Второй вариант, которому на Рипаб-лике отдавали предпочтение, представлял собой перехватчик с реактивно-прямоточным двигателем. Наконец, в третьем проекте использовался обычный ТРДФ, обеспечивающий достижение скорости, соответствующей числу М=2. Этот проект был своего рода резервным на случай, если ВВС откажутся от варианта с реактивно-прямоточным двигателем как слишком смелым. Не случайно перехватчик с ТРДФ не пользовался популярностью на фирме Рипаблик.
В сентябре 1951 г. победителем по программе МХ-1554 была признана фирма Конвэр, предложившая проект сверхзвукового перехватчика F-102, выполненного по схеме "бесхвостка" с треугольным крылом. Но этот проект был первым шагом к более сложному и совершенному перехватчику F-I02B, позднее получившему обозначение F-106.
Однако предложение фирмы Рипаблик по перехватчику с реактивно-прямоточным двигателем не было отвергнуто. Руководство ВВС, считая такую силовую установку чрезвычайно перспективной и учитывая опыт фирмы по самолету "Тандерсептор", решило профинансировать дальнейшие исследования и официально присвоило будущему перехватчику обозначение XF-103.
В момент получения контракта работы по самолету были слишком продвинуты, чтобы вносить радикальные изменения. Тем не менее многие конструктивные элементы следовало подвергнуть тщательной ревизии. Каким же был облик перехватчика XF-103 на тот период?
Он имел чрезвычайно вытянутый фюзеляж, на нижней поверхности которого, несколько впереди его середины, располагался воздухозаборник двигателя. По аналогии с F-102 самолет имел треугольное крыло малого удлинения с тонким профилем и без поперечного угла V. Но в отличие от истребителя фирмы Конвэр стабилизатор был прикреплен к нижней поверхности хвостовой секции фюзеляжа. И стабилизатор, и вертикальное оперение имели треугольную форму в плане. Общие габариты перехватчика были следующие: длина 22,5 м, высота 5,8 м, размах крыла 11 м.
Расчетные летные характеристики самолета впечатляли, по ряду параметров они вполне могли бы соответствовать самым современным боевым самолетам. Перехватчик XF-103 должен был на высоте 18300 м развивать скорость числа Маха, равного 3. При взлете в облегченном варианте (17240 кг) практический потолок превышал 21300 м. Максимальная взлетная масса составляла 19500 кг, включая 1940 л топлива в двух подвесных баках. Величина взлетной массы определялась с учетом боевого радиуса 600 км. Такой небольшой радиус был своего рода платой за чрезвычайно высокие летные характеристики. Правда, следует сказать, что в тот период управление перехватом целей осуществлялось исключительно с наземных пунктов ПВО и поэтому не требовалась слишком большая дальность полета.
Высокая сверхзвуковая скорость поставила перед разработчиками проблему сильного нагрева обшивки самолета, которая получила название "теплового барьера". Естественно, что от использования в основных элементах планера обычных алюминиевых сплавов пришлось отказаться. Впервые заговорили о титановых материалах, как основном конструкционном материале для такого перехватчика. Было известно, что титан не терял свои прочностные характеристики при высоких температурах, но он трудно подвергался обработке. Для преодоления "теплового барьера" необходимы были новые прорывы в технологии.
Чтобы использовать в максимальной степени все . преимущества титановых материалов необходимо было создать достаточно эффективную силовую установку - реактивно-прямоточный двигатель. В отделении Райт Эронотикал фирмы Кэртисс-Райт был разработан ТРД YJ67-W-1, у которого форсажная камера и контур ПВРД были объединены в единый блок. Этот же двигатель рассматривался и для одного из вариантов перехватчика Конвэр F-102.
Двигатель YJ67-W-1 был разработан на основе английского ТРД Бристоль "Олимп" 1/2А тягой 4450 кгс (без форсажа), лицензию на выпуск которого получила фирма Кэртисс-Райт. Предварительные расчеты показали, что максимальная тяга на форсаже в течение 5 мин должна превышать 9980 кгс, на боевом режиме - 5900 кгс в течение 30 мин без форсажа и 13610 кгс - при работе в режиме ПВРД при числе М=3.
Сопло двигателя имело прямоугольную форму, что позволяло избежать ряд проблем, связанных с потоком газов, а также избавиться от необходимости изготавливать поверхности со сложной кривизной. Подвижные створки сопла, воздушные тормоза и другие детали имели достаточно простую конструкцию. (Кстати сказать, подобные прямоугольные сопла исследуются и в настоящее время для высокоманевренных самолетов, а также для сверхзвукового пассажирского самолета нового поколения).
Силовая установка самолета XF-103, благодаря своей новизне, была предметом шуток среди ученых мужей фирмы Рипаблик. Они говорили, что если самолет совершит вынужденную посадку с убранным шасси на одно из картофельных полей, окружавших завод фирмы, то через его воздухозаборник может пройти огромное количество клубней, которые будут выбрасываться из сопла уже в жареном виде. Таким образом самолет станет самым большим в мире титановым производителем чипсов.
На самолете XF-103 предлагалось использовать крыло с системой управления углом установки, как на опытном истребителе XF-91. Но эта система рассматривалась не как средство повышения маневренности, а как альтернатива использованию двухщелевых закрылков при взлете и посадке. Дело в том, что кабина экипажа перехватчика имела очень ограниченный обзор вперед и поэтому взлет и посадка должны были осуществляться почти при полном отсутствии угла атаки. Однако испытания в аэродинамических трубах показали, что подъемная сила у сверхзвукового симметричного профиля (с относительной толщиной 3%) с закрылками и без них вполне приемлема. Было показано, что при этом обеспечивается требуемый незначительный угол атаки на взлетно-посадочных режимах. Поэтому от системы управления углом установки крыла отказались (которая оказалась к тому же слишком сложной с точки зрения механики) в пользу двух-щелевых закрылков.
