Через звуковой барьер
В это время главные конструкторы истребителей в разных странах только пытались перепрыгнуть через «звуковой барьер». Но уже все знали, что на скорости звука резко увеличивается сопротивление самолёта, а при дальнейшем увеличении скорости оно падает. Но чтобы добраться до этой желанной сверхзвуковой скорости, надо было иметь двигатель с большой тягой и конфигурацию самолёта с минимальным волновым сопротивлением.
Александр Картвели был одним из первых. Его опытный истребитель-перехватчик с турбореактивным и ракетным двигателями XF-91 имел тонкое стреловидное крыло и оперение. У него были все шансы стать первым в США сверхзвуковым истребителем. Джонсон из «Локхида» ещё даже не начинал проектировать свою летающую торпеду F-104. Но проект Картвели оказался очень сложным. ЖРД был ненадёжным, взрывался. И обслуживать его было трудно. Шесть лет потратил Картвели на доводку этого строптивого «мустанга», но он так и не подчинился. Силовая установка подвела.
Теперь у Александра возникла новая идея – использовать форсажную камеру реактивного двигателя на скорости, в два раза превышающей звуковую, в качестве дополнительного прямоточного двигателя. Надо только подать дополнительный поток воздуха. Огромный ковшовый воздухозаборник он разместил снизу фюзеляжа в его средней части. Там будет дополнительное поддавливание от носовой части фюзеляжа. При двойной звуковой скорости перепускные створки в канале воздухозаборника часть воздушного потока направят прямо к форсункам ПВРД, минуя основной двигатель.
Переднюю ногу шасси пришлось расположить совсем близко перед заборником в надежде, что мелкие крошки бетона, поднимаемые колёсами, не попадут в него. Были опасения, что низкорасположенный воздухозаборник будет и сам засасывать посторонние предметы с земли, но Картвели от них отмахнулся.
В конце 1950 года, когда прорабатывался этот проект сверхзвукового перехватчика, конструкторские решения, задаваемые шефом, ставили его конструкторов в тупик. Было столько много, казалось, неразрешимых компоновочных проблем, что многие сомневались, что самолёт получится. Но Картвели проявил твёрдость. Он отвергал предложенное решение и просил ещё подумать.
Рисунок облика проекта перехватчика Картвели
Когда эскизный проект АР-57 всё же был готов и послан военным, они ухватились за идею совмещения ТРД и ПВРД. Из девяти проектов шести компаний, участвовавших в конкурсе создания перехватчика дальних советских бомбардировщиков, оставили только два. Компания «Конвэр» получила контракт на лёгкую бесхвостку с треугольным крылом F-102 и «Рипаблик» на необыкновенный и технически рискованный XF-103. Компания «Хьюз» поставляла для XF-103 радарную систему управления огнём и сами ракеты «воздух – воздух» «Фалкон».
Проект перехватчика Картвели был настолько пионерским и сложным, что разработка чертежей и постройка макета заняли почти полтора года. В представленном военным на макетной комиссии варианте это был самолёт будущего. Перехватчик был титановый и его расчётная скорость превышала звуковую в три раза. Картвели решился сразу преодолеть два барьера: звуковой и тепловой. На расчётной скорости машина нагревалась от трения о воздух до такой температуры, при которой дюраль уже терял прочность.
Джонсон из «Локхида» начнёт разрабатывать «горячий» титановый перехватчик А-12 только через семь лет. Разработка первого советского титанового ударного самолёта Т-4 в ОКБ Сухого начнётся только через пятнадцать лет. Быть первым очень трудно, но Картвели это не смущало. Он творил всё по науке и был убеждён в правильности своих конструкторских решений.
