[ezup]

Сочетание "сверхзвуковой гидросамолёт" весьма необычно. Однако сверхзвуковой истребитель - гидросамолёт был создан в первой половине 50-х годов XX века американской фирмой Конвэр.

Только что закончилась II Мировая война, в которой во всём блеске проявили себя тяжёлые авианосцы. Но они имели два существенных недостатка: Огромные размеры, и как следствие большая стоимость постройки и эксплуатации, а так же уязвимость в бою. Особенно об этом стали говорить после появления ядерного оружия.

Действительно, при потоплении или повреждении авианосца, выходила из строя вся его авиагруппа, а это - многие десятки (до сотни) самолётов. Наступление реактивной эры влекло за собой дальнейшее увеличение размеров потребных авианосцев, что в свою очередь вело к росту их стоимости. Чтобы разорвать этот порочный круг, появилась идея создать истребитель - гидросамолёт. Он мог базироваться на небольших кораблях, аналогичных десантным, имеющим камеру - док. Предполагалось, что самолёт будет запущен с верхней палубы с помощью катапульты, а после выполнения задания сядет на воду и самостоятельно зарулит в камеру - док.

Важным изобретением была авиационная гидролыжа. Эта идея возникла в головах сотрудников Стевенского Технологического института и NACA (Национальный консультативный комитет по аэронавтике, не путать с NASA, которое было создано на его базе позже - в 60-х годах).

Исследования показали, что гидролыжи могут поднять самолёт из воды. При этом отпадёт нужда в редане, на котором самолёт скользит по воде во второй стадии разбега, а это защитит фюзеляж от ударов воды и, после уборки лыж, облагородит аэродинамику. Решающий эксперимент, проведённый на летающей лодке Грумман JRF-5 Гусь, показал практическую применимость гидролыж и возможность обеспечить необходимые устойчивость и управляемость во время взлёта - посадки.

В конце 40-х годов Конвэр предложила ряд необычных проектов гидросамолёта, один из которых имел так называемый "смешанный корпус". Концепция смешанного корпуса предполагала, что самолёт сидит глубоко в воде, его крылья касаются поверхности и участвуют в создании общей плавучести (поддерживающие поплавки отсутствуют). Подход в проектировании фирмы Конвэр предполагал создание совершенной гидродинамической модели, чтобы потом, на её основе, создать высокоэффективный самолёт.

1 октября 1948 г, BuAer - Морское Бюро по Аэронавтике, - объявило конкурс на создание гидросамолёта - истребителя, который должен был иметь скорость М 0,95, мог взлетать с волны, высотой 1,5 м и выполнять перехват ночью. К ноябрю 1949 были выдвинуты эксплуатационные требования со стороны командования ВМФ. Они предусматривали создание истребителя - гидросамолёта, способного действовать с передовых баз в любых метеоусловиях. Выполнить эти требования предполагалось используя гидролыжи.

Фирма Конвэр развернула обширные работы, включавшие многочисленные продувки в аэродинамических трубах, буксировки в Модельном бассейне Дэвида Тэйлора, а так же высокоскоростные исследования в Лаборатории Физики атмосферы. Фирма решила использовать задел по дельтовидному (в русской литературе -треугольному) крылу, образовавшийся при создании перехватчика YF-102, который обещал показать скорость М 1,5, на высоте 9100 м. Истребитель-гидросамолёт получил предварительное обозначение Y2-2.

19 января 1951 с Convair заключили, контракт на два опытных образца . Эти два опытных образца получили обозначение XF2Y-1 и регистрационные номера BuAer 137634 и 137635.

Силовая установка должна была состоять из двух ТРД Вестингауз J46-WE-2, которые разрешалось заменить на J34-WE-32, если последние не успевали к началу лётных испытаний. В августе 1951 г. самолёт получил обозначение XF2Y-1 (Х- значит экспериментальный, F - истребитель).

А в феврале 1952 года был заключен контракт, предусматривающий поставку 12 серийных F2Y-1 Си Дарт (Морской Дротик), в 1954 г.ВМФ так было уверено в успехе машин,что заказали 12 серийных самолетов ,еще до кончания испытаний,поэтому(насколько я понял) 14 октября 1953 второй экспериментальный XF2Y-1 (BuNo 137635) был уничтожен,толком и не поучаствовав в испытаниях.

