"Конкорд" выпустили в восемнадцати экземплярах (2 опытных, 2 предсерийных и 14 серийных). Первый английский "Конкорд" (№ 002) стал экспонатом авиационного музея в Эвилтоне (Великобритания), другой экземпляр находится в Музее авиации и космонавтики в Бурже.
Итак, опыт эксплуатации первых СПС подтвердил выводы скептиков об их экономической нецелесообразности. Однако 2 млрд, рублей, затраченные в 60-е годы на Ту-144, и 1,2 млрд, фунтов стерлингов, израсходованные в 1962—1976 гг. Англией и Францией на "Конкорд", не следует считать выброшенными на ветер деньгами. Огромный объем опытно-конструкторских работ и практический опыт полетов на регулярных авиалиниях подготовили почву для появления в будущем СПС нового поколения, со значительно лучшими технико-экономическими и экологическими характеристиками. Он будет обладать аэродинамическим качеством 10, иметь более экономичные двигатели. Выброс окислов азота при работе двигателей, разрушающе действующих на озоновый слой атмосферы, намечено снизить в 5 раз.
Работы по созданию такого самолета уже ведутся. В ноябре 1996 г. в ЛИИ состоялся первый полет "летающей лаборатории" Ту-144ЛЛ. Она представляет собой самолет Ту-144Д с новыми двигателями НК-321 (предназначавшимися вначале для туполевского бомбардировщика Ту-160) и специальным исследовательским оборудованием на борту. Из салона убрали все пассажирские кресла, а весь весь самолет заполнили измерительной аппаратурой: температурными датчиками, датчиками давления, микрофонами, приборами для измерения параметров пограничного слоя и т.д. В июне 1997 г. на восьмом полете закончилась первая стадия испытаний.
Полеты Ту-144ЛЛ должны будут ответить на целый ряд вопросов, связанных с проектированием СПС XXI века. По расчетам российских специалистов, новая машина сможет перевозить 300 пассажиров на дальность более 9000 км с крейсерской скоростью М = 2. Согласно программе, в которой помимо АНТК им.А.Н.Туполева участвуют также американские фирмы Боинг и Макдоннелл- Дуглас, английская Бритиш Аэроспейс, французская Аэроспасьяль и немецкая DASA, до конца 1997 г. намечено выполнить 32 полета Ту-144ЛЛ.[11]
Ту-144ЛЛ.
1. А.П.Дрозжилов. Развитие концепций сверхзвуковых пассажирских самолетов. Дисс. к. т .н. М" 1993. С. 42.
2. С.Barnes. Handley Page aircraft since 1907. London, 1976. P. 361. Восторг Хендерсона возможно объясняется тем, что во время предшествовавших испытаниям самолета "полетов" на наземном тренажере в программу специально вводились параметры, усложняющие пилотирование.
3. C.Barges, О.Nicholas. Preliminary flight assessment of the ВАС.221 ogee-wing research aircraft // ARC current papper. 1967. № 1102. P. 13.
4. РГАЭ. Ф. 29. On. 1. Д. 2803. Л. 130-131.
5. ЦАГИ — основные этапы научной деятельности. М., 1996. С. 122.
6. Г.А.Амирьянц. Летчики-испытатели. М., 1997. С. 79.
7. Гражданская авиация. 1992. № 1. С. 18.
8. ЦАГИ — основные этапы научной деятельности. С. 121—122.
9. Гражданская авиация. 1992. № 1. С. 18.
10. Новая газета. 31.02.1995.
11. Авиапанорама. 1997. Январь-февраль. С. 38—39.
15Второе рождение "летающего крыла"
После того, как ХВ-35 и YB-49 Джека Нортропа проиграли в конкурсе бомбардировщикам обычной схемы, "летающее крыло", казалось, навсегда погрузилось в пучину истории. Правда, во второй половине 70-х годов, когда подскочили цены на топливо, появились предложения о создании гигантских транспортных "летающих крыльев", предназначенных для перевозки грузов в стандартных контейнерах высотой 2,4 м. Взлетный вес таких самолетов оценивался в 570 и даже в 1280 тонн, а размах крыла — от 77 до 152 м. Авторы проектов доказывали, что благодаря лучшему аэродинамическому качеству и большей весовой отдаче себестоимость перевозок будет очень мала[1]. Однако имелась серьезная проблема: эксплуатация летающих гигантов требовала создания специальных широких взлетно-посадочных полос и огромных ангаров для технического обслуживания. По этой причине все замыслы так и остались на бумаге.
Между тем, в тщательно охраняемых авиационно-конструкторских центрах США уже шла работа над "летающими крыльями" отнюдь не коммерческого назначения. Стимулом для возрождения интереса к данной схеме были на этот раз не аэродинамические или весовые преимущества "летающего крыла", а совсем другой параметр — малая радиолокационная заметность.
Военные и авиаконструкторы всегда мечтали построить невидимый для противника самолет, способный незамеченным подлететь к цели и произвести разведку или внезапно обрушить на врага смертоносный груз. Были даже попытки создания самолетов, обтянутых вместо традиционного полотна прозрачным материалом типа целлулоида. Но покрытие оказалось непрочным и, к тому же загрязняясь, быстро теряло прозрачность. Поэтому пришлось ограничиться камуфляжной окраской, раскрашивая самолет сверху под цвет земной поверхности, а снизу покрывая его голубой краской, под цвет неба. При атаке хорошо защищенных с земли объектов часто применяли тактику ночных налетов.