Схема бесхвостки у него не вызывала доверия – слишком большая потеря подъёмной силы. Поэтому у перехватчика нормальная схема с цельно-поворотным горизонтальным оперением, расположенным ниже крыла, чтобы уйти от его спутной струи. А вот треугольная форма в плане крыла и оперения – то, что надо: минимальное сопротивление и максимальная жёсткость. Элероны крыла в форме треугольных законцовок. Фюзеляж большого удлинения веретенообразной формы с острым носом обтекателя антенны радара и совсем маленьким фонарём перископа, через который лётчик смотрит вперёд. У него только два окна по бокам фюзеляжа. Сидит он в опускаемой и поднимаемой электроприводом защитной капсуле, в которой и катапультируется вниз в аварийной ситуации. За кабиной по бокам фюзеляжа отсеки для шести ракет «Фалкон». Для пуска створки отсеков открываются, и ракеты на рычажных держателях выдвигаются в поток. Основные ноги шасси убираются в фюзеляж. Под хвостовой частью фюзеляжа крепится дополнительный треугольный киль, который поворачивается в вертикальное положение только в полёте. В конце фюзеляжа по бокам – отклоняемые панели воздушных тормозов. В топливные отсеки фюзеляжа заливается девять тонн керосина.
Основной ТРД с тягой на форсаже десять тонн поставляет компания «Райт». Это лицензионная копия английского двигателя «Олимпус». Прямоточный двигатель разрабатывается специально для перехватчика Картвели, и он должен добавить ещё восемь тонн тяги. На расчётной высоте перехвата тяговооружённость самолёта будет существенно больше единицы.
Для военных экспертов макетной комиссии подготовили красочный фотомонтаж: два F-103 сопровождают перехваченный Ту-95.
Эта картина пользовалась вниманием, но военные написали столько замечаний, что Картвели потребовалось больше года, чтобы их устранить. В июне 1954 года был подписан контракт на постройку трёх опытных экземпляров XF-103, и только тогда перед Картвели во всей своей широте встала проблема технологического освоения нового и капризного титана. Полностью решить эту проблему ему так и не удастся.
Перехват советского бомбардировщика Ту-95 (реклама)
В процессе затянувшейся сборки заказанных машин в их конструкцию вносились изменения. Нижняя острая кромка воздухозаборника стала отклоняемой для обеспечения безотрывного потока воздуха на разных режимах полёта. По бокам снизу фюзеляжа за воздухозаборником появились огромные сбрасываемые топливные баки объёмом более двух тысяч литров.
Заказчики видели, с какими трудностями в осуществлении проекта «горячего» самолёта столкнулся Картвели, и аннулировали одну из опытных машин. Вскоре стало ясно, что забуксовал не только Картвели, но и двигателисты. Освоить сложный английский ТРД компания «Райт» никак не могла. Не лучше обстояли дела и у разработчиков прямоточного двигателя.
В 1957 году военным стало окончательно ясно, что для такого дорогого и сложного перехватчика, какой разрабатывает Картвели, просто нет подходящих целей. Разработка сверхзвуковых бомбардировщиков в Советском Союзе приостановлена, а с дозвуковыми дальними машинами Туполева и Мясищева вполне справятся более простые и более дешёвые американские перехватчики F-102, F-104 и F-106. В августе проект перехватчика XF-103, которому уже дали имя «Тандервориор», был полностью закрыт. Потраченные деньги американских налогоплательщиков – 104 миллиона долларов – принесут пользу в будущем.
Картвели не сдаётся. Уже для нового конкурса он с 1954 года разрабатывает проект АР-75 – сверхзвуковой дальний перехватчик по схеме бесхвостка с двумя килями. По требованиям военных он должен быть «горячим», со скоростью полёта, соответствующей числу Маха М=3. Кроме перехвата цели на высоте 21 км он предназначается для сопровождения стратегического бомбардировщика В-70 «Валькирия». У него два двигателя и два члена экипажа. Творчество продолжается. Но и этот сверхзвуковой проект не будет реализован. В конкурсе победит компания «Нортроп», их проекту дадут обозначение F-108 и имя «Рапира». Но и он не будет построен.
Создать самолёт со скоростью в три раза больше скорости звука – очень заманчивая для авиаконструктора задача. Но для заказчика, который распределяет выделенные ему ограниченные бюджетные ассигнования, главный критерий – боевая эффективность самолёта. Тут уже «горячий» уступает «холодному» с числом М=2.
