Эитвиклюнгсрииг Зюд, VJ-101C

Экспериментальный вертикально взлетающий истребитель- бомбардировщик

Сверхзвуковой СВВП VJ-101C разрабатывался объединением западногерманских фирм под названием «Энтвиклюнгсринг Зюд», в которое входили фирмы «Бельков», «Хейнкель» и «Мессершмитт» и которое было организовано в 1959 г. для совместных работ над проектами истреби- телей-бомбардировщиков и перехватчиков. Объединение не имело собственных финансовых средств и его деятельность субсидировалась правительством ФРГ.

СВВП VJ-101C был спроектирован в соответствии с требованиями ВВС ФРГ к сверхзвуковому истребителю-бомбардировщику и перехватчику, способному совершать вертикальный взлет и посадку. Была поставлена задача создать для ВВС ФРГ вертикально взлетающий истребитель с максимальной скоростью полета, соответствующей числу М = 2. Для СВВП была выбрана комбинированная силовая установка, состоящая из подъемно-маршевых двигателей в поворотных гондолах на концах крыла и подъемных ТРД в фюзеляже, которая рассматривалась более перспективной и более экономичной, чем силовая установка с одним подъемно-маршевым двигателем, как на английском СВВП «Харриер», или комбинированная силовая установка с отдельными подъемными и маршевым двигателям, как на французском СВВП «Мираж» V. Программой разработки предусматривались постройка и испытания двух экспериментальных самолетов, имеющих обозначения VJ-101C-X1 и VJ-101C-X2. Развитию самолета VJ-101C придавалось большое политическое значение, так как он тогда был единственным самолетом ФРГ с вертикальным взлетом и посадкой, доведенным до стадии летных испытаний. В поставках оборудования для СВВП VJ-101C принимали участие 115 иностранных фирм Великобритании, США и Франции.

Экспериментальный сверхзвуковой вертикально взлетающий ис- требитель-бомбарди- ровщик Энтвиклюнгсринг Зюд VJ-101C

Летные испытания СВВП VJ-101C

Параллельно с проектированием и постройкой первых двух экспериментальных СВВП проводились стендовые испытания системы управления на вертикальных режимах работы путем дифференциального изменения тяги двигателей. Была сконструирована простейшая установка, состоящая из консольной балки на шарнирной опоре. На конце балки было сиденье оператора, за которым был установлен вертикально ТРД Роллс-Ройс RB.108.

Позже был построен летающий стенд, на котором установили вертикально три ТРД Роллс-Ройс RB.108, схема их размещения была аналогична размещению двигателей на самолете. Стенд был оснащен шасси. Первоначально летающий стенд испытывался на шарнирной опоре, с помощью которой можно было имитировать перемещение самолета относительно трех осей и по вертикали (в пределах 2 м). Первый свободный полет стенда состоялся в марте 1962 г. Взлет производился с бетонированной площадки. На летающем стенде было выполнено более 70 полетов в различных условиях.

Первый экспериментальный самолет VJ-101C-X1 предназначался для исследования возможностей обеспечения вертикального взлета с использованием поворотных двигателей. Он совершил первый полет на режиме висения 10 апреля 1963 г., обычный взлет с разбегом 31 августа 1963 г., а полный переход от вертикального взлета к горизонтальному полету с последующей вертикальной посадкой 20 сентября 1963 г.

В последующих летных испытаниях в июле 1964 г. достигалась скорость полета, превосходящая М = 1. Во время 132-го полета, 14 сентября 1964 г., при взлете с разбегом самолет потерял управляемость на высоте 10 м и упал, летчик успел катапультироваться над землей, но получил тяжелые повреждения. Самолет разбился и сгорел. Авария была вызвана отказом системы автостабилизации.

Модель истребителя VJ-101AG с поворотными ТРД

Второй самолет VJ-101C-X2 был рассчитан на максимальную скорость, соответствующую числу М= 1,1-1,2 и имел такие же двигатели, как на самолете XI, но с форсажными камерами. Он совершил первый полет 12 июня 1965 г. и успешно проходил летные испытания, а затем был модернизирован. Для самолета Х2 была разработана новая система управления с тройным резервированием, с которой в феврале 1968 г. были возобновлены летные испытания самолета, однако вскоре испытания были прерваны из- за прекращения разработки программы, которую было сочтено нецелесообразным продолжать, так как к тому времени основное внимание было сосредоточено на считавшейся более перспективной программе СВВП VAK-191B. С 1963 г. на разработку двух самолетов VJ-101C-X1 и Х2 было затрачено 31,25 млн. долл. и на разработку силовой установки – 30 млн. долл.

