Чтение онлайн

F-111 создан на поворотном этапе развития авиации. Совершенство боевых самолетов долгое время измерялось максимальной скоростью полета. Однако к концу 1950-х годов этот ясный и однозначный критерий перестал быть путеводной звездой для авиаконструкторов. Реактивные двигатели и стреловидные крылья, стремительно продвинувшие авиацию за «два Маха», подвели обычные конструкции из легких сплавов к тепловому барьеру, и на повестку дня встал вопрос: в каком направлении развивать боевую авиацию дальше? Логичным казалось дальнейшее повышение скорости полета, хотя это и требовало перехода к новым, неосвоенным пока конструкционным материалам. Отражением таких взглядов в России стали работы по бомбардировщику Т-4 ОКБ П.О.Сухого и истребителю МиГ-25, в США – по бомбардировщику Норт Америкен В-70 и истребителю Локхид F-12. Но успехи в создании ракетного оружия показывали, что пилотируемые самолеты не смогут «угнаться» за ракетами и для выживания в конкурентной борьбе с ракетами необходимо развивать другие качества самолетов.

Неоспоримым преимуществом самолета являются его возможности как носителя широкого спектра оружия, в том числе и управляемого ракетного. Многоразовость, грузоподъемность, мобильность, дальность, способность К длительному патрулированию, возможность доразведки и поражения целей с заранее неизвестными или неточно заданными координатами – вот лишь немногие отличительные характеристики самолета-носителя, определяющие гибкость его применения в отличие от ракетного оружия. К началу 1960-х годов из этого набора параметров, пожалуй, наиболее критической была недостаточная мобильность базирования авиации. Взлетно-посадочные характеристики приносились в жертву культивировавшемуся ранее росту максимальной скорости и грузоподъемности. Все время повышавшаяся удельная нагрузка на крыло, ухудшение несущих свойств крыла и уменьшение эффективности его механизации из-за повышения стреловидности значительно увеличили взлетные и посадочные скорости, потребные длины ВПП. Прежде всего это касается Запада, который при проектировании даже реактивных истребителей ориентировался на длинные ВПП с бетонным покрытием. Российские самолеты, как правило, по традиции создавались в расчете на грунтовое базирование, но и их ВПХ существенно ухудшились.

Попытки улучшить ВПХ привели к более широкому, чем ранее, применению в 1950-е годы выдвижных и щелевых закрылков, сложной механизации, внедрению систем управления пограничным слоем. Но эти меры не позволяли радикально решить проблему базирования, острота которой дополнительно возросла из-за смены на рубеже 1950-х- 1960-х годов господствующей военно-политической доктрины: от «массированного возмездия» перешли к стратегии «гибкого реагирования», предусматривавшей дозированное применение вооруженных сил в зависимости от масштаба конфликта. Требовалась, следовательно, большая неприхотливость авиации, способность ее быстрой переброски и эксплуатации с передовых аэродромов. Возросшая точность средств поражения и, следовательно, уязвимость аэродромов, которые в случае войны становятся первоочередными целями, очень остро ставила проблему эксплуатации самолетов с уцелевших участков поврежденных взлетнопосадочных полос или с малоподготовленных площадок.

Фронтовые бомбардировщики F-111F взлетают с авиабазы Лейкенхит (Англия)

Схема самолета F-111А

Решение этой проблемы виделось в двух направлениях. Первый путь – использование вертикальной тяги двигателей. При большой тяговооруженности самолета можно, управляя вектором тяги, взлетать и садиться вертикально. Работы в этом направлении привели в конечном итоге к созданию двух строевых самолетов" вертикального взлета и посадки – российского Як-38 и английского «Харриер». Но это дозвуковые машины. Для сверхзвуковых аппаратов подобный путь улучшения базирования в 1960-х годах оказался неприемлем – большие размеры силовой установки с поворотными соплами давали чрезмерное лобовое сопротивление, вертикальный взлет и посадка «съедали» львиную часть топлива. Задача создания сверхзвукового СВВП была решена лишь спустя четверть века – сделали это в нашей стране (Як-141). В начале же 1960-х годов были предприняты попытки применить малоразмерные дополнительные подъемные двигатели и создать сверхзвуковой самолет не вертикального, а короткого взлета и посадки. Однако и эти усилия не имели успеха, поскольку «подъемники» не улучшали маневренные характеристики самолета, а его весовую отдачу значительно ухудшали. В результате конструкторы стали на второй путь – использование крыла изменяемой стреловидности. С таким крылом в 1960-х годах были созданы два фронтовых бомбардировщика – американский F-111 и российский Су-24, программы которых начинались с изучения машин с подъемными двигателями.

