Американский истребитель McDonnell XF-85 Goblin

XF-85 на авиабазе «Эдвардс»

McDonnell XF-85 «Goblin» —реактивный самолёт, создававшийся в США как истребитель сопровождения, способный базироваться на бомбардировщике Convair B-36.

Первые мысли создать стратегический бомбардировщик, который мог бы, взлетев с территории Соединенных Штатов, преодолеть значительное расстояние до позиций противника, и, после выполнения боевой задачи, вернуться обратно, у американских военных появились еще в 1941 году. Причинами появления данных мыслей стали первые поражения в тихоокеанской войне, а также вероятность того, что падет Великобритания. Так появилось техническое задание на самолет шестимоторный стратегический бомбардировщик В-36. Разработка машины затянулась настолько, что в войне она не успела принять участие. Когда постройка самолета с радиусом действия около 9 тыс. км подходила к концу, выяснилось, что он не вписывается в концепцию применения бомбардировочной авиации, принятую в то время: отсутствовал истребитель сопровождения, способный следовать в течение всего полёта за бомбардировщиком. Уже имеющиеся самолёты, как, впрочем, и те, которые могли, были быть спроектированы для сопровождения Convair B-36 с одновременным с ним стартом не подходили: существующие — из-за недостаточной дальности полёта, проектируемые – получились бы очень тяжелыми и неспособнымиэффективно отражать атаку перехватчиков. Кроме того, пилот истребителя сопровождения, находясь в постоянном напряжении на протяжении всего полёта, оказывается сильно уставшим к моменту возникновения необходимости вести воздушный бой. Представители американских ВВС посчитали, что данные проблемы могут быть решены лишь при нестандартном подходе.

ВВС США в декабре 1942 г. объявили конкурс под обозначением «Проект МХ-472» — сопровождение тяжелого сверхдальнего бомбардировщика. Специальная комиссия в течение двух лет рассмотрела ряд проектов, однако выбор был остановлен на проекте истребителя так называемого «паразитного» типа, который большую часть полета находился бы внутри бомбардировщика, а при необходимости выпускался наружу. Данное решение абсолютно новым не было — задолго до Convair B-36 существовали дирижабли подобной схемы.

Единственной компанией, которая представила достаточно серьезно проработанный проект истребителя данного такого типа, была недавно созданная «McDonnell». Несмотря на возникшие проблемы, инженеры компании под руководством Баркли, ранее работавшего на фирме «Curtiss», в сжатые сроки представили несколько проектов, которые отвечали выдвинутым ВВС требованиям. Предложенные варианты отличались видами крепления: внутренней или полуутопленной подвеской. Представители ВВС США к началу 1945 г. выбрали проект, который предусматривал внутреннюю подвеску. В компании машинаполучила обозначение обозначение «Модель 27D».

Заказ на разработку опытных образцов (обозначение военных XF-85) от американских ВВС поступил в марте 1947 г., а 23 августа следующего года состоялся первый самостоятельный полет. Истребитель запустили с бомбардировщика Boeing ЕВ-29В. Летные испытания показали, что серьезные проблемы с управлением создает турбулентность вокруг бомбардировщика. Вкупе с тем, что такой миниатюрный самолет не мог обладать маневренностью и скоростью истребителей, с которыми ему предстояло столкнуться в воздухе, это привело к прекращению разработки.

Габариты бомбоотсека бомбардировщика-носителя (4,88 х 3,0 м) ограничивали и габариты самого XF-85. Длина фюзеляжа – 4,32 м (полная длина самолета – 4,5 м) ширина 1,27 м, высота 2,0 м. Самолет должен был оснащаться четырьмя крупнокалиберными пулеметами. По спецификации истребитель на высоте 10-12 тысяч метров мог быть выпущен и принят за полторы минуты. Фюзеляж – цельнометаллический полумонокок изготовленный из алюминиевых сплавов. Оборудование, топливные баки и вооружение устанавливались внутри фюзеляжа, поскольку крыло было тонким, имело у самого корня узел складывания и сложную конструкцию. Размах крыла 6,44 м, стреловидность по передней кромке 37 градусов. У самолета отсутствовали шасси – только вспомогательные полозья предназначенные для аварийной посадки. Хвостовое оперение – шестиплоскостное.