Модель истребителя VJ-101D с комбинированной силовой установкой из подъемных ТРД и подъемно-маршевых ТРДД

Пытаясь спасти программу истребителя VJ-101, объединение «Энтвиклюнгсринг Зюд» разработало ряд новых проектов боевых СВВП с комбинированной силовой установкой. Развитием СВВП VJ-101 был оригинальный проект истребителя VJ-101AG по схеме «утка» с тандемным крылом, в котором силовая установка состояла из шести ТРД, установленных в поворотных гондолах: по две на концах тонкого прямого крыла и по одному – на концах переднего оперения. Этот проект разрабатывался совместно с фирмой «Хейнкель», где он получил обозначение Не.231. В другом проекте, получившем обозначение VJ- 101В, предполагалось использовать комбинированную силовую установку без поворотных гондол, состоящую из двух подъемных ТРД и четырех подъемно-маршевых, расположенных в фюзеляже.

Более проработанным был проект истребителя VJ-101D, разрабатывавшийся в соответствии с требованиями ВВС ФРГ к истребителю для замены истребителя Локхид F-4. Силовая установка должна была состоять из пяти подъемных ТРД Роллс-Ройс RB.162-31, установленных в фюзеляже в вертикальном положении в один ряд за кабиной летчика, и двух подъемно-маршевых ТРДД, Роллс-Ройс RB.153-61, установленных рядом в горизонтальном положении в хвостовой части фюзеляжа. ТРДД предполагалось снабдить устройством для отклонения вниз потока газов, что позволяло создавать вертикальную и горизонтальную тягу. Были заказаны два экспериментальных самолета VJ-101D и изготовлен ряд моделей и даже макет самолета, однако в 1964 г. разработка была прекращена, причем предполагалось в дальнейшем использовать силовую установку СВВП VJ-101D в проекте нового истребителя EWR 360 с крылом изменяемой геометрии.

СВВП VJ-101C представляет собой моноплан с высокорасположенным стреловидным крылом, комбинированной силовой установкой из подъемных и по воротных ТРД и трехопорным шасси.

Фюзеляж полумоноко- ковой конструкции из алюминиевых сплавов; в местах установки двигателей применены сталь и титан. В носовой части фюзеляжа расположена одноместная кабина летчика со стандартным оборудованием и катапультным креслом Мартин- Бейкер MkGA7. Кабина герметизирована. В носовой части размещалось испытательное телеметрическое оборудование, на серийных самолетах в этом месте предусматривалось размещение радиолокационного оборудования.

Схема СВВП VJ-101C-X1

Крыло самолета стреловидное, малого удлинения, разрезное. Угол стреловидности по 1/4 хорд 27°. Конструкция крыла многолон- жеронная. Крыло снабжено закрылками и элеронами.

Оперение обычной схемы, состоит из стабилизатора и киля с рулем направления. Имеется подфюзеляжный киль.

Шасси трехопорное с носовой опорой, убирающееся в фюзеляж, на каждой опоре по одному колесу фирмы «Данлоп».

Силовая установка состоит из шести ТРД Роллс- Ройс RB.145 взлетной тягой по 1250 кгс, разработанных на базе ТРД RB.108 фирмой «Роллс-Ройс» в сотрудничестве с западногерманской фирмой «Ман-Турбомоторен». Два ТРД, установленные вертикально в средней части фюзеляжа непосредственно за кабиной перед центром тяжести самолета, предназначены для создания вертикальной тяги; двигатели, установленные в поворачивающихся гондолах на концах крыла (по два в каждой), создают вертикальную и горизонтальную тягу. Диапазон углов поворота гондол двигателей 0 – 90°. На втором самолете VJ-101C-X2 были установлены ТРД RB.145 с форсажными камерами и взлетной тягой по 1650 кгс. Двигатели, расположенные в фюзеляже, имеют щелевые воздухозаборники, закрывающиеся в крейсерском полете створками.