Сверхзвуковой «Тандерчиф»
Проект сверхзвукового истребителя-бомбардировщика АР-63 в 1951 году разрабатывался тяжело. Только 31-й вариант компоновки был утверждён Александром Михайловичем. Самолёт рассчитан на М=2. И у самой земли, где от большого скоростного напора нагрузка на конструкцию максимальна, он должен лететь со сверхзвуковой скоростью. Он будет нести тактическую атомную бомбу в закрытом отсеке фюзеляжа. Взлётный вес получается порядка 18 тонн, а вот с двигателем незадача. Имеющийся Pratt & Whitney J57 слабоват. На форсаже его тяга меньше семи тонн. Но опытный Картвели знает, что доводка нового самолёта займёт не один год, а там, очень вероятно, появится более мощный двигатель. Предложение военным отослали в апреле 1952 года, а уже в сентябре получили контракт на детальную разработку.
Мозговой штурм»
В этом проекте явно просматривалась эволюция предыдущих разработок Картвели. Среднеплан с низким цельноповоротным горизонтальным оперением. Очень большое удлинение фюзеляжа. Крыло и оперение – стреловидные. Крыльевые воздухозаборники его стреловидного разведчика теперь получили сверхзвуковую геометрию, обеспечивающую минимальную интенсивность скачков уплотнения, и играют роль переднего наплыва крыла. При переходе на сверхзвук их доля в создании подъёмной силы увеличивается, и смещение фокуса самолёта назад уменьшается.
Картвели в 1952 году создал уникальный сверхзвуковой боевой самолёт, которому не было равных в мире. Те конструкторские решения, которые он придумал и осуществил, будут использоваться авиаконструкторами в других странах в ближайшие годы. Крыло со стреловидностью 45 градусов по четверти хорд, с предкрылками, интерцепторами, элеронами и закрылками, имело небольшую площадь, а следовательно, и небольшое сопротивление. Толщина тонкого профиля крыла менялась от 3,7 % на концах до 5,5 % в корне. В утолщения за воздухозаборниками укладывались колёса основных ног шасси. Передняя нога шасси убиралась вперёд. Оригинальные воздушные тормоза из четырёх секций Картвели расположил в самом конце фюзеляжа. На посадке отклоняются только боковые секции. Поскольку тормозные щитки изнутри обдуваются горячей струёй, они выполнены из титана с внутренней обшивкой из жаропрочной стали. Фонарь кабины пилота с откидной частью имеет минимальное сопротивление благодаря продолжению в форме гаргрота.
В октябре 1953 года конструкция истребителя-бомбардировщика Картвели со скрипом проходит макетную комиссию. В это время в Москве авиаконструктор Сухой разрабатывает чертежи своего будущего истребителя-бомбардировщика Су-7Б. Макетную комиссию Сухой пройдёт через четыре месяца. В августе 1954 года Картвели стало ясно, что на будущую модификацию можно установить более мощный двигатель J75. Пока строятся две опытные машины с маломощными J57. Первая взлетит 22 октября 1955 года. Опытный самолёт С-1 Сухого взлетел на два месяца раньше тоже с маломощным бесфорсажным двигателем.
Картвели переделывает самолёт под новый двигатель, изменяет обводы фюзеляжа по «правилу площадей», модифицирует воздухозаборники и удлиняет киль. На это уходит ещё семь месяцев. Наконец, 26 мая 1956 года взлетает машина, которую Картвели и заказчики могут считать прототипом для будущей серии. Через две недели под Москвой самолёт Сухого показал скорость 2070 км/ч. К первому новому истребителю Картвели присоединились ещё два, а затем ещё семь опытных. Картвели ни в чём не ошибся. Самолёты прекрасно летали. После завершения программы испытаний военные заказали 65 самолётов под индексом F-105B и именем «Тандерчиф». Одновременно истребитель Сухого под индексом Су-7 запускают в серийное производство на авиационном заводе в Комсомольске-на-Амуре.
Общий вид истребителя-бомбардировщика АР-63
Главное преимущество самолёта Картвели заключалось в том, что у него был закрытый бомбовый отсек, в котором подвешивалась атомная бомба весом 900 кг, и он мог лететь с ней на сверхзвуковой скорости. Из отсека одной из опытных машин впервые на сверхзвуковой скорости был сброшен макет этой бомбы.
