Махов (!!!). Для выходных сопел двигателей и передних кромок крыльев использовался особый керамический материал, предохранявший от воздействия высокой температуры и снижавший радиолокационную «заметность» всей системы.
Рассматривался и вариант с двумя турбореактивными двигателями «J58», которые использовались для взлета, посадки и разгона, а на крейсерской скорости — убирались.
Полет при этом продолжался при помощи прямоточных двигателей.
В сентябре 1958 года наибольшее одобрение получил именно этот проект. Последнее слово оставалось за президентом.
В конце ноября состоялось решающее совещание о дальнейшей судьбе проектов разведчика. Результатом обсуждения состояния дел и перспектив программы стало «добро» президента Эйзенхауэра на государственное финансирование дальнейших работ по сверхзвуковым стратегическим разведчикам «Архангел II» и «Супер Хастлер» с измененной силовой установкой на основе двух турбореактивных двигателей «J58». Дабы раньше времени не привлекать к разработке внимание Конгресса, ассигнования выделялись из специального фонда ЦРУ.
В ходе дальнейших проектировочных работ оба самолета претерпели заметные метаморфозы. Сбрасываемый гиперзвуковой разведчик «фиш» превратился в пилотируемую разведывательную систему «Кингфиш» («Kingfish»).
«А-12», сохранив название, изменился внешне; кроме того, пришлось снизить практический потолок до 25 километров.
Время на строительство первого прототипа у обоих проектов, представленных на конкурс, не превышало 22 месяцев.
Окончательное решение о постройке прототипа и проведения летных испытаний (или «А-12», или «Кингфиш») Эйзенхауэр принял лично 20 июля 1959 года. Через месяц заказчики из Пентагона, ВМС и ЦРУ решали, какой самолет следует признать победителем конкурса 28 августа Келли Джонсон записал в своем дневнике:
«Сегодня разговаривал с руководителем программы. Он сказал, что мы получили заказ, «Конвейр» исчез с горизонта.
Базой для полномасштабного проектирования является А-12, методы работ и изготовления самолета полностью аналогичны использовавшимся при создании U-2. Беседа была сугубо приватной, нам выдвинули несколько условий: — мы должны снизить заметность в радиолокационной области спектра настолько, насколько возможно; — уровень секретности работ по возможности выше, чем при проектировании U-2; — предельная экономия финансов в связи с огромной стоимостью программы в целом.
Мы говорили о проблемах секретности, людских ресурсах, сугубо специальных авиационных проблемах, а вечером я пригласил девять человек, занятых в программе, на торжественный ужин».
И действительно предпочтение было отдано проекту «Локхид». Помимо лучших летно-технических характеристик и меньшей стоимости, тут сыграло роль и то, что предыдущий самолет «U-2», в отличие от «В-58», был создан вовремя и без превышения бюджета Кроме прочего, в ЦРУ были уверены в благонадежности кадров «Сканк Уоркс», что обеспечивало пресловутый «уровень секретности».
Официально фирма «Локхид» приступила к полномасштабному проектированию высотного скоростного и малозаметного самолета-разведчика 29 августа 1959 года. Всего через два дня, 31 августа, Джонсон распорядился строить макет скоростного разведчика и его модель в масштабе 1:8.
Фронт работ резко расширялся.
Проект «А-12» был выполнен по модифицированной схеме «бесхвостка» с крылом, плавно сопрягающимся с фюзеляжем, — позже такая схема получит название интегральной.
Треугольное среднерасположенное крыло с положительным углом стреловидности по передней кромке 60° и отрицательным в 10° по задней имело очень тонкий двояковыпуклый профиль. С внешней стороны гондол двигателей применена коническая крутка носка крыла. Характерный внешний вид самолету придают развитые боковые наплывы, занимающие до 40 % длины фюзеляжа, подобные боковые выступы сделаны и на внешних бортах гондол двигателей. Наплывы выполняют роль фиксированных передних поверхностей схемы «утка». Они оказывают благоприятное влияние на несущие свойства крыла, улучшают продольную и боковую устойчивость самолета, уменьшают изгибающий момент, действующий на носовую часть фюзеляжа.
Крыло многолонжеронной конструкции имеет кольцевые рамы для крепления гондол турбореактивных двигателей.
На задней кромке каждой плоскости имеется по два элевона с максимальными углами отклонения 12°. Других поверхностей управления или средств механизации не предусмотрено.
Хвостовое оперение состоит из двух цельноповоротных килей, смонтированных на гондолах двигателей и установленных под наклоном 15° к вертикали с завалом к продольной оси самолета. Максимальные углы отклонения килей 20°, возможно как совместное отклонение килей, так и индивидуальное.
Уменьшение отражающей поверхности наряду с достижением огромных скоростей и высот считалось одним из основных требований к самолету. На малозаметность «работали» удлиненные боковые профили фюзеляжа и гондол двигателей, плавное сопряжение гондол, крыла и фюзеляжа, боковые наплывы и отклоненные внутрь кили. В конструкции боковых наплывов, носков крыла, элевонов использовался радиопоглощающий сотовый наполнитель из пластика.
Черная краска, изготовленная на ферритовой основе, не только рассеивала тепло, частично отводя его с поверхности самолета, но и уменьшала радиолокационную заметность самолета. За характерную окраску самолет и получил свое про звище — «Blackbird» («Черная птица»).
В феврале 1960 года ЦРУ предложило фирме «Локхид» начать отбор летчиков для «А-12». Всего планировалось набрать 60 человек, в первый отряд — 24 пилота. Медицинские требования к кандидатам не уступали требованиям, предъявляемым к астронавтам, набираемым примерно в то же самое время по программе пилотируемого космического корабля «Меркурий».