В дальнейшем сроки поставки и количество заказанных машин неоднократно менялись, но в конце концов было построено 3 лётных машины и 2 макета для исследований и статиспытаний.

Впервые Си Дарт был спущен на воду 14 декабря 1952 г. Тогда на испытательной станции фирмы Конвэр в заливе Сан Диего начались водные испытания. Самолёт рулил по воде, постепенно увеличивая скорость.

Однажды, 14 января 1953 г., во время скоростного пробега, самолёт случайно оторвался от воды, после пробега в 310 м. Но официально первый вылет был выполнен несколько позже. Причиной задержки было неприятное и потенциально опасное явление, которое американцы назвали "Обстрел лыж".

По докладам лётчиков оно начиналось на скоростях более 96 км/ч, и напоминало попадание в лыжи пулемётной очереди или езду на стиральной доске. Вибрации были столь сильными, что не возможно было считывать показания приборов, а однажды обломилась штанга ПВД в носу самолёта, что привело к отказу многих пилотажных приборов.

Исследования показали, что причина кроется в неровностях водной поверхности, которые с силой ударялись о лыжи. Гребни волн значительно усиливали удары. Вибрация от воды сложным образом взаимодействовали с деформациями лыж и колебаниями амортизационных стоек. Иногда система лыжи - стойки - вода входили в резонанс. Для уменьшения "обстрела лыж", прямую заднюю кромку лыж заменили на заострённую и изменили характеристики амортизации. Изменялась также форма лыж в плане. "Обстрел" уменьшился, но никогда в дальнейшем не был прёодолён полностью.

Первый официальный полёт Си Дарт был сделан 9 апреля 1953 г. К этому времени тучи на программу Си Дарт начали надвигаться с другой стороны: сухопутный перехватчик Конвэр YF-102, с треугольным крылом, аналогичным крылу Си Дарт, после нескольких месяцев полётов никак не хотел преодолевать звуковой барьер. Эти же проблемы угрожали и XF2Y-1.

Ситуация усугублялась не совсем оптимальной конструкцией воздухозаборников и хвостовой части в районе сопел двигателей. Кроме того, двигатели J46-WE-2, которые наконец установили на самолёт, не давали обещанной тяги. В результате, проектная скорость М 1,5 была снижена до неутешительных М 0,99, что было значительно меньше требуемых флотом М 1,25.

В качестве оправдания можно было сказать, что ни один самолёт в то время не мог летать быстрее М 0,9. Фирма Конвэр вела пионерские работы в области больших скоростей. Перехватчик YF-102A, после 4-х месяцев испытательных полётов, всё-таки преодолел звуковой барьер.

Но перед этим он был переделан в соответствии с "правилом площадей". Это внушало надежды в отношении Си Дарт, но флотское начальство всё равно в перспективе видело не очень большую скорость Си Дарт и продолжающийся "обстрел лыж". (Позволю себе напомнить: "Правило площадей" состоит в том, что площади поперечных сечений самолёта, сделанные вдоль его продольной оси, должны изменяться плавно.

Лучше всего, если график поперечных площадей представляет собой часть дуги окружности или часть элипса. Если говорить проще - в месте крепления крыла фюзеляж самолёта должен иметь сужение. Тогда, полное сопротивление, на трансзвуковых и сверхзвуковых скоростях, будет минимальным.)

В конце 1953 г, когда закончилась война в Корее и началось сокращение военных расходов: Си Дарт оказался первым кандидатом на сокращение. Заказ на серию был отменён, а всего были построены 3 лётных самолёта, один макет и машина для статических испытаний.

Тем не менее, лётные испытания были продолжены. Самолёт XF2Y-1 получил улучшенные двигатели J46-WE-2B с форсажной камерой. Двигатель стал длиннее, удлинилась мотогондола и изменился хвостовой обтекатель фюзеляжа. Испытания были сосредоточены на уменьшении "обстрела лыж". Си Дарт No.1 летал в первоначальной конфигурации с парой лыж, до середины 1954 г.

XF2Y-1 Си Дарт No.2 начал испытания в начале 1954 г. Самолёт имел множество изменений, в том числе и существенных: фюзеляж стал длиннее, возросли размах и площадь крыла. Сопла двигателей были лучше приспособлены к хвостовому обтекателю фюзеляжа.