Техническое обслуживание истребителя Картвели F-105B
Истребитель-бомбардировщик F-105D
Работа над улучшением боевого самолёта Картвели продолжается. Снизу носовой части фюзеляжа устанавливается скорострельная пушка калибра 20 мм с шестью вращающимися стволами. Самолёт оборудуется новой системой управления огнём с радарным дальномером и доплеровским навигационным радаром. Под крылом и фюзеляжем устанавливаются пять универсальных пилонов, на которые можно подвесить бомбы, ракеты или сбрасываемые баки общим весом почти до восьми тонн. Часть машин оборудуется компьютерным бомбовым прицелом. Двигатель J75 оборудуется системой впрыска воды, которая позволяет увеличить его тягу до двенадцати тонн. Все эти конструктивные изменения нашли более полное воплощение в модификации F-105D. Американские пилоты прозвали этот вариант «Громилой». К январю 1964 года будет выпущено 610 машин этой модификации.
Учебно-боевой двухместный F-105F «Тандерчиф»
Тандерчифы» Картвели на службе своей стране
Война во Вьетнаме унесла много жизней американцев. Участие в ней «Тандерчифов» генералы считали удачным. Там их заставили выступать в роли штурмовиков и поражать малоразмерные цели с малых высот. Они подставляли себя под огонь стрелкового оружия с земли и, естественно, несли большие потери.
В июне 1963 года в первый раз взлетает двухместный учебно-боевой «Тандерчиф» F-105F.
Александр Михайлович гордился этой машиной – она была создана на самом высоком уровне. Это творение Картвели вполне можно было назвать одним из чудес авиационной техники. Но он помнил, как трудно она обретала право на жизнь. На всём парке самолётов десять раз запрещали полёты! Во Вьетнаме «Тандерчифам» всё же удалось сбить несколько МиГ-17 своей скорострельной пушкой «Вулкан».
Около сотни двухместных машин, оборудованных аппаратурой поиска наземных радиолокаторов, успешно уничтожали во Вьетнаме станции управления зенитной артиллерии и пусковые установки советских зенитных ракет. Александр Михайлович очень внимательно следил за боевой жизнью своего детища во Вьетнаме. И теперь он точно знал, каким должен быть современный дневной штурмовик и какой будет его следующая машина. Его «Тандерчифы» находились в эксплуатации 25 лет.
Дозвуковое чудо авиационной техники
Уроки войны во Вьетнаме учли и заказчики, и конструкторы. Для непосредственной поддержки сухопутной армии нужен был дозвуковой бронированный манёвренный самолёт с пушкой и большой бомбовой нагрузкой. Участвовать в создании нового штурмовика военные пригласили все ведущие самолётостроительные компании. Шесть из них разработали свои эскизные проекты и до 10 августа 1970 года прислали заказчику.
Общий вид штурмовика Картвели
Среди них был и проект штурмовика Картвели. Только теперь семидесятичетырёхлетний Александр Картвели представлял не самостоятельную компанию «Рипаблик», а только авиационное подразделение с таким названием компании «Фэрчайлд Индастриз» в Фармингдейле. Уже пять лет, как у него поменялся хозяин, но всё осталось как было. Завод, конструкторское бюро и любимая работа. Просто хозяин «Фэрчайлд Индастриз» скупил все акции «Рипаблик», но предоставил Картвели полную самостоятельность. Проект его штурмовика поражал своей неординарностью. С первого взгляда многим он казался нелепым. Но при внимательном рассмотрении даже самые упёртые сторонники сверхзвуковых боевых самолётов вынуждены были признать – Картвели всё сделал, как надо.
Во-первых, это был совсем не маленький самолёт. Размах его почти прямоугольных крыльев превышал 17 метров. Такую размерность самолёта Картвели выбрал, чтобы штурмовик мог нести боевую нагрузку до семи тонн и не быть «голубем мира». Многие компоновочные решения продиктованы его стремлением обеспечить высокую боевую живучесть штурмовика. Два мощных реактивных двигателя с большой степенью двухконтурности он расположил в отдельных мотогондолах, отстоящих друг от друга на большом расстоянии. При поражении одного двигателя сохраняется высокая вероятность сохранения работоспособности другого. По этому же соображению он выбрал два киля, а не один. Высокая степень двухконтурности двигателей была нужна для увеличения времени полёта. Место установки гондол двигателей выбрано таким потому, что их снизу защищают крыло и горизонтальное оперение, и исключается засасывание посторонних предметов с земли.
