Вторая мировая
Поиск по сайту

Home Военная авиация Самолёты Истребитель F-104 Starfighter (США)

PostHeaderIconИстребитель F-104 Starfighter (США)


Истребитель F-104 StarfighterИстория создания F-104 Starfighter началась зимой 1951 г., когда ведущий инженер фирмы Lockheed Кларенс Джонсон (Clarence L. Johnson) прилетел в Корею для анализа катастрофической ситуации, в которую попала истребительная авиация США. Американские летчики жаловались Джонсону, что их сложные и дорогие машины проигрывают простым истребителям МиГ-15. В беседах с боевыми пилотами Джонсон пытался выяснить их взгляд на облик идеального боевого самолета. Коллективный разум рисовал легкий и дешевый самолет, превосходящий противника в скорости, скороподъемности и высоте полета.


Вернувшись в США, Джонсон смог убедить руководство фирмы в необходимости начать проектирование нового самолета, несложного и легкого, способного выиграть воздушный бой в схватке с советскими истребителями. Первые наброски такой машины Джонсон сделал вместе с руководителем департамента разработки «Локхид» Хэллом Хайбардом (Hall Hibbard). Затем к работе подключился главный аэродинамик Фил Колман (Phil Colman), сотрудники его отдела и Ирв Кулвер (Irv Culver) - главный разработчик экспериментального самолета Х-7. По существу, Кулвер стал лидером группы эскизного проектирования. Он предложил использовать в проекте прямое трапециевидное крыло, с небольшой относительной толщиной. Такое крыло было довольно хорошо исследовано во время работ по экспериментальному Х-7, который предназначался для полетов на скоростях от 2М до 4М и оснащался прямоточным двигателем. Крыло для него разработал именно Кулвер.
 
В ноябре 1952 г, когда эскизное проектирование уже подходило к концу, Джонсон обратился в Пентагон за финансовой поддержкой и познакомил военных со своими проектами. Расчеты и чертежи рассматривали генерал Дон Ятес и п-к Брюс Холловзй (Don Yates, Bruce Holloway). Они одобрили концепцию Джонсона и разработали требования ВВС к новому легкому сверхзвуковому истребителю. Но напрямую дать деньги они не могли. В декабре военные объявили конкурс на разработку такой машины. Формально она предназначалась для замены истребителя F-100. Программа получила название WS-303A (Weapon System - система оружия). В техническом задании от ВВС указывалось, что новый истребитель должен был летать на скорости 2М и обладать практическим потолком не менее 18300 м, что на 1500 м больше, чем у F-100. Конструкторам рекомендовалось вооружить истребитель двумя 30-мм пушками, а также установить на него РЛС. Кроме фирмы Lockheed, свои предложения выдвинули North American, Northrop и Republic.
 
«Норд Америкэн» разработала самолет под названием проект NA-212. Он представлял собой глубокую модернизацию истребителя F-100, а его главной особенностью стал надфюзеляжный воздухозаборник. Позднее самолет получил военное обозначение F-107. «Нортроп» предложила новый проект N-102 Fang. Этот одноместный истребитель с треугольным крылом малого удлинения, с относительной толщиной 5% отличался подфюзеляжным воздухозаборником. Крыло имело очень большую площадь, и по аэродинамической схеме N-102 вполне мог бы быть бесхвосткой, но конструкторы все же снабдили его хвостовым оперением для повышения маневренности на больших высотах и скоростях. «Рипаблик» выдвинула на конкурс проект АР-55, являвшийся развитием тяжелого перехватчика F-91 Thunderceptor с комбинированной силовой установкой, состоявшей из турбореактивного и жидкостного ракетного двигателей.
 
«Локхид» завершила эскизное проектирование своего истребителя весной 1953 г Самолету присвоили рабочее обозначение Lockheed L-246 или Model 83. Расчетная масса пустого самолета составляла всего 5448,0 кг, что было чуть ли не в половину меньше находившихся на вооружении истребителей F-100 и F-102. По своим расчетным характеристикам он превосходил машины конкурентов, и 12 марта 1953 г фирму «Локхид» объявили победителем. Ей выделили средства на постройку и летные испытания двух прототипов истребителя с военным обозначением XF-104.
 