Летчика № 1 Келли Джонсон выбрал лично. Им стал штатный испытатель фирмы Лу Шальк, с которым был заключен контракт на проведение первых 12 полетов.
Все пилоты, кроме «фирменных», были офицерами ВВС, но теперь им предложили оставить военную службу, поскольку ЦРУ считалось гражданским учреждением.
Сборку первого прототипа «А-12» закончили в середине февраля 1962 года, и в конце месяца на двух специальных трейлерах фюзеляж и отстыкованные плоскости крыла перевезли в испытательный центр Грум-Лейк. Расположенный в пустыне Сьерра-Невада испытательный центр Комиссии по атомной энергии Грум-Лейк (он. же — «Зона-51») хорошо знаком всем уфологам мира. По их мнению, именно здесь находятся обломки инопланетной «летающей тарелки», разбившейся 7 июля 1947 года вблизи Розуэлла. Якобы ученые «Зоны-51» изучают эти обломки и на их основе создают образцы перспективной авиационной техники. Более того, сами инопланетяне время от времени появляются в испытательном центре, дабы подсказать американским инженерам пути решения тех или иных технических проблем.
Не знаю, как там с инопланетянами, но работники фирмы «Локхид» давно были здесь желанными гостями: в «Зоне51» проводились испытания самолета-разведчика «U-2».
А теперь отсюда же должен был взлететь и «А-12».
Первый полет проходил 25 апреля 1962 года в обстановке максимально возможной секретности. Как только Лу Шальк оторвал «Архангела» от земли, начались сильные колебания по каналу тангажа.
По выражению испытателя, самолет буквально «барахтался в небе». Налицо была неустойчивость и склонность самолета к автоколебаниям. «А-12» раскачивался по всем трем осям так, что летчик уже не чаял благополучно приземлиться.
Тем не менее Шальку все же удалось посадить самолет, благо Грум-Лейк представляет собой высохшее озеро, на котором можно осуществлять прерванный взлет без особых проблем. В этом полете система повышения устойчивости не работала, а сам полет представлял собой скорее скоростную «рулёжку» с кратковременным отрывом машины от земли.
Полноценный полет состоялся на следующий день и продолжался 35 минут. Система повышения устойчивости исключила автоколебания по всем каналам управления. «Прекрасный взлет, прекрасная посадка», — отметил в своем дневнике Джонсон.
Третий, он же первый «официальный», полет «А-12» состоялся 30 апреля в присутствии представителей заказчика. Полет продолжался 59 минут, Лу Шальк забрался на высоту 9 километров и достиг скорости 550 км/ч. В послеполетном отчете летчик отметил удовлетворительную устойчивость и управляемость аэроплана В следующем полете, 4 мая, «Архангел» впервые вышел на сверхзвук, достигнув скорости 1,1 Маха. Джонсон ликовал, он даже посчитал возможным за счет ускорения программы летных испытаний нагнать отставание от графика, вызванное задержками в постройке прототипа. 26 мая на аэродром был доставлен второй «А-12». Правда, он предназначался для проведения наземных испытаний по определению эффективной отражающей поверхности.
Третий прототип собрали в августе, первый полет он совершил в ноябре. Четвертый «А-12» в двухместном тренировочном варианте доставили на базу в ноябре; пятый, одноместный, — в декабре. К двухместной машине быстро приклеилось прозвище «Титановый гусь».
В конце 1962 года в программе летных испытаний было задействовано два первых «Архангела». Самолеты достигали скорости 2,16 Маха и высоты 18 километров.
Карибский кризис и сбитие над Кубой разведчика «U-2» майора Андерсона резко подняли приоритетность программы «трехмахового» высотного разведчика. Только вот разведчик пока не был ни «трехмаховым», ни высотным. Проблемы с двигателем «J58» обострились до такой степени, что директор ЦРУ Джон Маккон направил на фирму «Пратт энд Уитни» разгневанное послание. Тем не менее первые десять летных двигателей появились в «Зоне-51» только в январе 1963 года. После этого штатные двигатели установили на все самолеты, кроме двухместного — он на протяжении всего срока эксплуатации летал с «J58».
Только теперь летчикам удалось поднять планку максимальной скорости до 2,5 Маха. При этом все испытатели отмечали возросшую сложность управления самолетом. 24 мая 1963 года в ходе рутинного околозвукового полета разбился третий прототип «А-12»; летчик-испытатель Кен Коллинз благополучно катапультировался. Причиной катастрофы стало обледенение канала приемника воздушного давления, из-за которого скоростемер давал неверные показания.
Пользуясь ошибочными данными о величине приборной скорости, Коллинз вывел самолет за установленные ограничения, после чего машина потеряла управление.
Заветных трех Махов удалось достигнуть 20 июля 1963 года, первым пролетел с тройной скоростью звука Лу Шалые. Однако до крейсерского полета на такой скорости речи пока не шло. Во втором полете за три Маха, состоявшемся в сентябре, Лу Шальк выдерживал скорость 3 Маха в течении трех минут. Это меньше, чем требовалось, однако в то время лететь три минуты на трех Махах не мог ни один турбореактивный самолет в мире, кроме «Архангела». Уже в ноябре летчикиспытатель Джим Истхэм разогнал первый прототип до 3,3 Маха, после чего слегка «замедлился» до 2,2 Маха и держал эту скорость в течение 15 минут. Наконец-то все заинтересованные лица смогли удостовериться: инженерам «Сканк Уоркс» удалось решить проблему длительного высокоскоростного полета С 14 сентября 1960 года параллельно с конструированием и летными испытаниями «А-12» велись работы по созданию бомбардировочной версии стратегического разведчика «РБ-12» («RB-12»). Бомбардировщик делали под бомбу с ядерным боезарядом от ракеты «Полярис». Внешне самолет не имел разительных отличий от разведчика, а бомбоотсек располагался в средней части фюзеляжа.