При проектировании силовой установки большое внимание уделялось разработке конструкции гондол, и особенно их системе поворота, а также конструкции воздухозаборников. Конструкция гондол должна удовлетворять требованиям сверхзвукового полета и обеспечивать максимальный расход воздуха через воздухозаборники на режиме висения. После длительных исследований была принята схема гондолы с подвижной носовой частью, которая вместе с носовым конусом может перемещаться вперед; при этом в максимальном сечении гондолы образуется увеличивающая площадь потоков воздуха к двигателям кольцевая щель, обеспечивающая поступление необходимого количества воздуха. Двигатели располагаются один над другим. Между двигателями жестко закреплен полый вал, при вращении которого с помощью гидропривода гондола поворачивается на требуемый угол. Тяги управления двигателями, проводка топливной и гидравлической систем размещены внутри полого вала. Для поворота гондол применены два силовых цилиндра, приводимых от дублированных гидросистем.

При вертикальном взлете гондолы устанавливаются в вертикальное положение, и все шесть двигателей создают вертикальную тягу. Одновременно с постепенным отклонением гондол в горизонтальное положение тяга подъемных двигателей в фюзеляже уменьшается по мере увеличения горизонтальной скорости постепенно, а после достижения скорости, при которой вес самолета воспринимается крылом, двигатели выключаются. При переходе к вертикальному режиму при посадке процесс работы двигателей повторяется в обратном порядке. При скорости 400 км/ч поднимается створка воздухозаборника сверху фюзеляжа и включаются подъемные ТРД, при скорости 305 км/ч гондолы поворачиваются на 45° и полностью на 90° при скорости 93 км/ч.

Компоновочная схема СВВП Энтвиклюнгсринг Зюд VJ-101C-X2

При взлете самолета с малым разбегом гондолы в начале разбега находятся в горизонтальном положении, затем поворачиваются, при этом создается вертикальная составляющая тяги, которая складывается с вертикальной тягой двигателей в фюзеляже. На форсированном режиме самолет мог взлетать с нагрузкой до 2000 кг.

По мнению конструкторов, такая система обеспечения вертикального взлета имеет следующие преимущества перед системой с отклонением реактивных сопел, как на СВВП «Харриер»: возможность использования форсажных камер, предназначенных для сверхзвукового полета, на режиме вертикального взлета; экономия веса; исключение потерь тяги, связанных с подводом струи газов к соплам; простота управления самолетом; более простая схема переходного режима. Кроме того, отсутствие маршевых двигателей в фюзеляже и соответствующих им систем облегчает проблему размещения топлива.

Топливо на самолете размещено в фюзеляже в двух баках, примыкающих к отсеку двигателей. Отмечалось, что большой запас топлива будет обеспечивать самолету большую дальность по сравнению с вертикально взлетающими истребителями, разрабатываемыми в соответствии с ТТТ НАТО MBR-3.

Система управления, разработанная фирмой «Даути Ротол», включает обычные аэродинамические поверхности управления, используемые в горизонтальном полете, и систему дифференциального изменения тяги двигателей на вертикальных и переходных режимах полета. При вертикальном положении гондол и работе всех двигателей вертикальное перемещение самолета регулируется с помощью обычного рычага управления двигателями. Изменение тяги для продольного и поперечного управления достигается перемещением ручки управления. Продольное управление осуществляется дифференциальным изменением тяги двигателей, установленных в фюзеляже и на концах крыла, поперечное управление – дифференциальным изменением тяги правой и левой пар двигателей, установленных на концах крыла, путевое управление – дифференциальным отклонением (на небольшой угол) правой и левой пар двигателей на концах крыла.

Управление изменением тяги при продольном и поперечном управлении связано с отклонением аэродинамических рулей. При повороте гондол в горизонтальное положение с увеличением горизонтальной скорости управление изменением тяги двигателей плавно переходит на систему управления аэродинамическими поверхностями.

Оборудование. Самолет оснащен автоматической трехканальной системой, обеспечивающей стабилизацию при вертикальном взлете, переходном режиме и в горизонтальном полете. В носовой части установлена штанга для размещения ПВД и датчиков.

Размеры:

размах крыла 6,61м

расстояние между осями гондол (6 м

длина фюзеляжа 15,7 м

высота самолета 4,13 м

Двигатели 6 ТРД Роллс-Ройс RB.145

взлетная тяга без форсажа (самолет VJ-101С-Х1) 6x1250 кгс

взлетная тяга с форсажем (самолет VJ-101С-Х2) 4x1650 кгс и 2x1250 кгс

Массы и нагрузки:

взлетная при вертикальном взлете

самолет VJ-101С-Х1 6 000 кг

самолет VJ-101C-X2 8 000 кг

Летные данные:

максимальная скорость соответствует

числу М = 1,08