Истребитель F-104 Starfighter
Главной новацией проекта XF-104 стало ультратонкое прямое крыло малого удлинения с симметричным профилем и большим сужением (хорда у корня - 3,4 м, на законцовках -1,5 м). Его размах составлял всего 6,5 м, что при длине фюзеляжа около 17 м делало самолет похожим на пилотируемую ракету. Профиль крыла имел относительную толш,ину всего 3,4%. Удельная нагрузка достигала небывало высокой величины - более 500 кг/м. Конструкторы хотели сделать его низкорасположенным, чтобы получить как можно больший свободный объем фюзеляжа. Однако продувки в аэродинамической трубе показали, что при нижнем расположении крыла сопротивление самолета будет на 12% больше, чем при среднем, и крыло установили посередине. Площадь небольшой консоли крыла была вполне сравнима с площадью вертикального оперения, и при отклонении руля направления возникал значительный момент в поперечном канале. Поэтому для обеспечения приемлемой угловой скорости кренения крылу придали большое отрицательное поперечное «V» -10°.
 
Радиус округления передней кромки крыла составлял всего 0,4 мм, а задняя кромка была острой, как нож. Чтобы предохранить их от повреждений, а обслуживающий персонал - от случайных ранений, пришлось разработать чехлы. Были также опасения, что во время полета сквозь дождь или град кромки крыла получат повреждения, но испытания их не подтвердили. Для улучшения несущих характеристик крыла во время маневрирования и на посадке его носок почти по всему размаху, мог отклоняться на 20°. Крыло также оснастили закрылками и элеронами с большой хордой и малым размахом. По расчетам аэродинамиков коэффициент подъемной силы крыла без отклоненной механизации составлял 0,65, тогда как с механизацией он увеличивался до 1,3-1,4.
 
На самолете применили систему сдува пограничного слоя (СПС), которая позволяла затянуть срыв потока на верхней поверхности закрылка, что давало возможность безопасно отклонять их на большие углы. В результате посадочную скорость удалось уменьшить на 20%, а посадочную дистанцию - почти на 25%. Сжатый воздух для работы системы отбирался от компрессора двигателя и выдувался на верхнюю поверхность закрылка. Начало открытия клапана, пропускавшего воздух в систему, совпадало с отклонением закрылков на 15°. Его полное открытие соответствовало отклонению закрылка на 45°. F-104 станет первым серийным истребителем, оснащенным СПС.
 
Во время продувок в аэродинамической трубе обнаружилась проблема изгибно-крутильного флаттера тонкого крыла. Для выбора необходимых параметров жесткости крыла Джонсон решил провести серию натурных экспериментов. Идеальным вариантом была бы серия полетов с разными крыльями экспериментального Х-7, но это оказалось невозможно, потому что военные активно использовали самолет в программе разработки беспилотного перехватчика Bomarc. Тогда Джонсон придумал другой оригинальный и дешевый способ. Он распорядился изготовить несколько масштабных моделей XF-104 с разными конфигурациями аэродинамических поверхностей, а для их запуска использовать авиационные 127-мм неуправляемые ракеты HVAR. Но частным компаниям боевые ракеты не продавали.
 
Тогда Джонсон обратился за помощью к командованию ВВС, и военные передали «Локхид» 400 ракет, предназначенных для отправки на войну в Корею. Решение было не однозначным, и в ответ на критику один из генералов сказал: «Ничего не случится, если одно утро наши летчики не постреляют ракетами». Модели оснащались датчиками, а их поведение в полете фиксировалось кинокамерами, установленными в головной части ракет. Пуски позволили с высокой степенью достоверности исследовать практически весь спектр нагрузок в различных полетных режимах. В конечном итоге, флаттер был побежден. Большую роль в борьбе с этим явлением играли концевые топливные баки, масса и форма которых препятствовала развитию колебаний крыла. Именно поэтому на боевых F-104 Starfighter наличие баков или ракет на концах крыла во время полетов стало почти обязательным условием.
 
Конструкторы решили применить Т-образное хвостовое оперение. В этом случае стабилизатор работал как концевая шайба, что позволило уменьшить площадь киля. Все оборудование и топливные баки размещались в фюзеляже. В носовой части установили РЛС, далее находилась кабина летчика, за ней - отсек с оборудованием. Все свободное пространство фюзеляжа занимали топливные баки и встроенное пушечное вооружение. Внутренний запас топлива составлял около 2720 л. В подвесных баках находилось еще 1280 л. При этом расчетная дальность полета доходила до 1800 км.
 


 
Кто на сайте
Сейчас 105 гостей онлайн

Наш канал на YouTube - подпишись!

Помощь проекту
<br>Вы можете указать любую сумму для перевода! <br>Спасибо!<br><br>

Вы можете указать любую сумму для перевода!
Спасибо!

руб.
счёт 410013068691119.

Рейтинг@Mail.ru