Кабина XF-85 Goblin имела объем 0,74 м3. Несмотря на такие маленькие габариты в кабине были предусмотрены обогрев, наддув и герметизация. Кроме этого, конструкторам удалось «втиснуть» систему подачи кислорода высокого давления, а также баллончик с кислорода для дыхания пилота после аварийного покидания самолета (это было необходимо, поскольку практический потолок составлял 15 тыс. м). Система спасения пилота представляла собой катапультируемое кресло Т-4Е, имеющее наклон спинки 33 градуса. Теснота кабины привела к тому, что регулируемыми по высоте выполнили пулеметный прицел и педали, а не кресло. Кроме того малыми габаритами обуславливался и отбор пилотов для данного самолета: рост не более 172 см, вес (вместе с костюмом) – до 90 кг.

Топливная система состояла из одного 435 литрового протектированного подковообразного топливного бака, опоясывавшего двигатель. Данный объем на полной мощности двигателя обеспечивал 20 минут полета, в крейсерском режиме – 32 минуты. В ходе испытаний удалось достигнуть продолжительности полета 1 час 17 минут. Предполагалось сто на серийных самолетах в гаргроте будет установлен 95-литровый бак и два крыльевых бака-отсека емкостью по 113 литров. Все баки оснащались системой заполнения инертным газом. Кроме того, самолет снабжался углекислотной системой пожаротушения.

В носовой части фюзеляжа устанавливался турбореактивный двигатель Westinghouse J34-WE-7 (тяга 1361 кг). данное расположение было выбрано смещения центра тяжести истребителя вперед. Благодаря этому плечо хвостового оперения увеличилось. К срезу сопла от двигателя шла 1320-мм выхлопная труба; труба и двигатель покрывались слоем фибергласовой ваты и алюминиевой фольгой для уменьшения теплоотдачи. Кроме того, поступавший из воздухозаборника воздух обдувал двигатель снаружи. Если скорость набегающего потока превышала 250 км/ч турбина двигателя авторотировала, что позволяло при старте с самолета-носителя исключить прокрутки турбокомпрессора. Аккумулятора Виллард ВВ 206/V служил для зажигания.

В ходе проектирования рассмотрели несколько вариантов подцепки истребителя, включая использование длинного троса, имеющего на конце петлю. Истребитель после захвата которой втягивался в бомбоотсек. Однако ввиду нежесткости троса существовала вероятность столкновения носителя и подтягиваемого истребителя. Во избежание подобных ситуаций, в качестве приспособления для подцепки выбрали жесткую трапецию сложной конструкции, которая уводила паразитный истребитель от фюзеляжа носителя, сводя на нет риск столкновения.

Подцепочное приспособление, которое устанавливалось на истребителе – убираемый стальной крюк оснащенный подпружиненной предохранительной скобкой. Для отсоединения от носителя голова крюка поворачивалась. Привод уборки – электрический. Систему подвески спроектировали на основе аналогичного устройства, ранее использовавшегося на дирижаблях «Мэкон» и «Акрон». Голова крюка в выпущенном положении находилась в поле зрения пилота над передней частью фонаря.

Стесненность кабины также отразилась и на комплектации приборной доски. На ней устанавливался необходимый минимум приборов: навигационные – индикаторы гирокомпаса и автоматического радиокомпаса (АРК); пилотажные – указатель воздушной скорости, акселерометр и альтиметр; приборы контроля двигателя – указатели температуры турбины, оборотов турбокомпрессора, давления топлива и топливомер. Также имелся указатель давления в кабине. Для того чтобы летчик при катапультировании не повредил ног, панель приборов отстреливалась вместе с фонарем кабины. Радиооборудование серийного «паразитного» истребителя должно было состоять из УКВ-радиостанции AN/ARC-5 и радиокомпаса AN/APN-61. Антенну радиостанции планировали размещать в законцовке верхнего левого киля. На прототипах радиооборудование отсутствовало.

