Фокке-Вульф 4-го поколения

Окончание. Начало в «АиВ», № 2’2011.

Засасывание в подъемные двигатели горячих газов не представляло большой проблемы. Их воздухозаборники находились на верхней поверхности фюзеляжа, и отраженная от ВПП реактивная струя доходила до них, потеряв большую часть энергии. Что касается влияния RB.162 на срок службы бетонной ВПП, то Rolls- Royce провела соответствующие испытания и заявила, что стандартная аэродромная плита выдерживает примерно 50 вертикальных взлетов с одного и того же места, при этом наблюдалась незначительная эрозия ее поверхности. Если же бетон перед взлетом поливали водой, то эрозия полностью отсутствовала.

Подъемно-маршевый двигатель ТРДЦ Rolls-Royce/MTU RB.193-12 по своей конструкции напоминал двигатель Pegasus самолета Harrier, но был меньше по диаметру. Он имел четырехступенчатый вентилятор, приводимый одноступенчатой турбиной низкого давления. Большая часть воздуха, нагнетаемая вентилятором, выбрасывалась через передние, так называемые «холодные» поворотные сопла. Остальной воздух проходил через трехступенчатый компрессор низкого давления, восьмиступенчатый компрессор высокого давления, кольцевую камеру сгорания и попадал на трехступенчатую турбину. Отработанные газы выбрасывались через задние «горячие» сопла. Для компенсации крутящего момента, который мог ухудшить управляемость на режиме висения, вентилятор и компрессоры вращались в разные стороны на вложенных друг в друга валах. Все четыре сопла поворачивались синхронно: для вертикального взлета – на 90°, а для торможения и перехода от горизонтального полета к вертикальному – на 100°. Двигатель запускался от вспомогательной силовой установки Т. 112, находившейся в хвостовой части самолета.

Воздух для работы ПМД поступал через нерегулируемые боковые воздухозаборники. Они казались совсем маленькими, особенно на фоне громоздких воздухозаборников «Харриера», которые из-за своих размеров и характерного вида прозвали «ушами». Конечно, их производительность на земле и на режиме висения была явно недостаточной для стабильной работы двигателя. Поэтому для увеличения расхода воздуха конструкторы применили специальный механизм, он по двум направляющим сдвигал воздухозаборник вперед, открывая широкую щель. При этом общий расход воздуха увеличивался на 70%, что полностью покрывало потребности RB.193-12. Такое решение позволило отказаться от вырезов в обшивке и традиционных подпружиненных створок, которые увеличивали сопротивление в обычном полете и снижали аэродинамическое качество самолета.

Стендовые испытания первого двигателя начались в декабре 1967 г. Для исследований работы необычного воздухозаборника, а также для измерения интенсивности шума и температур как на поверхности самолета, так и вокруг него фирма MTU изготовила особый стенд. Он представлял собой макет центральной части фюзеляжа с ПМД. Испытания стенда проходили до начала 1970 г., после чего все двигатели передали на завод VFW в Бремене для установки на опытные самолеты. Всего построили шесть экземпляров RB.193-12.

Двигатели самолета обеспечивали работу системы струйного управления. При этом от их компрессоров отбиралось около 10% сжатого воздуха. Для повышения надежности все струйные рули дублировались. Струйное управление начинало работу в случае поворота сопел ПМД на угол больше 20°.

Сопла рулей были связаны с аэродинамическими органами управления. На VAK установили передовую электродистанционную систему управления (ЭДСУ) с трехкратным резервированием, которая прошла успешные испытания на летающем стенде SG 1262. Важными преимуществами такой системы над традиционными были надежность и быстродействие, меньший вес и простота эксплуатации. В случае отказа всех трех каналов ЭДСУ происходило автоматическое переключение на резервную гидравлическую систему управления с высоким рабочим давлением – 280 кг/см² . Благодаря такой необычной для того времени величине давления удалось уменьшить массогабаритные показатели исполнительных механизмов ЭДСУ и увеличить их быстродействие.

Выкатка первого VAK 191В из цеха в Бремене

Испытания первого опытного образца VAK 191В на пьедестале

На скоростях полета до 333 км/ч ЭДСУ работала как обычная автоматическая система управления, в т.ч. демпфировала колебания летательного аппарата. При уменьшении скорости ниже этого порога крыло уже не держало самолет, сопла ПМД поворачивались, и в работу включались струйные рули. ЭДСУ переходила в режим вертикального полета, в котором любому отклонению ручки управления соответствовало изменение углового положения самолета, а не изменение его угловой скорости, иначе говоря, управление начинало работать по- вертолетному. Максимальное значение для углов крена и тангажа в режиме висения ограничивалось величиной в 15°.

Для гарантированного спасения пилота в случае возникновения нештатной ситуации в кабину VAK 191В установили катапультируемое кресло Martin-Baker Mk.9 класса «0-0». Прицельно-навигационным комплексом самолет не оснастили.