Проект «RB-12» был закрыт в пользу бомбардировщика «ХВ-70 Валькирия» — командование ВВС отказалось финансировать сразу две программы стратегических скоростных бомбардировщиков. 9 февраля 1964 года американские власти слегка приподняли занавес секретности над «А-12». В частности, президент Джонсон выступил с сообщением, в котором черным по белому было сказано следующее: «В США разработан перспективный экспериментальный реактивный самолет А-11, который в установившемся полете достигал скорости 2000 миль/ч и высоты 70 000 футов. Летные характеристики А-11 превосходят характеристики любого современного самолета… Несколько самолетов А-11 в настоящее время проходят летные испытания на базе Эдварде в Калифорнии. Самолеты А-11 проходят интенсивные летные испытания в целях изучение возможности использования этих самолетов в качестве истребителей-перехватчиков большого радиуса действия. При разработке коммерческого сверхзвукового самолета будет учтен опыт, полученный при создании А-11».
О существовании разведчика на базе скоростного самолета президент США сообщил 24 июля 1964 года, опять умолчав об обозначении «А-12», зато введя в оборот известный сегодня всему миру индекс «СР-71» («SR-71»)…
Тем временем программа летных испытаний «А-12» близилась к завершению. На смену летчикам-испытателям должны были прийти пилоты ЦРУ, для подготовки которых в Грум-Лейк сформировали специальную эскадрилью.
В июне 1964 года Лу Шальк сдал дела своему преемнику Биллу Перку. День 9 июля 1964 года стал для Перка днем огромного успеха и трагической неудачи. Перед ленчем летчик совершил впечатляющий демонстрационный полет по маршруту протяженностью 16 090 километров с дозаправкой в воздухе. Вечером им была предпринята попытка побить рекорд высоты. Перк поднялся на высоту в 29 километров (заметим в скобках, что расчеты фирмы «Локхид» показывали принципиальную возможность достижения высоты в 38,4 километра), однако на обратном пути самолет потерял управление, и летчику пришлось катапультироваться.
Самолет-разведчик «SR-71»
Заказчиком «А-12» выступало ЦРУ, поэтому ударные возможности для этой машины представлялись излишними. Однако Келли Джонсон хотел в полной мере реализовать потенциал своего детища он считал, что ВВС также необходим скоростной высотный разведчик, обладающий способностью наносить удары по наземным целям. Обсуждение возможности создания такого самолета велось, начиная с 1958 года, но официальное предложение фирме «Локхид» поступило лишь в марте 1962 года К этому времени в «Сканк Уоркс» над проектом стратегического разведчика-бомбардировщика «Р-12» («R-12») работали уже больше года. Макеты двух альтернативных вариантов («R-12» и «RS-12») были готовы уже в апреле, а 4 июня их осмотрели высшие офицеры ВВС во главе с командующим, генералом Кертиссом Ли Меем. Ли Мей выступал против планов Джонсона, считая проект «RS-12» дублером бомбардировщика «ХВ-70 Валькирия». Конец спору положил министр обороны Макнамара, «похоронивший» обе программы.
Однако «похороны» «RS-12» оказались преждевременными — хитрый Джонсон изменил расшифровку «RS» с «Reconnaissance/Strike» («Разведывательный/Ударный») на «Reconnaissance Strategic» («Стратегический Разведчик») и продолжил разработку «универсального А-12», как он сам называл «RS-12».
Именно об «RS-12» говорил в своей июльской речи 1964 года президент США Джонсон, — самолет в тексте фигурировал под обозначением «РС-71» («RS-71»), но президент перепутал буквы: с его языка слетело «SR» и прочно «прилипло» к разведчику. А индекс «71» обозначал следующий за разведывательным вариантом «RS-70» бомбардировщика «Валькирия».
Контракт на изготовление шести прототипов «универсального А-12» фирма «Локхид» заключила в конце декабря 1962 года. Самолеты эти предназначались ЦРУ, а не ВВС, — военные все еще не могли решить, нужен им такой самолет или нет.
В начале 60-х годов в Штатах велись жаркие споры вокруг дальнейших путей развития стратегической разведки.
ВВС не соглашались с существовавшим положением, когда стратегические самолеты-разведчики находились в ведении ЦРУ; в свою очередь, в Управлении нашли себе «новую игрушку» — спутники-шпионы с фотоаппаратурой, обладающей высокой разрешающей способностью. В какой-то момент стороны пришли к консенсусу: все самолетыразведчики переходят в ведение ВВС, спутники же достаются ЦРУ.
Хотя ЦРУ сумело сохранить за собой уже построенные «А-12», наращивание численного парка этих машин исключалось.
Не хватало средств даже на поддержание разведчиков в состоянии, пригодном к полетам. Окончательно в свои руки программу «R-12» ВВС взяли весной 1963 года.
Главным отличием «R-12» от «А-12» являлось наличие второго члена экипажа, кабину которого оборудовали в секции, отведенной на «А-12» под отсек с фотооборудованием.