Самолёт имел пару лыж, а вот колесики на них отсутствовали, поэтому для перемещения Си Дарт No.2 использовали перекатную тележку. Вскоре после начала полётов проявился флаттер крыла, который быстро вылечили. Си Дарт No.2 был единственным самолётом, в котором проявился флаттер. В то время как первый Си Дарт использовался для отработки лыж, номер 2 использовался для скоростных полётов.

На нём отрабатывалась система управления с бустерами и изучалась устойчивость и управляемость на различных режимах полёта. Во время полёта 3 августа 1954 г. пилот Ричбург в пологом пикировании с высоты 10300 м превысил скорость М 1. Таким образом, XF2Y-1 Си Дарт стал первым, и до настоящего времени единственным гидросамолётом, летавшим на сверхзвуке.

Примерно в конце 1954 г., фирма Конвэр, окрылённая успехом "правила площадей", предложила спроектировать новый Си Дарт F2Y-2. У него должна быть одна лыжа,фюзеляж, сделанный по правилу площадей и силовая установка с единственным ТРД Пратт энд Уитни J75 или Райт J67.

По расчётам, F2Y-2 должен был показать скорость М 2. Но флот не разделял оптимизма фирмы и отказывался рассматривать любые предложения истребителей - гидросамолётов, пока проблемы с "обстрелом лыж" не будут разрешены.

Тем временем Си Дарт No. 2 продолжил испытания в открытом море к югу от г. Пойнт Лома. Испытания в открытом море потребовали привлечения разнообразных средств обеспечения: многочисленных катеров, десантного корабля - дока типа LSD Кэйт Маунт, а так же спасательного вертолёта и самолёта. Испытания в море показали малую пригодность гидролыж для действий в открытом море, особенно при волнении.

В конце 1954 г. Си Дарт No.1 был переделан и снабжён единственной лыжей. Она имела малую килеватость и крепилась под центропланом на четырёх амортизационных стойках. Монолыжа была достаточно широкой, чтобы на её задней кромке закрепить два колесика, которые с кормовым колесом позволяли выполнять буксировку самолёта.

Всего были исследованы около 100 вариантов разных лыж. Но, как это часто бывает, решение одних проблем вызывает появление других. "Обстрел лыжи" на новом самолёте был значительно меньше (хотя и не исчез полностью), зато возникли опасные раскачивания самолёта по тангажу и ухудшилась устойчивость самолёта на курсе. Частичное решение этих проблем было достигнуто путём усовершенствования амортизационных стоек. Они стали с переменной жёсткостью. В зависимости от скорости удара меняется количество открытых отверстий, пропускающих масло в амортизационной стойке. Решение сложное, но перспективное, поэтому самолёт стали готовить к оценочным испытаниям с представителями флота.

Но прежде чем оценочные испытания начались, на программу обрушился следующий, удар. 4 ноября 1954 г. промышленность совместно с флотом подготовили демонстрацию представителям прессы и телевидения новых самолётов: штурмовика вертикального взлёта XFY "Пого" и транспортного гидросамолёта R3Y "Трэйдвинд". Си Дарт к показу не готовился. Но репортёры потребовали продемонстрировать им новейший истребитель - гидросамолёт. Ну что - ж, решили лететь...

Перед вылетом инструктировали Чарльза Ричборга: Ты только взлети, пройди перед трибуной на высоте 300...400 м, а потом аккуратненько приводнись. Больше от тебя ничего не требуется. Всё примерно так и было, но во время прохода, на высоте 300 м Си Дарт был разогнан до скорости порядка 920 км/ч, и прямо перед трибуной он внезапно развалился в воздухе и в виде огненного шара рухнул в воду. Чарльз Ричборг ещё дышал, когда его выловил спасательный катер, но через несколько минут - умер.

Комиссия, расследовавшая катастрофу, установила, что трагедия никак не связана с особенностями Си Дарта как гидросамолёта. Дело было в несовершенстве тогдашних систем управления с гидравлическими приводами. В полёте возникли возрастающие колебания по тангажу, с которыми система управления не смогла справиться.

Ситуацию ухудшали непроизвольные микроскопические движения руки пилота. Такие колебания встречались на нескольких скоростных самолётах в то время, так что это не было болезнью только Си Дарт. Просто Ричборгу не повезло, его Си Дарт развалился от больших аэродинамических нагрузок во время второго отклонения носа самолёта вниз. (Может и прав был наш известный конструктор А.Н. Туполев, который примерно в то время сказал: - Лучший бустер это тот, который не установлен на самолёте).