Начало истории F-111 относится к 27 марта 1958 г., когда ВВС СП1А выпустили требования (GOR 169 – General Operational Requirements) к всепогодному истребителю вертикального/короткого взлета и посадки с максимальной скоростью, более чем в два раза превышавшей скорость звука (система оружия WS 649С). Выяснив после годичных исследований, что задача создания сверхзвукового СВВП явно не соответствовала существовавшему уровню техники, американские ВВС отменили нереальное задание, а еще через год сформулировали другие ТТТ. В предварительном виде (SDR 17-System Development Requirement, система оружия WS 324А) они были выпущены 5 февраля 1960 г., в детальном (SOR 183 – Specific Operational Requirements) – 14 июля 1960 г. Это техническое задание отличалось отказом от вертикального взлета и посадки, вместо которых требовались укороченный взлет и посадка с длиной разбега и пробега менее 915 м на грунтовых ВПП. Включено было также новое и весьма сложное требование – радиус действия около 1300 км на малых высотах, включая сверхзвуковой бросок (М=1,2) протяженностью 640 км на предельно малой высоте. Маловысотный полет должен был обеспечить радиолокационную маскировку самолета и успешный прорыв ПВО. Родилось это требование из успехов российских конструкторов-ракетчиков, создавших высотный зенитный ракетный комплекс С-75, эффективность которого была подтверждена сбитнем разведчика U-2 под Свердловском 1 мая 1960 г. – за два месяца до выпуска американцами детальных ТТТ к будущему F-111.

«Трехмаховый» истребитель-перехватчик МиГ-25ПМ

Схема экспериментального «трехмахового» истребителя-перехватчика Локхид YF-12A

В число других требований к новому всепогодному двухместному самолету входили максимальное число М=2,5, высота полета более 18300 м, перегоночная дальность 6120 км без дозаправки топливом в полете и боевая нагрузка 7,3-14,1 т. Самолет предназначался для атак наземных целей с применением обычного и ядерного оружия. Он был назван «истребителем» и должен был обладать также способностью завоевания превосходства в воздухе, но фактически представлял собой истребитель-бомбардировщик, предназначенный прежде всего для изоляции района боевых действий и замены в этой роли самолетов Рипаблик F-105 с середины 1960-х годов. В декабре 1960 г. будущий самолет получил название TFX (Tactical Fighter Experimental – экспериментальный тактический истребитель).

Противоречивые требования к самолету могли быть удовлетворены только применением крыла изменяемой стреловидности (КИС). В полностью развернутом положении КИС уменьшает скорости взлета и посадки и сокращает длину разбега и пробега. При максимальном угле стреловидности позволяет совершить скоростной бросок у земли или развить максимальную скорость на большой высоте. В промежуточных положениях КИС обеспечивает быстрый разгон, большую дальность полета по маршруту и длительное барражирование в зоне. Таким образом обеспечивается многорежимность самолета.

Российский самолет вертикального взлета и посадки Як-38

Английский вертикально взлетающий самолет «Харриер» GR5

Опытный палубный вертикально взлетающий истребитель Як-141

В технике нередко бывает, когда изобретение не сразу находит себе применение и годами ждет своего часа. В полной мере это относится к крылу изменяемой стреловидности. Зародилось оно в прошлом веке, когда еще не было самого понятия стреловидности и речь шла о повороте крыла в своей плоскости. Идея такого поворота была выдвинута в поисках наилучших средств управления самолетом и приоритет здесь, по-видимому, принадлежит французу Ф.д'Эстерно. В самом начале нашего века другой французский изобретатель Дюфур предложил использовать поворотное в своей плоскости крыло для повышения максимальной скорости полета – аэродинамическое сопротивление самолета в полете предполагалось снизить благодаря уменьшению угла установки крыла и кривизны профиля при отклонении консолей крыла назад. Но прошло много лет, прежде чем в 1935 г. немецкий ученый А.Буземан впервые указал на преимущества стреловидности крыла при сверхзвуковых скоростях полета, а немецкий конструктор А.Липпиш предложил поворачивать крыло в своей плоскости с целью изменения в ходе полета именно стреловидности – для увеличения максимальной скорости полета при сохранении хороших взлетно- -посад очных характеристик.