Ведущим летчиком-испытателем «SR-71» был назначен «фирменный» пилот «Сканк Уоркс» Боб Гиллиленд. 22 декабря 1964 года состоялся первый успешный полет.
Гиллиленд выписал в небе континентальной части США огромный круг, достигнув скорости в 1,5 Маха и высоты 15 244 метров.
Но были и проблемы. На первых порах особенно досаждала инженерам течь магистралей гидравлической и топливной систем. Тем не менее летом 1965 года удалось завершить большую часть программы. В целом результаты испытаний удовлетворили заказчика, за исключением дальности полета, которая оказалась на 25 % меньше требуемой.
В январе 1966 года начались испытания учебно-тренировочной модификации «СР-71Б» («SR-71B»).
Тогда же программа «SR-71» понесла первую потерю: 25 января разбился третий опытный разведчик. Из-за отказа системы управления воздухозаборником самолет потерял управление в полете на высоте 24 километров. Летчику Биллу Уиверу удалось спастись; причем Уивер потерял сознание и не помнил, каким образом он очутился под стропами парашюта, ведь его катапультируемое кресло осталось в самолете.
Видимо, из-за высокой перегрузки поток воздуха сорвал фонарь кабины и буквально вырвал летчика из кресла. Второй член экипажа, Джим Зауэр, при катапультировании погиб.
Другое тяжелое происшествие произошло 13 апреля 1967 года: «SR-71» с бортовым номером «17» потерпел аварию недалеко от Лас-Вегаса, оба члена экипажа успешно катапультировались. Причина вновь была связана с работой силовой установки. 25 ноября 1967 года в Неваде разбился 16-й построенный самолет. Экипаж в ночном полете неправильно считал показания авиагоризонта и потерял ориентацию в пространстве.
Летчики спаслись, однако очередной разведчик пришлось списать.
Последняя в ходе летных испытаний авария произошла 18 декабря 1969 года. Полет проводился в рамках отработки бортовой системы радиоэлектронной борьбы. Вскоре после выхода на сверхзвук экипаж услышал сильный хлопок, после чего произошло резкое падение тяги двигателей и потеря управляемости самолетом. Разведчик вышел на большие углы атаки и свалился на крыло. Через 11 секунд после хлопка пилоты катапультировались. Причина хлопка или взрыва так и осталась невыясненной. Вероятная причина катастрофы, скорее всего, опять была связана с работой воздухозаборника.
При незапуске воздухозаборника возникает очень большая асимметрия тяги двигателей. Самолет кренится и сваливается на крыло. Данная проблема проявилась еще на стадии проектирования «А-12». Чтобы избежать асимметрии тяги, рассматривался даже вариант установки обоих двигателей в фюзеляже, однако в конечном итоге было решено проблемы асимметрии тяги и «незапуска» воздухозаборника отдать «на откуп» автоматической системе управления. Однако «незапуск» воздухозаборников так и остался самым уязвимым местом всех самолетов серии «А-12». Со временем эту проблему удалось разрешить лишь частично путем подбора коэффициентов регулирования в системе управления и замене аналоговой системы на цифровую.
К концу 1967 года фирма «Локхид» передала ВВС последний, 31-й, заказанный разведчик «SR-71»; линия по их производству была законсервирована. Возможно, этого делать и не стоило, так как катастрофы и происшествия с разведчиками продолжалась.
Подготовка к принятию на вооружение ВВС разведчиков «RS-71» развернулась вовсю летом 1964 года; местом их дислокации выбрали авиабазу Бил (Beale AFB). Официальной датой формирования 4200-го стратегического разведывательного авиакрыла считается 14 декабря 1964 года, в командование крылом вступил полковник Дуглас Нельсон.
Самолеты-разведчики «SR-71» использовались при боевых действиях во Вьетнаме (1968–1973 годы) и на Ближнем Востоке (1973–1974 годы). Разведывательные полеты осуществлялись вдоль границы Северной Кореи (1977 год), над Кубой (1978–1979 годы), Европой (1979–1985 годы), Китаем (1980–1981 годы), Никарагуа (1984 год).
Ни один из самолетов-разведчиков не был сбит. Вьетнамцы и китайцы выпускали до сотни ракет зенитного комплекса «С-75», пытаясь «достать» «SR-71», но скорость и высота нового разведчика были слишком велики, чтобы его можно было перехватить. Все потери 4200-го авиакрыла произошли в результате неисправностей или ошибок пилотов.
Количество боеспособных разведчиков уменьшалось на протяжении почти двух десятков лет их эксплуатации.
И главной причиной «убыли» были вовсе не катастрофы, а огромная стоимость эксплуатации и нехватка запасных частей.
Расходы на содержание одной эскадрильи «SR-71» равнялись затратам на поддержание в летном состоянии двух авиакрыльев тактических истребителей; затраты на один разведывательный полет, с учетом предполетного технического обслуживания, привлечения к выполнению задания самолетовзаправщиков составляли 8 миллионов долларов.
Изготавливать выходившие из строя узлы и агрегаты разведчиков не представлялось возможным, поскольку всю технологическую оснастку давно продали на металлолом; в результате пришлось пойти на «каннибализацию» через снятие всего ценного с «недобитых» в авариях машин. Кроме того, на вооружении советской армии появился зенитно-ракетный комплекс «Круг-М», который был способен сбивать цели с характеристиками «SR-71».
В общем, к концу 80-х годов вопрос о снятии «SR-71» с вооружения назрел. Многие офицеры ВВС, причастные к стратегической разведке, отчаянно боролись за продление срока службы «SR-71A». Тем не менее весной 1989 года такое решение было принято, и с 1 октября 1989 года разведчики были сняты с вооружения.