Все полёты на Си Дартах были немедленно приостановлены. Хотя испытания по отработке лыж возобновили сразу после обнародования предварительных выводов аварийной комиссии. Но скоростных полётов F2Y больше никогда не выполнял.

Тем временем, 4 марта 1955 г. взлетел последний лётный экземпляр Си Дарт No.3. Он имел двойные лыжи, особенностью которых был способ крепления колесиков на заострённой задней кромке лыж. Колёса были поворотными, а ось поворота шла вдоль лыжи. После руления по земле колёса разворачивались на 90град. и своей плоскостью становились в одну плоскость с лыжей, тем самым делая всю поверхность лыж гладкой.

Главной задачей самолёта No.3 была отработка двойных лыж в условиях открытого моря. Результаты не очень обнадёживали. Для ускорения взлёта и сокращения времени "обстрела лыж" решили попробовать пороховые стартовые ускорители RAT0, с тягой 440 кгс и временем работы 13-15 с. По паре таких ускорителей были установлены под каждым крылом F2Y-1 номер 3. Взлёт прошёл успешно, но дальнейшего продолжения эта работа не получила. Испытания двойных лыж были закончены 28 апреля, и больше Си Дарт No.3 в воздух не поднимался.

Но Си Дарт No.1 с монолыжей продолжал полёты. При этом появилась ещё одна проблема - отложение соли на разных частях самолёта. Особенно опасно было отложение соли на лопатках компрессора. Соль появлялась не от брызг, а выделялась из солёного морского воздуха. При работе двигателя отложения могли оторваться и повредить другие лопатки. Для предотвращения этого соль решили смывать водой. На самолётах No.No. 1 и 3 был установлен бак с пресной водой, ёмкостью 76 л.

При работе двигателя на малом газу, перед взлётом, на вход компрессора подавалась вода, которая смывала соль. Эта система работала весьма эффективно. Другая серия испытаний посвящалась определению мах вертикальной скорости при посадке. Её удалось довести до 5,8 м/с, при этом самолёт вёл себя удовлетворительно.

Интерес к истребителю-гидросамолёту у заказчика постепенно угасал. Морские испытания тем временем продолжались.

Типовой вылет производился примерно по такой схеме: На земле запускался двигатель, и на собственных колесиках, установленных на лыжах и нижнем киле, самолёт рулил к слипу. Колесики были оборудованы тормозами, управляемыми из кабины двумя рычагами на правом пульте, а не традиционными педалями.

Лётчики считали такое решение неудачным, однако управление ни разу не было потеряно. При одновременном торможении колёс самолёт замедлялся, а при раздельном - поворачивался в ту или иную сторону. При наземном рулении лыжи были выпущены в первую позицию так, чтобы их плоскости были параллельны продольной плоскости самолёта.

После спуска самолёта в воду, колесики на лыжах поворачивались на 90град., чтобы не выступать за плоскость лыж. Руление по воде было не сложным, при этом использовался комбинированный руль - тормоз на конце фюзеляжа. При необходимости можно было резко развернуться, используя разную тягу двигателей. С другой стороны было замечено, что с одним работающим двигателем Си Дарт плохо держался на заданном курсе.

В нормальных условиях, на малом газу, гидроистребитель плыл на скорости 2 - 3 узла (3,7...5,5 км/ч), при раскрытом руль-тормозе и полностью выпущенных лыжах скорость падала до 1...2 узлов (1,8 - 3,7 км/ч). Вырулив к точке взлёта, пилот должен был уравновесить ветер и морские течения. Перед началом разбега лыжи полностью выпускались с помощью кнопки в задней части левого пульта.

Разбег выполнялся примерно параллельно фронту волны, с носом, отклонённым к ветру, настолько, насколько это было возможным. Во время испытаний Си Дарт взлетал с боковым ветром до 60град. от курса взлёта.

Сдачей газа самолёт ускорялся и выходил из воды на лыжи при скорости от 8 до 10 узлов (15 -18,5 км/ч). Для исключения ошибок пилота и выполнения правильного взлёта инженерами Конвэр была разработана автоматическая система управления лыжами при разбеге и пробеге. После выхода фюзеляжа из воды (15 - 18,5 км/ч) полный форсаж блокировался, а лыжи убирались в буксировочное положение.