Модель самолета прошла самые тщательные, можно сказать, беспрецедентные продувки в аэродинамических трубах концерна VFW и фирмы FIAT, а также в трубах ряда научных организаций, включая Аэродинамическую лабораторию в Геттингене и Британскую исследовательскую ассоциацию ARA в Бедфорде. Штопорные характеристики снимали во Франции, на вертикальной трубе в Лилле. На продувки в области дозвуковых скоростей потратили 4400 ч, на проверку характеристик самолета в переходных режимах – 2000 ч, на околозвуковую область – 500 ч, и еще 2000 ч ушло на исследования режимов взлета и посадки.

VFW и FIAT изготовили макеты самолета для отработки технологии сборки, оптимального размещения оборудования и систем. Началась подготовка рабочих чертежей, проектирование производственной оснастки. Для точного выдерживания контура самолета при изготовлении панелей обшивки инженеры построили специальный макет с бесшовным пластиковым покрытием.

При проектировании самолета учли возможность производства его отдельных узлов и деталей на разных заводах и в разных странах. В результате при изготовлении планера немцы производили: центральную секцию и верхние панели фюзеляжа: воздухозаборники, а также их створки: отсек разведывательного оборудования; створки грузового отсека, отклонения вектора тяги подъемных двигателей, отсеков передней и основной опоршасси; боковые панели фюзеляжа в районе сопел ПМД. В Италии изготавливали: носовой радиопрозрачный обтекатель; кабину летчика и ее фонарь; хвостовую часть фюзеляжа; хвостовое оперение; кессон и носок крыла; элероны и закрылки; обтекатели крыльевых опор шасси.

Для исследования характеристик управляемости, реакции летчика при отказах силовой установки и тренировки будущих пилотов VFW построила специальный тренажер. Он представлял собой полностью оборудованную кабину, присоединенную к моделирующему полет комплексу из двух ЭВМ. Возможности тренажера позволяли подключать к нему и исполнительные механизмы САУ. Благодаря этому инженерам удалось отработать систему управления самолетом еще до начала его испытаний.

Первый полет первого образца VAK 191В

Вначале проект VAK 191В имел очень большое значение для ФРГ Как это ни странно, но ее возрожденная после войны авиапромышленность в основном работала на военные нужды. Доля гражданских заказов не превышала 10%. До середины 1960-х гг. производственные мощности были загружены серийным выпуском самолетов G.91 и F-104G, но вот далее процветание могло закончиться – новых крупных заказов не предвиделось. В связи с этим немцы разработали амбициозный план по перевооружению своей авиации на самолеты с вертикальным взлетом и посадкой. Начать этот процесс хотели в конце 1960-х гг. Обновленный боевой состав люфтваффе выглядел бы так: истребитель-перехватчик на базе VJ 101 С, истребитель-бомбардировщик на базе VAK 191В и военно-транспортный самолет Do 31.

Однако немецкие ученые, инженеры и военные переоценили свои силы. Для полномасштабной разработки таких сложных проектов требовалось гораздо больше времени и средств. К тому же в 1966 г. в события вмешался экономический кризис. Министерство обороны урезало военные расходы на 15%. Комитету директоров VAK пришлось снижать затраты на программу и отказаться от двухместного варианта самолета, сократив число строящихся образцов до четырех.

На этом неприятности не закончились. В 1967 г. Италия объявила о выходе из проекта. Ее военные эксперты пришли к выводу, что применение дорогостоящих самолетов и использование высококвалифицированных летчиков для непосредственной поддержки наземных войск невыгодно. Первые итоги вьетнамской войны демонстрировали превосходство дешевых ударных самолетов типа поршневого А-1 и реактивных А-37, F-5, А-7 над дорогими F-105 и F-4. Эти соображения заставили итальянцев вернуться к старой идее простого самолета и заменить G.91 на его двухдвигательную модификацию G.91Y. При этом итальянское правительство не стало неволить свои авиационные фирмы, завязанные на программу VAK, и они продолжили сотрудничество с концерном VFW, но темп работы был существенно снижен, а государственное финансирование прекращено.

В 1968 г., после отказа от тотального перехода на СВВП, правительство ФРГ занялось организацией новой международной программы MRCA, а статус VAK был понижен до экспериментальной. Уже заказанные машины хотели применить для исследований в интересах MRCA. Например, используя подъемные двигатели 191-го, планировали создавать у него такую удельную нагрузку на крыло, которая позволила бы моделировать взлетно-посадочные режимы истребителя-бомбардировщика с изменяемой стреловидностью крыла. Кроме того, в отсеке полезной нагрузки хотели испытывать различное электронное оборудование. Италия также возобновила поддержку проекта VAK.

Изменение статуса программы VAK сильно отразилось на сроках начала летных испытаний. Строительство самолетов отставало от графика на целых два года. Выкатка первого опытного образца из цеха завода в Бремене состоялась только 24 апреля 1970 г., хотя ранее планировалась на 1968 г.

Самолету №1 присвоили гражданский регистрационный номер D-9563. Начались наземные испытания. Сначала проверяли работу силовой установки, затем инженеры приступили к тестированию системы управления, используя пьедестал. VAK 191В закрепляли на нем в районе центра тяжести и с включенными двигателями отрабатывали заданные программы. Этот этап оказался самым продолжительным – он занял почти 18 месяцев.