Торжественные проводы разведчиков на «пенсию» состоялись на авиабазе Бил в начале марта 1990 года. На взлетную полосу выкатили все 11 стратегических разведчиков, сохранившихся на тот момент. Сенат США постановил в мае 1990 года передать на консервацию шесть самолетов и шесть комплектов разведывательного оборудования с возможностью возобновления эксплуатации через 90 дней после принятия соответствующего решения. Но Пентагон оставил у себя лишь три машины, еще три передали НАСА.
Министр обороны Чейни сумел добиться пересмотра решения, принятого сенатом: «Просто невозможно держать в постоянной готовности летчиков, специалистов по планированию полетов и обслуживающий персонал без нового, постоянного, задания. Мы не сможем больше эксплуатировать самолеты SR-71».
Чейни ошибался, как ошибались и те, кто принимал решение о выводе разведчиков из эксплуатации. Операция «Буря в пустыне» в полной мере продемонстрировала силу аргументов защитников стратегических разведчиков — спутники так и не смогли заменить самолеты.
Сверхзвуковые тяжелые самолеты Владимира Мясищева
Дьявольская логика «гонки вооружений» подталкивала руководство Советского Союза к принятию «адекватных мер». Огромные затраты на реализацию программ создания тяжелых сверхзвуковых самолетов «Валькирия» и «Черная птица» убеждали в том, что военно-воздушные силы США не шутят, собираясь поставить на вооружение летательные аппараты нового поколения. Соответственно, и в Советском Союзе должны были появиться самолеты со сходными характеристиками и возможностями.
Если взглянуть на историю развития тяжелой авиации в Советском Союзе, то обнаружится удивительный пробел После принятия на вооружение в начале 1950-х годов бомбардировщиков «Ту-95», «М-4» и «ЗМ» и до конца 1980-х в СССР не вошел в строй ни один новый самолет этого класса.
Лишь в последнее время образовавшийся вакуум заполнили «Ту-160». Неискушенный человек может подумать, что, кроме Андрея Туполева (ОКБ-156), никто в нашей стране не занимался авиацией стратегического назначения. И будет, разумеется, не прав. В течении упомянутого тридцатилетия были разработаны и доведены до «железа» несколько блестящих и совершенно фантастических проектов, которые намного превосходили все, что имелось у американцев.
Работы по созданию межконтинентального стратегического бомбардировщика нового образца проводились в ОКБ-23 Владимира Мясищева, в ОКБ-256 Павла Цыбина, в группе Роберто Бартини и группе Георгия Бериева.
Наибольших успехов на этом поприще добилось конструкторское бюро, руководимое Владимиром Михайловичем Мясищевым. После нескольких лет вынужденного перерыва 24 марта 1951 года ОКБ-23 возобновило работу специально для создания стратегического бомбардировщика «М-4» (в проекте — «М-25»). Однако это была пока еще дозвуковая машина, а Мясищев мечтал о большем Проект летательного аппарата нового типа начал разрабатываться уже через год после организации ОКБ. «Зазвуковой» бомбардировщик «М-32» с четырьмя турбореактивными двигателями «ВД-5» стал первым инициативным предложением ОКБ-23 Мясищева по созданию сверхзвукового самолета. Экипаж 5 человек При взлетном весе 180 тонн его крейсерская скорость должна была составлять до 11001200 км/ч, а максимальная -1350 км/ч. Ожидалось, что дальность будет в пределах 7000–8000 километров, а практический потолок — 14–15 километров.
Вслед за «зазвуковым» «М-32» по инициативе Мясищева в ОКБ-23 разрабатывался сверхзвуковой бомбардировщик «М-34» — максимальная скорость 1850 км/ч, с практическим потолком 19 350 метров и дальностью 8700 километров.
Поскольку заказа на эти две машины получить не удалось, проектирование было прекращено. 30 июля 1954 года вышло официальное правительственное постановление на разработку сверхзвуковой межконтинентальной авиационной стратегической системы, способной поражать цели на территории США. Первоначально речь шла о создании составного авиационного комплекса, включающего сверхзвуковой самолет-носитель, рассчитанный на скорость 1,5–2 Маха, и ударный подвесной бомбардировщик, вооруженный ядерной бомбой. Радиус действия комплекса должен был обеспечивать поражение целей в США без захода самолета-носителя в активную зону поражения средств американской ПВО, а дальность полета самолетаносителя и подвесного самолета — их возвращение на базы в СССР.
В соответствии с правительственным постановлением в ОКБ Мясищева началась разработка «Разъемного дальнего бомбардировщика 50», состоящего из ударного самолета и носителя с четырьмя турбореактивными двигателями конструкции Александра Микулина Согласно заданию, «М-50» должен был развивать максимальную скорость 1800 км/ч (при крейсерской 1500–1600 км/ч) на высотах 14–15 километров. Практическая дальность полета с бомбовой нагрузкой 5000 килограммов оценивалась в 13 000 километров.
ОКБ выпустило эскизный проект, но 19 июля 1955 года вышло очередное постановление правительства, изменившее направление работ по теме «50». Теперь требовался «чистый» дальний бомбардировщик с повышенной крейсерской скоростью, рассчитанный под четыре турбовентиляторных двигателя «НК-6» или турбореактивных двигателя «ВД-9А».
А мартовским постановлением 1956 года предусматривалась установка нового двигателя «M-16-17».