При этом уменьшалось их погружение в воду и уменьшалось гидродинамическое сопротивление. Самолёт начинал разгоняться быстрее. Блокировка форсажа при этом снималась, и на скорости примерно 50 узлов (93 км/ч) лыжи полностью выпускались ещё раз. Таким образом достигалось устойчивое глиссирование самолёта по воде, с минимальным "обстрелом лыж".

На скорости 100 узлов (185 км/ч) угол атаки составлял 2град. - 5град., и на скорости 125 узлов (231 км/ч) достигал взлётного значения 17град. -19град., на котором и происходил отрыв. В диапазоне скоростей от 96 км/ч, до взлётных 231 км/ч и волнении моря до 0,6 м, самолёт испытывал "обстрел лыж" с резкими ударами и перегрузками до 5,5 д, с частотой 15 -17 Гц.

В воздухе самолёт вёл себя нормально, без каких либо особенностей, хотя система управления с гидроусилителями была ещё не достаточно отработана. Обзор из кабины с необычным, клиновидным остеклением был достаточен, хотя в серии его предлагалось увеличить. При некоторых положениях освещённость приборной доски признавалась недостаточной, что затрудняло считывание показаний приборов.

Тяга силовой установки, даже с двигателями J46-WE-2B с форсажной камерой, была недостаточной, поэтому приемистость и скороподъёмность самолёта сочли не блестящими для истребителя. Попутно выяснилась чувствительность J46-WE-2B к отложению соли в проточной части - качество не хорошее для "морского" ТРД. Защита воздухозаборника от попадания брызг была в целом решена, и в процессе эксплуатации, при выполнении соответствующих регламентов, двигатель должен был отработать полный ресурс.

Посадка гидроистребителя происходила в обратном порядке. Лыжи выпускались полностью (в положение 2) и самолёт планировал к воде. Касание происходило на скорости 120 узлов (222 км/ч). Самолёт скользил по воде и довольно быстро тормозился, постепенно погружаясь в воду. При достижении скорости менее 6 узлов (10 км/ч) лыжи переводились в буксировочное положение, и колесики разворачивались в рабочее положение. На них самолёт мог по слипу выбраться на берег с помощью собственных двигателей.

Последний раз Си Дарт поднялся в воздух 16 января 1956 г. Целью было определение максимальных мореходных качеств самолёта. Волнение на море было 5 баллов (высота волны до 3 м), с сильным ветром (37 км/ч), дующим примерно 45град. к фронту волны. Билли Лонг, пилот самолёта, при разбеге, чтобы быстрее избавиться от тряски и "обстрела лыжи", рано подорвал самолёт. В результате машина подскочила и снова плюхнулась на воду, после чего стала "козлить" или, как говорят в нашей гидроавиации - "делать барсы". Удары были очень жёсткими, перегрузки при этом достигали опасных 8,5 д.

Единственной мыслью Лонга при этом было - не дать самолёту нырнуть в волну и по возможности взлететь. Наконец Си Дарт No.1 оторвался от воды. Набрав высоту и сделав круг над заливом, Билли пошёл на посадку. Она также не отличалась изяществом и сопровождалась рядом сильных ударов. При этом Лонг ударился головой об остекление и разбил до крови нос. Несмотря на это, ему удалось удержать самолёт от нырка под воду, и на пробеге Си Дарт довольно быстро остановился и благополучно возвратился в Сан Диего. Это был последний вылет Морского Дротика (Си Дарт).

Окончательный удар по программе нанесло появление "суперавианосцев" (так их называли американцы из-за огромного, по тем временам, водоизмещения в 60000/ 75000 т) типа "Форрестол". Таким образом, Си Дарт проиграл соревнование тяжёлому авианосцу, который он, в случае успеха, собирался заменить. В январе 1956 г. Отдел военно-морских операций снял технические требования на истребитель-гидросамолёт, и программа была закрыта.

ЛТХ:

Модификация YF2Y-1
Размах крыла, м 10.26
Длина, м 16.03
Высота, м 6.32
Площадь крыла, м2 52.30
Масса, кг
пустого самолета 5793
нормальная взлетная 7497
Тип двигателя 2 ТРД Westinghouse J34-WE-32
Тяга нефорсированная, кгс 2 х 1542
Максимальная скорость , км/ч 1118
Крейсерская скорость , км/ч 980
Практическая дальность, км 826
Максимальная скороподъемность, м/мин 9965
Практический потолок, м 15300
Экипаж 1
Вооружение: Боевая нагрузка - 907 кг (расчетная)




Видео в тему