Электропроводка самолета для обеспечения пожарной безопасности убиралась в несгораемые коробы и рукава. В обечайке воздухозаборника и в подвесном крюке для подключения внешнего электропитания имелись разъемы.

Система управления по крену не имела гидроусилителей. Элероны обычного типа, с регулируемыми в полете триммерами и аэродинамической компенсацией. Управление по каналу тангажа, в отличие от нее, было организовано весьма своеобразно – за счет дифференцированного отклонения четырех рулевых поверхностей расположенных крестообразно. В основе закона отклонения рулевых поверхностей лежал тот же принцип, что и для самолетов, имеющих V-образное оперение: при педалировании они отклонялись в разные сторону, а при даче ручки – в одну. В канале управления хвостовыми поверхностями устанавливался оригинальный дифференцирующий механизм. Рули также снабжались регулируемыми в полете триммерами. Регулировка была особенно важна, поскольку по мере выработки топлива центровка истребителя сильно менялась.

Вооружение XF-85 Goblin состояло из четырех 12,7-мм облегченных пулеметов «Кольт- Браунинг» М-3. Боезапас – 300 патронов на ствол. На прототипах амбразуры оружия закрывались накладками. Также была предусмотрена установка кино-фотопулемета. Планировалось, что пулеметы будут впоследствии заменены пушками «Форд-Понтиак» М-39 калибра 20 миллиметров. Перезарядка оружия осуществлялась при помощи пневматической системы воздух для которой отбирался от компрессорадвигателя.

Перед началом летных испытаний из-за явно малого плеча и недостаточной площади вертикального оперения на обоих прототипах установили по паре дополнительных неподвижных киля – снизу и сверху хвостового конуса. Данное решение позволяло повысить путевую устойчивость. Под фюзеляжем имелся аэродинамический тормоз выполненный в виде гидравлически-отклоняемого щитка. Управление осуществлялось расположенным на РУДе ползуном. При превышении скорости в 900 км/ч щиток автоматически отклонялся. При падении скорости ниже 297 км/ч отклонялись автоматические предкрылки. Привод – через червячную пару, электромеханический.

По просьбе представителя военно-воздушных сил на самолете установили примитивные посадочные приспособления, которые при посадке на землю должны были предотвратить повреждения. Они представляли собой сильно выдающуюся вперед лыжу-рессору, гнутую из стальной полосы, и две маленькие стальные пяты, установленные на концах крыла.

2 июня 1946 года деревянный макет истребителя и подвесную трапецию для него продемонстрировали представителям заказчика. 8 июня военно-воздушные силы для проведения статических испытаний заказали 2 прототипа самолета и планер. Все они не имели радиоэлектронного оборудования и вооружения. В конце 1946 г. построенный с большой тщательностью и в кратчайшие сроки первый прототип «Гоблина» был доставлен с опытного завода компании «МакДоннелл» (Сент-Луис, шт. Миссури) на авиабазу Моффетт-Филд (Калифорния) для продувок в аэродинамической трубе НАСА. Однако при перевозкепрототип постигла большая неудача – при погрузке на трейлер из-за плохого стропления самолетик сорвался и упал на бетон с трехметровой высоты. При падении сильно повредились носовая часть, двигатель и топливный бак. Первый «Гоблин» вернули для ремонта в Сент-Луис. Испытания продолжили на втором прототипе.