Истребитель-бомбардировщик Рипаблик F-105D «Тандерчиф»

Экспериментальный самолет Белл Х-5 с крылом изменяемой стреловидности

Схема самолета Х-5

В 1951 г. КИС было впервые испытано в США на экспериментальном реактивном самолете Белл Х-5. Однако на этом самолете консоли крыла поворачивались целиком, что требовало одновременно продольного перемещения крыла (для компенсации смещения аэродинамического фокуса при изменении стреловидности). Лишь к концу 1950-х годов, после того, как американцы провели испытания еще одного экспериментального самолета – Грумман XF-10F, а англичане выполнили исследования по проекту «Суоллоу», в США была изобретена схема КИС с так называемыми «значительно разнесенными шарнирами поворота». В новой схеме консоли крыла поворачивались не целиком – корневые части оставались неподвижными и играли роль дестабилизаторов, устраняя необходимость в продольном смещении крыла. Именно эта схема оказалась практически работоспособной и была реализована на ряде западных и российских самолетов. Но первой серийной машиной с КИС стал, как уже говорилось, F-111. Причем ВВС США, выдвигая противоречивые требования к новому самолету, собственно, закладывали применение уже известной им новой схемы КИС в полном соответствии с Марксом, писавшим, что новые задачи, как правило, рождаются тогда, когда готовы средства для их решения. Или выражаясь языком рыночной экономики наших дней: спрос формируется предложением.

Большие надежды возлагались и на применение двухконтурного ТРД, который благодаря своей экономичности должен был существенно повысить крейсерскую дальность полета.

Смена в США администрации еще более усложнила требования к самолету. Р.Макнамара, пришедший к руководству министерством обороны в составе команды Дж.Кеннеди, был ярым приверженцем критерия «стоимость-эффективность» и считал, что в целях уменьшения военных расходов необходимо сократить до минимума число типов вновь разрабатываемых самолетов. 16 февраля 1961 г. Макнамара рекомендовал ВВС изучить возможность выполнения самолетом TFX непосредственной авиационной поддержки наземных войск в интересах армии и решения задачи ПВО флота в интересах ВМС (вместо программы дозвукового перехватчика Дуглас F6D «Миссайлир» и начавшейся следом за ней программы истребителя FADS). Требование непосредственной авиационной поддержки для армии было впоследствии снято, но указание о необходимости использования самолета также в ВМС было повторено в июне 1961 г. и 8 сентября 1961 г., было принято решение о создании нового самолета в вариантах для ВВС и ВМС под пересмотренные объединенные требования SOR 183. Это первый в США случай проектирования самолета с самого начала в вариантах наземного и корабельного базирования. Взлетная масса варианта для ВВС должна была составить около 27,2 т (примерно на 9,1 т меньше, чем предполагалось ранее), варианта для ВМС – около 25,0 т.

Схема механизма изменения стреловидности крыла на самолете X-5. Предусмотрено одновременное продольное перемещение крыла для компенсации смещения аэродинамического фокуса

Схема самолета по проекту «Суоллоу» («Ласточка»)

Один из первых F-111А в полете со сложенным крылом

29 сентября 1961 г. 10 фирмам (Боинг, Чанс-Воут, Дуглас, Дженерал Дайнэмикс, Грумман, Локхид, Макдоннелл-Дуглас, Норт Америкен, Нортроп и Рипаблик) было направлено ТЗ, в феврале 1962 г. фирмы Боинг и Дженерал Дайнэмикс, представившие проекты самолетов с КИС и ТРДЦ Пратт -Уитни TF30, получили контракты на проведение дополнительных проектных исследований самолета (получившего в декабре 1961 г. обозначения F-111A в варианте для ВВС и F-111B в варианте для ВМС). 24 ноября 1962 г. после рассмотрения четвертого варианта предложений от каждой фирмы было объявлено о выборе проекта фирмы Дженерал Дайнэмикс. Важную роль при выборе сыграла большая (более 80% в сравнении с 60%) общность конструкции модификаций F-111А и F-111B по проекту фирмы Дженерал Дайнэмикс. Фирма Дженерал Дайнэмикс затратила более 2 млн чел-ч на подготовку предложений по проекту, в том числе провела испытания в АДТ объемом около 5000 ч. 21 декабря 1962 г. с фирмой Дженерал Дайнэмикс был заключен контракт на постройку 23 опытных самолетов (18 F-111A и 5 F-111B), а в ноябре 1963 г. фирма Дженерал Дайнэмикс выдала субконтракт на разработку и производство самолетов F-111B фирме Грумман.