Ведущим конструктором новой машины назначили Георгия Назарова.
Оптимальная аэродинамическая компоновка самолета выбиралась по результатам испытаний 39 моделей в аэродинамических трубах ЦАГИ. В ходе проектирования рассматривались такие схемы, как «утка» и «бесхвостка». Но конструкторы остановились на классической схеме с треугольным крылом. Причиной такого выбора стало отсутствие необходимых методик расчета указанных выше компоновок, а также необходимость сокращения времени проектирования.
Одним из первых серьезных исследований, связанных с проектом «М-50», стал поиск оптимального размещения двигателей. Требовалось обеспечить наилучшее расположение воздухозаборников, минимизировать аэродинамическое сопротивление и максимально упростить конструкцию. Помимо продувок в аэродинамических трубах, проводились летные испытания крупногабаритных моделей, запускаемых с катапульты или сбрасываемых с самолета-носителя. Помимо этого, использовались методы математического моделирования на ЭВМ. В конце концов решили два двигателя разместить на пилонах под крылом, а два — на концах крыла.
Особой отличительной чертой «М-50» стало то, что на нем буквально все — от двигателей до покрышек колес — проектировалось и делалось наново, без опоры на существовавшие аналоги. Разработка и внедрение новых конструкций, технологий и материалов потребовали скоординированной работы почти 20 ОКБ и НИИ, а также более 10 крупных заводов разных министерств и ведомств. Новым был и подход к проектированию фюзеляжа и крыла, собранных из крупногабаритных панелей. В них обшивка со стрингерами или поясами шпангоутов выполнялась прессованием из титановых сплавов, что позволило получить выигрыш по массе и увеличить производительность труда. Для этого, по заданию ОКБ и АН СССР, были созданы специальные мощные прессы.
В конструкции шасси повторили принцип, проверенный на «М-4» и «ЗМ», — тандемная схема с раздвижной передней опорой. Весьма оригинально решалась проблема торможения на пробеге — с помощью гидропривода из фюзеляжа выдвигались четыре похожие на лыжи стальные балки. При их трении о бетон образовывались целые снопы искр, но такой способ торможения оказался очень эффективным.
На «М-50» впервые в СССР использовалась автоматическая система регулирования положения центра тяжести в полете путем перекачки топлива между фюзеляжными и крыльевыми группами кессон-баков. Необходимость в этом возникла потому, что при переходе на сверхзвуковую скорость изменяется характер обтекания крыла, приводя к появлению пикирующего момента. Новая система позволила уменьшить площадь оперения.
Проблематичным оказалось создание силовой установки.
Так как самолет должен был совершать длительный полет на сверхзвуковой скорости, требовались двигатели с тягой без форсажа не менее 17000 килограммов. Наиболее подходящим оказался двигатель «M-16-17» («РД-16-17»), разработанный в ОКБ Прокофия Зубца.
В конечном виде бомбардировщик «М-50» выглядел следующим образом. Он был выполнен по классической схеме с треугольным высокорасположенным крылом и стреловидным хвостовым оперением. Фюзеляж — полумонокок цилиндрической формы диаметром 2,95 метра при общей длине самолета 57,48 метра. Технологически он делился на следующие агрегаты: передний отсек с носовым обтекателем; гермокабину экипажа; передний топливный отсек; среднюю часть с отсеками для шасси, топливных контейнеров (кессонбаки), спецгрузов (бомб) и центропланом крыла; хвостовую часть с топливными отсеками и парашютным контейнером и узлами крепления оперения. Фонарь кабины был снабжен передним остеклением из двойных наклонных плит закаленного стекла и боковыми иллюминаторами. Бомбовый отсек длиной более 10 метров закрывался створками.
На самолете практически отсутствовали выступающие части (надстройки), за исключением фонаря кабины пилотов.
Проводка системы управления, агрегаты и коммуникации располагались по верху и по низу фюзеляжа и закрывались легкосъемными гаргротами.
Крыло свободнонесущее, треугольной формы в плане, с изломом по передней кромке, размах — 25,1 метра. Большой угол стреловидности корневой части крыла (57°) позволял увеличить строительную высоту бортовой нервюры и обеспечить требуемый запас прочности. В концевой части крыла угол стреловидности — 54°. Технологически крыло делилось на кессон, переднюю часть кессона с носками, хвостовую часть кессона, консоли с носками и хвостовыми частями, пилоны двигателей и обтекатели крыльевых стоек. Кессон и его передняя часть служили топливными баками. Основной силовой элемент крыла — кессон — состоял из трех лонжеронов, прессованных панелей и нервюр.
Механизация крыла состояла из щелевых закрылков типа ЦАГИ, расположенных на внутренних частях консолей крыла. Элероны имели аэродинамическую компенсацию. На верхней поверхности крыла установлены аэродинамические гребни, являющиеся как бы продолжением пилонов двух соответствующих двигательных гондол. Остальные два двигателя располагаются в гондолах, закрепленных на торцевых концах крыла Такое расположение четырех двигателей позволило, с одной стороны, получить аэродинамически «чистое» крыло, обладающее более высокими характеристиками, и, разгрузив его, соответственно уменьшить массу. С другой стороны, использованная компоновка дала возможность применить более эффективные лобовые воздухозаборники.
В конструкции самолета широко использованы алюминиевые и титановые сплавы.