Программа подвесного истребителя компании «Мак-Доннелл» вызвала у представителей заказчика настолько большой интерес, что фирме «Конвэр» дали указание оборудовать все серийные бомбардировщики В-36 (начиная с 23 машины) трапецией для «Гоблина». Кроме того, 10% данных бомбардировщиков должны были выпустить в варианте «чистых» воздушных авианосцев способных перевозить три-четыре «паразитных» истребителя. Первая серия «Goblin» должна была состоять из 100 машин. Кроме этого имелся проект его переделки в носимый самолет-разведчик (была воплощена в системе FICON, разведчике F-84F Рипаблик, базирующемся на носителе GRB-36). Продувки были завершены в начале 1948 года. По их результатам стало понятно, что предкрылки малоэффективны, а в выпущенном состоянии крюк понижает на 75% путевую устойчивость. Это обуславливалось тем, что открытый колодец для уборки крюка на большой скорости действует как поставленная поперек потока пластина. Угол отклонения предкрылков был увеличен, крюк зафиксирован в выпущенном положении, колодец крюка закрыли обтекателем. После проведения доработок машину доставили на авиабазу Мюрок Драй-Лейк. Там его уже дожидался бомбардировщик ЕВ-29, носящий имя собственное «Монстро», переоборудованный в носитель.

Данный самолет стоял на вооружении, однако в боевых действиях участия не принимал. Ко времени переделки в носитель для XF-85 он налетал 180 часов. Основной переделкой стали расширение заднего бомбоотсека и монтаж складной трапеции компании «Мак-Доннелл». Кроме петли-подвески данная конструкция имела подъемный хомут, который в опущенном состоянии охватывал носовую часть «Гоблина» не допуская его раскачивания. Трапеция в выпущенном положении уходила вниз на 3,2 метра. В заднем бомбоотсеке также было оборудован герметизированный пост управления трапецией, а около него «зал ожидания» – место, где пилот «Гоблина» ждал сигнала.

Оператор во время отцепки-подцепки держал с пилотом XF-85 «Goblin» связь при помощи маломощной УКВ-рации. Для киносъемки и фотографирования процесса выпуска и приема «Гоблина» на борт на нижнюю поверхность крыла носителя установили кино- и фотоаппараты. Хвостовую часть «Монстро», для повышения заметности, выкрасили в ярко-желтый цвет, крыло снизу и сверху нанесли широкие желтые и черные полосы. Чтобы при взлете истребитель, висящий под хвостовым бомбоотсеком в полуутопленном положении, случайно не задел за поверхность взлетно-посадочной полосы, хвостовую опору «Монстро» удлинили. Поскольку клиренс бывшего бомбардировщика был недостаточен загрузку «Гоблина» осуществляли через яму. Сначала в яму на тележке загонялся истребитель, затем носитель наезжал на нее сверху, опускал трапецию и осуществлял подцепку. Единственным летчиком-испытателем, которого привлекли к программе испытаний «Гоблина», был Эдвин Скош шеф-пилот компании «Мак-Доннелл», в прошлом летчик американских ВМС.

В начале июня 1948 г. провели первые полеты «Монстро» с XF-85 «Goblin» на борту. Эд Скош уже после первого подъема настаивал на проведении отцепки и самостоятельного полета, он буквально влюбился в новый истребитель, и, похоже, самолет отвечал ему взаимностью; ни одна из множества нештатных ситуаций, произошедших в ходе испытаний, не закончилась трагически. В ходе первых полетов произвели проверки и пробные запуски двигателя «Goblin». Кроме этого, разработали предполетную процедуру: сначала «Гоблин» опускался вниз на трапеции, пилот должен был выйти из загерметизированного «зала ожидания» через воздушный шлюз, по ничем не огороженной, узкой металлической дорожке пройти до кабины истребителя, который опять втягивали в отсек, залезть внутрь без всякой стремянки, закрыть фонарь и лишь после этого но находился в относительной безопасности. Несколько проще обстояло бы дело в бомбовом отсеке В-36, ведь он снизу закрывался створками, однако на «Монстро» они отсутствовали, и путь до кабины от «зала ожидания» был сложным и опасным.