Первый полет самолета № 1 по схеме «вертикальный взлет – вертикальная посадка» состоялся 10 сентября 1971 г. Он продолжался 3 мин 18 с. В кабине находился летчик-испытатель Обермеер. Первый полет по профилю «вертикальный взлет – переход в горизонтальный полет – вертикальная посадка» прошел 26 октября 1972 г. В горизонтальном полете Обермеер разогнал машину до 445 км/ч. Подготовка полетов проходила с немецкой педантичностью, VAK вел себя устойчиво, и все этапы летных испытаний прошли без отказов и летных происшествий.

Второй экземпляр (D-9564) в апреле 1970 г. продемонстрировали на авиационной выставке в Ганновере. На его киле был нанесен логотип новой объединенной корпорации VFW-Fokker, которую создали для производства регионального реактивного самолета VWF-614. Таким образом, VAK демонстрировал не только достижения немецкой авиационной науки, но и становился локомотивом рекламной кампании. Первый полет борта D-9564 состоялся 2 октября 1971 г. Совершив вертикальный взлет, самолет летал почти 3 мин со скоростью 60 км/ч на высоте около 40 м и совершил вертикальную посадку.

Третий экземпляр VAK 191В (D-9565) присоединился к программе испытаний в начале 1972 года. Его первый полет состоялся 17 февраля.

Территория аэродрома в Бремене не позволяла полноценно провести испытания переходных режимов и проверить летные характеристики самолета на различных высотах. Поэтому полеты VAK 191В N° 2 перенесли на авиабазу люфтваффе в Манченге, где уже проходили испытания другие немецкие СВВП VJ-101C и Do 31. Чтобы не разбирать самолет для перевозки наземным транспортом, его решили перебросить к месту назначения по воздуху. 6 апреля 1972 г. VAK закрепили на внешней подвеске транспортного вертолета СН-53В и с тремя промежуточными посадками доставили к пункту назначения, преодолев 563 км.

30 ноября 1972 г. было объявлено об официальном закрытии программы. Всего на разработку VAK 191В фирмы VFW и FIAT затратили свыше 3 млн. человеко-часов работы инженерно-технического персонала. Еще около 2 млн. человеко-часов ушло на подготовку производства и постройку четырех опытных образцов, включая машину для статиспытаний.

Второй опытный образец VAK 191В в крейсерском полете

Три опытных образца VAK 191В

После закрытия программы VFW-Fokker еще делала попытки спасти проект, предлагая военным две новые модификации VAK 191В Мк.2 и Мк.З. Дозвуковой Мк.2 мог стать прямым конкурентом «Харриеру» GR.1. По заявлениям фирмы, его боевая нагрузка и радиус действия могли в 2-3 раза превысить таковые у «Харриера».

Мк.2 отличался от первоначального проекта следующим:

– большей на 50% площадью крыла;

– увеличенной на 30% тягой ПМД и на 5% тягой подъемных двигателей;

– установкой прицельно-навигационной системы.

Сверхзвуковой VAK 191В Мк.З с увеличенным запасом топлива и еще более мощной силовой установкой предлагали на конкурс флота США по разработке истребителя-штурмовика. Самолет-победитель должен был поступить на вооружение легких авианесущих кораблей контроля морей – SCS (Sea Control Ship) водоизмещением около 15000 т, что примерно в 4 раза меньше стандартного водоизмещения ударных авианосцев типа «Форрестол». Считалось, что значительное количество кораблей SCS придет на смену большим авианосцам.

Соперниками VAK оказались четыре американских проекта и вездесущий британский «Харриер». В 1975 г. VAK 191В облетали американские летчики, которые дали положительные отзывы. Но заказчик предпочел выбирать победителя среди своих. Подводя предварительные итоги конкурса, представители ВМС США объявили двух претендентов на победу, ими оказались СВВП Convair 200 и Rockwell XVF-12A.

Для VAK 191В это стало окончательным приговором. За все время летных испытаний три самолета совершили 91 полет общей продолжительностью около 15 ч. Последний полет состоялся 4 сентября 1975 г.

Несмотря на то, что проект VAK 191В так и не завершили, он оставил довольно заметный след в истории авиации. Примененные на нем передовые технические решения, такие как: электродистанционная система управления, гидравлическая система с высоким рабочим давлением, вспомогательная силовая установка, развитый самоконтроль бортовых систем – стали формальными признаками боевых самолетов так называемого 4-го поколения. Таким образом, экспериментальный VAK 191В можно назвать первым истребителем-бомбардировщиком 4-го поколения в бундеслюфтваффе.

Все три самолета VAK 191В сохранились. В настоящее время они выставлены в музеях. Первый экземпляр находится в авиационном филиале Немецкого музея в городке Обершляйсхайм, недалеко от Мюнхена. Второй – в Военнотехническом музее при Федеральном управлении военной техники и снабжения в городе Кобленц, там же хранится и летающий стенд SG 1262. Третий VAK 191В стоит на улице, рядом с цехами бывшего авиационного завода VFW-Fokker в Бремене.

Игорь Михелевич/ Калининград