Бомбовое вооружение максимальной массой до 30 тонн размещалось в крупногабаритном грузоотсеке, где предполагалось также подвешивать и управляемую сверхзвуковую крылатую ракету «М-61» со складными плоскостями, создававшуюся в ОКБ Мясищева и имеющую дальность пуска до 1000 километров. Одно время прорабатывалась и возможность оснащения самолета тяжелой крылатой ракетой «РСС» конструкции ОКБ-256 Цыбина. На первом опытном самолете оборонительное вооружение отсутствовало, на серийных самолетах предполагалось применение кормовой пушечной установки с дистанционным управлением. По предложению Никиты Хрущева рассматривался также беспилотный вариант «М-51», в фюзеляж которого был вмонтирован ядерный боеприпас большой мощности, но этот проект остался на уровне общего обсуждения.
Первый образец сверхзвукового бомбардировщика «М-50А» поднялся в воздух 27 октября 1959 года. Этот полет продолжительностью 35 минут прошел успешно.
Так как на момент начала испытаний двигатели конструкции Зубца еще не были доведены, то на прототип установили четыре менее мощных мотора «ВД-7Б» тягой по 9750 килограммов конструкции ОКБ Владимира Добрынина.
Для увеличения тяги до 14 000 килограммов два подкрыльевых двигателя «ВД-7» оборудовали форсажными камерами. Однако это не помогло: «М-50» так и не преодолел скорости звука, «упершись» в предел — 0,99 Маха. 9 июля 1961 года «М-50» был продемонстрирован широкой публике на параде в Тушино. После этого на Западе ему присвоили код НАТО «Bounder» («Беспредельщик») и даже поговаривали, что этот бомбардировщик скоро пойдет в серийное производство.
Однако осенью 1960 года Владимира Мясищева назначили начальником ЦАГИ, а ОКБ-23 расформировали. Коллектив переподчинили Владимиру Челомею, создававшему космическую технику. «М-50А» передали в музей в Монино.
Повсеместное увлечение баллистическими ракетами, казалось, «поставило точку» на стратегической авиации.
Но до расформирования ОКБ работы по бомбардировщикам шли полным ходом. Сразу же после «М-50» началось проектирование его модификации «М-52», которая должна была обеспечить проектные дальность и скорость.
Эта разработка была связана с постановлением Совмина № 867–408 от 31 июля 1958 года о создании авиационной системы дальнего действия для поражения площадных и наземных целей.
В состав системы, получившей обозначение «М-52К», входили: сверхзвуковой самолет «М-52», крылатая ракета «Х-22» и системы управления и наведения «К-22У».
«М-52» проектировался в двух вариантах: двухместном боевом и трехместном учебно-тренировочном. В первом варианте летчик и штурман размещались рядом, во втором — справа от проверяемого располагался инструктор, а рабочее место штурмана перенесли вперед, за приборную доску летчиков. Для спасения экипажа в случае аварийного покидания самолета во всем диапазоне скоростей предназначались катапультные кресла с реактивными ускорителями, выстреливавшиеся вверх.
Первый вариант «М-52» предлагался с размещением всех двигателей на пилонах под крылом. Но окончательно остановили выбор на схеме самолета «М-50». На входе воздухозаборных устройств установили центральные тела, и это еще сильнее подчеркивало, что самолет рассчитан на большие сверхзвуковые скорости.
Вооружение носителя, кроме свободнопадающих авиабомб калибром до 5000 килограммов, реактивных торпед «РАТ-52М» и морских мин, должно было включать две ракеты «Х-22», а впоследствии и ракеты проекта «44» класса «воздух — поверхность», размещавшиеся по бокам фюзеляжа.
В случае чисто ракетного вооружения в бомбоотсеке планировалась установка дополнительного топливного бака.
На «М-52», как на «пятидесятке», согласно требованиям ВВС предусматривалось размещение кормовой стрелковой установки «ДБ-52» с пушками «АО-9М» калибра 23 миллиметра и прицельной станцией «Криптон» с вычислительным блоком «ВБ-17».
От цельноповоротного вертикального оперения отказались, заменив его традиционным килем с рулем направления.
На вершине киля поместили дополнительное балансировочное горизонтальное оперение, отклоняемое только вниз, на кабрирование.
Самолет рассчитывался под четыре двигателя «М16-17Б» с взлетной тягой по 18 500 килограммов. Не исключалось, однако, и использование форсированных «М16-17Ф» или «НК-6М». Предполагалось установить в носовой части систему дозаправки топливом в воздухе. При установке средней сбрасываемой тележки допустимый взлетный вес составлял 248 тонн.
В момент взлета дополнительную тягу должны были давать ускорители на ЖРД «СЗ-42М» конструкции Доменика Севрука, развивавшие тягу до 17 тонн в течение одной минуты.
На передней тележке шасси для сокращения пробега предусматривалась установка тормозной лыжи.
Однако и в этом случае, несмотря на всю экзотичность предложенных технических решений, проект самолета не соответствовал заданным требованиям и нуждался в доработках.
В апреле 1959 года ОКБ-23 предъявило заказчику макет «М-52К», который не был одобрен государственной комиссией.
ОКБ пришлось доработать носитель. На крыле предложили сделать геометрическую крутку с наплывами в концевых частях. На внешних мотогондолах установили «ласты» и улучшили компоновку крылатой ракеты «Х-22». Эти мероприятия способствовали увеличению аэродинамического качества на околозвуковых скоростях.
В период с 29 мая по 19 июня 1959 года состоялась защита эскизного проекта «М-52К». В своем заключении заказчик вынужден был констатировать, что «…самолетноситель системы М-52К выполнен как незначительная модификация стратегического бомбардировщика М-50 с сохранением схемы и без существенных изменений размеров и веса. Это приводит к невозможности использования его с аэродромов 1 класса, имеющихся вблизи возможных театров военных действий, а также к чрезмерному удорожанию системы и усложнению ее эксплуатации. По своим характеристикам самолет не соответствует постановлению Совмина и требованиям ВВС».