23 августа 1948 г. состоялся первый полет «Гоблина». Отцепка произвели при скорости 320 км/ч на высоте 6,1 км. Летчик развернул голову подвесного крюка, XF-85 просел на 40 метров, пока двигатель вышел на режим. После этого истребитель перешел в активный полет. Эд Скош в течение 10 минут проверял летные данные «Гоблина» в диапазоне скоростей 290-400 км/ч. после этого он предпринял попытку причалить к трапеции, однако она оказалась безрезультатной. Выяснилось, что система управления двигателем для точного выдерживания скорости была слишком малочувствительной. Также вниз отжимала самолетик турбулентность, создаваемая за опущенной трапецией. Кроме этого летчику было трудно определить расстояния до уха трапеции. Сам Скош признался, что глазомер отказал полностью, и иногда ему казалось, что он закрыл один глаз. Попытки ориентироваться по полосам на хвосте и крыле «Монстро» также не помогали. Во время второго захода из-за большой разницы скоростей «Гоблин» ударился о трапецию фонарем и разбил его. Летчик, потерявший шлем и кислородную маску, с практически полностью выработанным топливом сел на лыжу-рессору в пустыне. Пробег составил 400 метров, при посадке машина не получила повреждений. По результатам этого полета сделали вывод о недостаточной управляемости в канале тангажа.

Чтобы улучшить управляемость были увеличены площадь триммера тангажа и угол отклонения руля высоты. Для дополнительной проверки систем «Монстро» 11 и 12 октября дважды поднимал в воздух «Гоблин» без отцепки от трапеции. Второй самостоятельный полет состоялся14 октября. Скош После отцепки произвел целый каскад эволюции на истребителе, проверяя скороподъемность, маневренность, устойчивость на курсе и разгонные характеристики. «Гоблин» по комплексу летно-технических характеристик превосходил любой истребитель того времени. Основным достоинством нового истребителя была высокая тяговооруженность – около 0,8 с ½ запасом топлива. О таком значении тяговооруженности в 1940-х годах приходилось только мечтать, поскольку тогдашние реактивные двигатели имели большую массу, малую тягу и значительный расход топлива.

Таким образом, XF-85 Goblin по разгонным характеристикам и скороподъемности превосходил всех своих современников. Однако самолет начал проявлять свой норов: машина была довольно сложна в пилотировании, что делало ее недоступной для летчиков, имеющих среднюю квалификацию. Кроме того, даже после того как добавили два больших килей под и над хвостовой частью фюзеляжа на курсе устойчивость оставалась недостаточной поскольку оба киля находились в аэродинамической тени фюзеляжа, что обуславливало возникновений колебаний типа «голландский шаг» во время пикирования самолета.

Скош по окончании второго полета успешно причалил с первого захода истребитель к трапеции, однако данную процедуру можно сравнить с «русской рулеткой», лишь благодаря везению подцепка прошла успешно.

На следующий день осуществили еще два полета. «Гоблин» оба раза пристыковывался к «Монстро», однако Скош в отчете отметил, что подцепке мешает тянущаяся за опущенной трапецией вихревая дорожка. 22 октября после полета Скош после 3-х безуспешных попыток пристыковаться сел в пустыне.

Для нейтрализации всех негативных факторов требовались теоретически просчитанные и хорошо продуманные меры. Второй прототип «Гоблина» в Институте Вашингтона продули в аэродинамической трубе. По результатам продувок было решено модернизировать оба прототипа в Сент-Луисе. Там на машины установили обтекатели нижней части крюка, которые согласно расчетам должны были нейтрализовать влияние выпуска крюка на путевую устойчивость. Длину уха крюка увеличили на 150 мм. На концах крыла установили стреловидные кили. На базу Мюрок Драй-Лейк самолеты вернулись в конце зимы 1948/49 гг.