Все попытки сделать самолет визуально незаметным потеряли смысл после появления в начале 40-х годов радиолокаторов. С помощью этого устройства можно было заблаговременно обнаружить вражеский летательный аппарат независимо от времени суток и совершенства камуфляжа. Сначала радиолокационные станции (РАС) применяли только в наземных силах ПВО, потом, когда их габариты и вес удалось уменьшить, их стали устанавливать и на самолетах. С середины 50-х годов практически все истребители снабжались бортовой РАС. Радиолокаторы использовались также для наведения с земли зенитных ракет.
Дальность обнаружения с помощью РАС зависит не только от совершенства самого локатора, но и от геометрических характеристик цели. Радиолокационная заметность самолета характеризуется величиной ЭПР (эффективная поверхность рассеяния), которая физически представляет собой площадь пластины, установленной под углом 90° к сигналу радиолокатора и полностью отражающей его. На ЭПР влияют как абсолютные размеры летательного аппарата, так и его внешняя форма. Сильнее всего отражают плоские вертикальные поверхности (киль, боковые стенки фюзеляжа и т.п.), а также места сочленения частей самолета.
В первые годы развития реактивной авиации радиолокационной заметности самолета уделяли мало внимания — ставка делалась на скорость и высоту полета. Так, когда в конце 40-х годов при испытаниях YB-49 было установлено, что этот самолет трудно "засечь" радиолокатором[2], военные, тем не менее, выбрали более скоростной В-47. Но с развитием зенитных управляемых комплексов ни скорость, ни высота уже не гарантировали преодоление линии ПВО. И тогда конструкторы и военные задумались над созданием невидимого для радиолокатора самолета.
Надо сказать, что первая попытка уменьшить радиолокационную заметность самолета была предпринята еще в годы второй мировой войны. В 1944—1945 гг. братья Хортен намеревались применить на серийных экземплярах реактивного истребителя Но.IX двухслойную обшивку, заполненную специальной смесью, в которую входил бы древесный уголь, делающий самолет малозаметным для радаров.[3] В 60-е годы в конструкции носков крыла и элевонов сверхзвукового разведчика SR-71 был применен поглощающий радиоволны материал с пластиковым сотовым заполнителем, кили сделаны из "радиопрозрачного" композиционного материала, а весь самолет покрыт особой ферромагнитной краской, которая не только повышала теплоотдачу в полете, но и уменьшала радиолокационную заметность летательного аппарата. Однако эти меры давали лишь частичный эффект. Чтобы самолет был действительно незаметен для радиолокатора, необходимо было полностью отойти от обычных принципов проектирования и, пожертвовав требованиями аэродинамики, создать такую компоновку, которая обеспечивала бы отражение электромагнитных волн в сторону от локатора. Как показывали исследования, для дозвукового самолета наиболее многообещающей была схема типа "летающее крыло".
Работы по созданию специального самолета-"невидимки" развернулись в США в середине 70-х годов. Программа получила название "Харви", по имени гигантского невидимого кролика — героя популярного детского фильма. Победителем в конкурсе стала фирма Локхид.
Для разработки внешней формы самолета инженер-программист Д.Оверхользер и математик Б.Шредер создали компьютерную программу "Эхо-1". Она основывалась на теоретических исследованиях законов электромагнитных волн Д.Максвелла, А.Зоммерфельда и, как пишут американцы, на сравнительно недавней публикации советского физика П.Уфимцева "Метод краевых волн в физической теории дифракции". Однако для практического применения теории требовались упрощения исходных условий. Один из ведущих сотрудников "Локхида" Б.Рич рассказывает:
"Нововведением стало использование концепции Шредера, заключающейся в упрощении формы самолета за счет перехода к плоским поверхностям. В результате получился "фасеточный" самолет, контуры которого образовывались не плавно изогнутыми поверхностями, как обычно, а набором плоских панелей. Шредер понимал, что только в этом случае величина радарного отражения может быть подсчитана математически. Если каждую плоскость установить под таким утлом, что она будет отражать луч радара в сторону от источника электромагнитных волн, и если выбранная форма летательного аппарата сможет обеспечить необходимую подъемную силу, то задачу создания самолета-"невидимки" можно считать решенной."[4]
Экспериментальный самолет "Хэв блю" перед началом испытаний.
В 1976 г. началась постройка двух экспериментальных самолетов, которым присвоили название "Хэв блю". Это были весьма скромные по размерам и скорости машины. Они представляли собой дозвуковой одноместный самолет- "бесхвостку" с двумя двигателями Дженерал Электрик J-85-GE-4A с тягой по 1340 кгс. Длина аппарата равнялась 14,4 м, размах крыла — 6,9 м, площадь крыла — 35,9 м². Угол стреловидности крыла из условий малозаметности был сделан очень большим — 72,5°, сзади крылу также придали изогнутые очертания. По той же причине переднюю кромку сделали острой, а контур крыла был образован плоскими линиями, хотя сравнительно невысокая расчетная скорость (М = 0,8), казалось бы, диктовала другую форму профиля. Вертикальное оперение — двойное, с наклоненными внутрь, как у SR-71, килями.