Как оказалось, сложнейшей задачей при создании носителя «М-52» было обеспечение требуемой дальности. При расчетном полетном весе 165 тонн с двигателями «М16-17Б» радиус действия самолета в варианте бомбардировщика не превышал 4100 километров. По расчетам ОКБ, при полете с двумя ракетами этот параметр не превышал 2300 километров, что было почти в два раза меньше заданного постановлением Совмина. В случае дозаправки носителя топливом на пути к цели до веса 215 тонн практический радиус действия возрастал до 3750 километров, но все равно не соответствовал заданию. Лишь при полете с одной ракетой радиус превышал нижнюю границу задания — 4050 километров.
В двух последних вариантах система «М-52К» могла развивать крейсерскую скорость 1700–1800 км/ч с одной ракетой на расстоянии 1800 километров от аэродрома вылета, а с двумя ракетами — лишь на удалении 2960 километров.
Таким образом, свыше половины этого пути «М-52К» должен был проходить на высотах от 5500 до 8500 метров на дозвуковых скоростях 800-1000 км/ч. Остальной участок приходился на режим разгона до скорости в 1,7 Маха с набором высоты.
Заказчик также отмечал, что реально практический радиус действия системы не будет превышать 3200 и 2300 километров с одной и двумя ракетами соответственно, так как взлетный вес из-за недостаточной прочности шасси ограничен 165 тоннами. Указывалось также на недостаточную тяговооруженность «М-52К».
Острая полемика развернулась по вопросу базирования «М-52К». ОКБ-23 ориентировалось в соответствии с заданием на сверхклассные аэродромы с длиной взлетно-посадочной полосы не менее 3000 метров. Военные же требовали сократить длину разбега до 2500 метров. В результате для взлета с перегрузочным весом конструкторы предложили применить среднюю сбрасываемую стойку с самоориентирующейся четырехколесной тележкой шасси. Она могла воспринимать до 85 тонн взлетного веса, обеспечивая перед отрывом от земли угол атаки 13,5° при скорости 430 км/ч.
Предусматривалось спасение средней стойки на парашюте для ее повторного использования. В случае применения стартовых ускорителей дистанция разбега не должна была превышать 2000 метров.
Рассматривался также вариант точечного старта с помощью ускорителей общей тягой до 360 тонн. Наклон ускорителей под углом около 53° к горизонту мог обеспечить отрыв самолета с места, разгон в течение 15 секунд до скорости 550 км/ч и набор высоты 300 метров на дистанции 1500–2000 метров. Ожидалось, что применение «точечного старта» при рассредоточении мест базирования резко повысит живучесть дальней авиации в условиях внезапного нападения вероятного противника. Взлетный вес системы «М-52К» в этом случае доводился до 217 тонн. Для сокращения послепосадочного пробега предлагалось использовать аэрофинишер, по типу того, которые применяются на авианосцах.
Несмотря на очевидные недостатки системы, был запланирован выпуск пяти самолетов, вооруженных ракетами «Х-22». Две машины предписывалось выпустить в 1960 году и три — в 1961 году. Несколько позже руководство Министерства обороны обратилось в правительство с предложением ограничить выпуск тремя машинами, использовав их для накопления опыта по испытанию и эксплуатации системы «М-56К», не уступающей американскому бомбардировщику «ХВ-70 Валькирия».
Сборка «М-52» продолжалась в 1960 году, но сильно затянулась из-за отсутствия двигателей «М-16-17Б». В последующем, ввиду того, что конструкторы не справились с заданием, было принято решение о прекращении всех работ по этой машине.
С 1958 года в ОКБ-23 разрабатывался проект сверхзвукового пассажирского самолета по схеме «утка» с двухкилевым оперением и двигателями «РД16-23». Проектирование лайнера в значительной степени опиралось на результаты научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, выполненных в ходе создания бомбардировщиков «М-50» и «М-52».
«М-53» представлял собой высокоплан с четырьмя двигателями в двух подкрыльевых гондолах и трехстоечным основным шасси (длина самолета — 51,3 метра, высота самолета — 10,8 метра). Крыло — с двойной стреловидностью, размах — 27 метров. Самолет рассчитывался на полет со скоростью 1800–2000 км/ч на высоте 13–16 километров.
Дальность в перегрузочном варианте с полным запасом топлива и 50 пассажирами (нагрузка 5 тонн) оценивалась в 6500 километров. Максимальная же коммерческая нагрузка доходила до 12 тонн.
Мезосферные войны Лишь на бумаге и в моделях существовал и другой проект ОКБ-23 — сверхзвуковой стратегический бомбардировщик «М-54». От «М-50» он отличался крылом с небольшой стреловидностью по задней кромке. Он проектировался по схеме «бесхвостка» с четырьмя турбореактивными двигателями на пилонах под крылом, повторяя в масштабе компоновку американского «В-58». На нем также анализировались различные варианты расположения мотогондол.
Работы американцев по «трехмаховому» бомбардировщику «ХВ-70» не прошли незамеченными в СССР. В конце 1957 года, первоначально в инициативном порядке, в ОКБ-23 начались работы по стратегической авиационной системе «М-56», предполагавшей создание ударного стратегического самолета-ракетоносца «М-56К» и разведчика «М-56Р».