Второй прототип «Гоблина» 8 марта 1949 года совершил свой восьмой полет, после чего к программе подключили первый прототип. Во время первого же полета его постигла неудача – сильный боковой ветер привел к тому, что самолет при запуске рыскнул, обломал крюк и сильно повредил трапецию, которую не смогли убрать. Скош, как обычно, без проблем приземлился в пустыне. Мнение пилота о модернизированном истребителе было положительным.

Еще приблизительно месяца ушло на восстановление трапеции, и 8 апреля XF-85 Goblin совершил последний полет. Отношение военно-воздушных сил к программе в это время было уже весьма прохладным. Эд Скош в ходе полета постарался выжать максимальные значения характеристик из самолета. Однако опять не состоялась подцепка, и испытателю вновь пришлось сажать самолет в пустыне. Программу XF-85 в мае 1949 года аннулировали. Напрасно представители компании и летчик-испытатель доказывали, что во время испытаний у носимого истребителя было выявлено меньше недостатков, в сравнении с любым другим прототипом боевого самолета.

Основные неприятности доставляла неудобообтекаемая ферменная трапеция, в спутной струе от которой маленький самолет легкий нещадно бросало в разные стороны. В инициативном порядке компания «McDonnell» в очень короткие сроки представила военно-воздушным силам проект трапеции с выпускной телескопической штангой, которая захватывала крюк «Гоблина» в 20-и метрах под носителем вне зоны турбулентности и затем подтягивала его к основному захвату. Кроме этого прорабатывались варианты развития XF-85 Goblin – самолет, имеющий стреловидное крыло и скоростью М=0,9, а также трансзвуковой самолет, имеющий дельтовидное крыло. Однако данные проекты дальше чертежей не продвинулись. Также известны и другие попытки создания бортового «паразитного» истребителя, однако в отличие от проекта «МакДоннелл» не создавалось даже прототипов.

После того как появились системы дозаправки в воздухе, отпала нужда в подобных истребителях. На программу XF-85 Goblin потратили 3211000 долларов, и даже самым закоренелым скептикам пришлось признать, что компания «McDonnell» справилась с проблемой лучше других. Слабым местом был не самолет, а условия запуска и причаливания истребителя. Оба «Гоблина» в отличие от большинства прототипов уцелели, вероятно, благодаря оригинальной и симпатичной внешности. В 1950 году они были куплены у компании авиационными музеями: первый прототип приобрел частный музей, впоследствии, передавший самолет в Музей американских ВВС в Дейтоне (шт. Огайо), второй попал на авиабазу Оффут (шт. Небраска) и выставляется в Музее стратегического авиационного командования.

Летно-технические характеристики:
Длина – 4,53 м;
Высота – 2,56 м;
Высота со сложенным крылом – 3,32 м;
Размах крыла – 6,44 м;
Площадь крыла – 9,34 м²;
Масса пустого – 1696 кг;
Нормальная взлетная масса – 2194 кг;
Объем топливных баков – 435 л;
Тип двигателя – 1 турбореактивный двигатель Westinghouse J34-WE-22;
Нефорсированная тяга – 1361 кгс;
Крейсерская скорость – 689 км/ч;
Максимальная скорость – 1043 км/ч;
Скороподъемность – 63,5 м/с;
Продолжительность полета – 77 мин;
Боевой радиус действия – 350 км;
Практический потолок – 15520 м;
Вооружение – четыре пулемета калибра 12,7 мм;
Боезапас – 1200 патронов;
Экипаж – 1 человек.

Подготовлено по материалам

http://www.airwar.ru

http://crimso.msk.ru

http://www.cardarmy.ru

http://www.fiddlersgreen.net

http://topwar.ru - Автор Пётр Улякин

А вот советский вариант Летающего авианосца, кто пропустил ...

Оригинал статьи находится на сайте ИнфоГлаз.рф Ссылка на статью, с которой сделана эта копия - http://infoglaz.ru/?p=20270