Схема низкоплана обеспечила короткие основные ноги шасси, которые убираются вперёд в гондолы. При этом колёса остаются в полуутопленном положении. Это позволяет совершить вынужденную посадку с минимальными повреждениями, когда шасси не выпускается. Низкое расположение крыла облегчает подвеску боевой нагрузки на восьми пилонах. Воздушные тормоза Картвели предложил выполнить в форме расщепляющихся элеронов с большой хордой. Четыре секции щелевых закрылков способствовали обеспечению приемлемой посадочной скорости. Установка требуемой шестиствольной пушки «Вулкан» снизу носовой части фюзеляжа не вызвала трудностей. Эта пушка уже стояла на его «Тандерчифе». Высокий фонарь кабины создавал лётчику комфортные условия работы и визуального осмотра земли.
Все с нетерпением ждали результатов рассмотрения экспертами ВВС конкурирующих проектов штурмовика, представленных разными компаниями. Наконец, 18 декабря 1970 года было объявлено, что победителями конкурса проектов становятся «Рипаблик авиэйшн дивижн» в Фармингдейле компании «Фэрчайлд» и «Нортроп» из Калифорнии. Каждому победителю выдаётся контракт на детальную разработку проекта и постройку двух опытных машин. Их сравнительные лётные испытания решат, чей штурмовик будет принят на вооружение ВВС США.
Для состарившегося Александра Михайловича это была особенная победа. Ещё есть «порох в пороховницах»! Его проект лучше, чем у главных конструкторов компаний «Дженерал Дайнэмикс», «Грумман», «Макдоннел» и других.
Поздравление Картвели с юбилеем (второй слева)
1 марта 1971 года его штурмовику было официально присвоено наименование А-10. Начался выпуск рабочих чертежей. Более трёхсот килограммов Картвели ассигновал на броневую защиту лётчика и жизненно важных агрегатов. Лётчик сидит в броневой коробке из титановых плит, скреплённых болтами. Такая конструкция должна его защитить от огня советской четырёхствольной зенитной установки «Шилка» калибра 23 мм.
Юбилей Александра Михайловича Картвели 9 сентября 1971 года отмечали скромно на заводе, в его кабинете. По случаю 75-го дня рождения пришли поздравить только самые близкие помощники, с которыми он проработал много лет.
Они подарили юбиляру демонстрационные модели его самолётов и большой его художественный портрет в раме. На картине голова Картвели, наклонённая вниз, окружена изображениями его самолётов. Говорили много тёплых и благожелательных слов, вспоминали весёлые и казусные моменты их совместной работы. Юбиляр был в прекрасном настроении. Но годы берут своё, он уже ниже их всех ростом. Сжав правую руку в кулак, Александр опирается им о стол и всем своим видом показывает, что есть ещё силы для работы и борьбы.
Испытание А-10 на перегрузку
Борьба с конкурентом, проектом штурмовика А-9 компании «Нортроп», предстояла нешуточная. По сведениям, добытым Картвели, А-9 легче и дешевле, чем его А-10. А раз он легче, то и более манёвренный. Но Картвели был убеждён – штурмовик должен быть тяжёлым, чтобы иметь больше брони и нести большую боевую нагрузку. Он надеялся, что военные оценят его концепцию штурмовика.
И вот настал тот день, когда обклеенный со всех сторон защитной бумагой фюзеляж первого А-10 закрепили на специальной тележке, сваренной из стальных труб и покрашенной в жёлтый цвет. Со всеми предосторожностями его вкатили в грузовой отсек военно-транспортного самолёта. Туда же погрузили остальные агрегаты штурмовика. Ему предстоял путь по воздуху из Нью-Йорка к Западному побережью на авиабазу Эдвардс, где можно было испытывать в воздухе секретные военные самолёты.
Первый вылет состоялся досрочно 10 мая 1972 года. Конкурент взлетел в предпоследний день мая. Начались полёты по программе заводских испытаний. Вскоре там же начали летать вторые экземпляры опытных штурмовиков. Осталось ждать недолго. Когда начнутся сравнительные испытания конкурентов специальной командой лучших лётчиков и техников ВВС США, тогда и станет ясно, чей штурмовик лучше. Александр Картвели был уверен, что дозвуковое чудо авиационной техники создал он.