Авиация и время 2011 03 - [4]
После многочисленных экспериментов в аэродинамической трубе оказалось, что новому истребителю угрожают серьезные проблемы с устойчивостью, причем как на высоких скоростях, так и на низких. Кроме того, ученые сделали неутешительный вывод: максимальная скорость YF4H-1 может оказаться меньше 2М. Такие результаты не устраивали ни конструкторов, ни заказчиков. Беркли и Люис принялись дорабатывать свой проект.
Для улучшения путевой устойчивости увеличили площадь киля. При этом его высота, ограниченная размерами ангара авианосца, осталась прежней, а хорду у корня увеличили, придав килю очень узнаваемую трапециевидную форму. Однако и теперь путевая устойчивость на больших углах атаки, когда киль затенялся фюзеляжем, оставалась неудовлетворительной. И тогда Льюис предложил простое и остроумное решение – установить горизонтальное оперение с углом поперечного V = -15°. Это не только улучшало устойчивость, но и выводило стабилизатор на больших углах атаки из возмущенного потока от крыла. После продувок угол его отрицательного поперечного V пришлось увеличить до 23°, а для обеспечения продольной балансировки применить обратный аэродинамический профиль. Стабилизатор выглядел столь необычно, что ему даже дали собственное название – стабилатор (stabila- tor). Учитывая тяжелые температурные условия работы стабилатора, находящегося вблизи выхлопных струй двигателя, его силовой набор пришлось сделать из стали, а корневые части обшить листами из титанового сплава.
Поперечную устойчивость самолета можно было улучшить за счет установки крыла с углом поперечного V = 3°, что влекло за собой изменения в конструкции шасси и фюзеляжа. Чтобы избежать этого, конструкторы опять проявили находчивость. Они выяснили, что отклонение концевых частей крыла на 12° вверх, будет равносильно 3° поперечного V целого крыла. Продувки подтвердили теорию. Тут же выяснили, что проявились нарушения в работе элеронов, в частности, такое вредное явление, как реверс. Пришлось ограничить углы их отклонения диапазоном от -1° до +30°. При этом уменьшение управляющего момента компенсировали установкой на верхней поверхности крыла интерцепторов, а запаздывание их действия парировали «ножницами» стабилизатора.
Полноразмерный макет самолета Model 98В
Опытный истребитель XF8U-3 Crusader III
Летчик-испытатель Роберт Литтл покидает кабину после первого полета
Первый полет опытного самолета YF4H-1. 27 мая 1958 г.
Однако на этом «игра» с концами крыла не закончилась. Люис и Беркли решили выжать из них еще и устойчивость на больших углах атаки, что было важно не столько для воздушного боя, сколько для взлета с палубы авианосца. Увеличив хорду складных консолей у корня на 10%, они получили по передней кромке крыла запилы, которые генерировали над верхней поверхностью вихри, что препятствовало перетеканию пограничного слоя и затягивало срыв потока на больших углах атаки.
Для снижения посадочной скорости крыло оснастили отклоняемым носком и закрылками. Носок крыла отклонялся по всему размаху и состоял из трех секций на каждом полукрыле. В совокупности с закрылками, воздушными тормозами и плоской несущей нижней поверхностью фюзеляжа они обеспечивали посадочную скорость 230 км/ч. На серийных машинах хотели устанавливать и систему сдува пограничного слоя с носков и закрылков (СПС). По расчетам она уменьшала посадочную скорость до 217 км/ч. Кроме того, для сокращения взлетной дистанции и придания F4H-1 оптимального угла атаки носовая стойка шасси перед взлетом удлинялась на 0,5 м.
Практически решив проблемы с устойчивостью нового истребителя и его ВПХ, конструкторы взялись за силовую установку, которая еще не могла обеспечить выход машины на скорости более 2М. Здесь узким местом оказались нерегулируемые воздухозаборники. Создание оптимальной системы, обеспечивавшей необходимое давление воздуха перед двигателем и работавшей во всем диапазоне скоростей, оказалось сложнейшей задачей. Сечение исходного воздухозаборника YF4H-1 представляло собой прямоугольник со скругленными наружными углами и острыми кромками. Пограничный слой отсекался при помощи вертикальной пластины клиновидной формы, отнесенной от фюзеляжа на 50 мм. Эту пластину и взяли за основу будущей системы регулирования. К ней прикрепили две подвижные панели, осуществлявшие торможение сверхзвукового потока. В месте сочленения панелей находилась щель, предназначенная для слива пограничного слоя самой пластины.
25 июля 1955 г. окончательный вариант истребителя YF4H-1 утвердили на совместном совещании моряков и конструкторов. ВМС заказали 2 опытных и 5 предсерийных самолетов.
Сроки изготовления первой машины несколько затянулись в виду задержки с поставкой двух двигателей J79-GE-8 (максимальная тяга – 4945 кгс, тяга на форсаже – 7710 кгс). На помощь пришли Военно-воздушные силы, которые передали McDonnell два геометрически подобных ТРД типа J79-GE-3A от истребителя F-104, правда, их тяга была на 4% меньше, чем у GE-8. Кроме того, на этот самолет вместо ряда систем и вооружения, включая ракеты Sparrow, установили весовые макеты, а в кабине оператора разместили контрольно-записывающую аппаратуру.
