В поисках возможности совместить несовместимое — хорошие скоростные качества и большую дальность полёта — конструкторы фирмы «Конвэр» спроектировали истребитель сопровождения с комбинированной силовой установкой, включавшей турбореактивный и турбовинтовой двигатели. В итоге эта машина так и осталась опытной, но применённые в ней технические решения заслуживают внимания.
На рубеже 1943/1944 годов в США стартовала разработка эскортного истребителя, предназначенного для сопровождения бомбардировщиков В-29 «Суперфортресс» в налётах на Японские острова. Три фирмы, участвовавшие в конкурсе, предложили свои подходы к созданию такой машины. Главной проблемой являлось обеспечение большой дальности полёта при одновременном сохранении скоростных и манёвренных качеств, присущих истребителю. Если конструкторы «Норт Америкэн» попытались выжать всё, что возможно, из поршневых двигателей, а фирма «Белл» сделала ставку на турбореактивные, то специалисты «Конвэр» увидели выход в применении комбинированной силовой установки.
Проектирование ХР-81 осуществлял Чарльз Ирвин, руководитель конструкторского бюро бывшего предприятия «Валти» в Доуни (штат Калифорния). Собственно, ХР-81 стал «лебединой песней» «Валти» и единственным двухмоторным самолётом, спроектированным этим конструкторским бюро перед закрытием. Дело в том, что в марте 1943 года состоялось слияние фирм «Валти Эйркрафт» и «Консолидейтед Эйркрафт», породившее «Консолидейтед Валти Эйркрафт», более известную как «Конвэр». В новом концерне ведущим разработчиком и производителем самолётов стало прежнее предприятие «Консолидейтед», а КБ «Валти» ликвидировали.
Особенности конструкции
Проект под фирменным обозначением «модель 102» являлся одноместным свободнонесущим низкопланом, отличавшимся чистыми аэродинамическими формами. Самолёт получился немаленьким: его размеры примерно соответствовали истребителю Р-38, а по массе он даже превосходил «Лайтнинг», приближаясь к Р-61 «Блэк Уидоу» — самому тяжёлому американскому истребителю времён Второй мировой.
Фюзеляж ХР-81 имел полумонококовую конструкцию. Кабина пилота была герметичной, её закрывал двухсекционный каплевидный фонарь с неподвижным козырьком (его плоская часть изготавливалась из бронестекла) и сдвижной верхней частью. В кабине установили катапультное кресло — «побочный продукт» программы разработки истребителя «Валти» ХР-54.
Крыло — однолонжеронное прямое, трапециевидное в плане, с ламинарным профилем, устанавливалось с заметным положительным V. Механизация состояла из щелевых закрылков и элеронов, занимавших весь размах задней кромки. Хвостовое оперение — классическое, свободнонесущее, трапециевидной формы, с аэродинамическим гребнем перед килем на фюзеляже. Шасси трёхстоечное с носовой опорой, привод уборки — электрический. Носовая стойка убиралась в фюзеляж под пилотской кабиной назад по направлению полёта, основные — в крыло.

flickr.com
Главной «изюминкой» «модели 102» стала силовая установка, состоявшая из двух новейших двигателей разработки концерна «Дженерал Электрик» (их доводка велась параллельно с испытаниями ХР-81). В носовой части самолёта установили турбовинтовой двигатель (ТВД) TG-100 (военное обозначение XT31). Через редуктор он приводил во вращение четырёхлопастный винт-автомат фирмы «Аэропродактс» диаметром 3,66 м. В хвосте самолёта установили турбореактивный двигатель I-40 (XJ33). Воздух к турбовинтовому двигателю поступал через узкую кольцевую щель между коком винта и капотом двигателя, а турбореактивный двигатель (ТРД) имел два небольших воздухозаборника сверху фюзеляжа, над крылом. Топливная система была единой, поскольку оба двигателя работали на авиационном керосине, и состояла из трёх баков общей ёмкостью 752 галлона (2847 л), расположенных в фюзеляже за кабиной пилота. Ещё два 1355-л топливных бака можно было подвесить под крылом, доведя общий запас топлива на борту самолёта до 5557 л.
Стрелковое вооружение ХР-81 монтировалось стандартно для американских истребителей Второй мировой войны — в крыле, что позволяло вынести пулемёты за пределы зоны ометания воздушного винта и избежать необходимости применения синхронизаторов. Стандартным был и состав вооружения: шесть 12,7-мм пулемётов М2. Правда, конструкторы предусмотрели возможность замены всех или части пулемётов 20-мм пушками Т31. Под крылом вместо топливных баков можно было подвесить две 1600-фунтовые (726-кг) авиабомбы. Характерно, что конструкторы не предусмотрели возможности подвески 127-мм неуправляемых ракет, ставших к концу войны практически стандартным оружием американских поршневых истребителей. Вероятно, ХР-81 всё-таки пришлось бы адаптировать под ракеты, если бы машину приняли на вооружение.
Испытания и доводка
В начале 1944 года эскизный проект истребителя «модель 102» был одобрен военными, и 18 января ВВС заказали два прототипа ХР-81 (серийные номера 44-91000 и 44-91001). Изготовление первой машины заняло ровно год: её выкатили из заводского цеха в январе 1945 года. Конфигурация истребителя не соответствовала проекту. Дело в том, что турбовинтовой двигатель ХТ31 к тому времени ещё не был готов, его первый запуск на наземном стенде (в полной конфигурации) состоялся лишь в мае 1945 года. В качестве временного решения на самолёт установили поршневой мотор «Паккард» V-1650-7 мощностью 1510 л.с. Он был тяжелее ТВД и развивал меньшую мощность, к тому же, пришлось переделывать топливную систему: для «Паккарда» керосин не годился. В итоге ХР-81 обзавёлся подкрыльевыми бензобаками довольно необычной коробчатой формы. ТРД XJ33-GE-5, установленный на прототипе, также был довольно «сырым», так как принадлежал к предсерийной партии (лётные испытания XJ33 велись на прототипе истребителя «Локхид» ХР-80А с июня 1944 года).

flickr.co
Полуразобранный «Силвер Буллет» («Серебряная пуля» — так прозвали ХР-81 работники завода в Доуни) перевезли в испытательный центр ВВС на авиабазе Мюрок-Филд. Здесь машину привели в лётное состояние, и 7 февраля 1945 года она впервые поднялась в воздух, пилотируемая лётчиком-испытателем фирмы «Конвэр» Фрэнком Дэвисом.
Несмотря на то, что в конфигурации с поршневым двигателем ХР-81 весил на добрых полтонны больше, чем предусматривалось проектом, а «Паккард» выдавал на треть меньшую мощность, чем та, которую рассчитывали снять с ХТ31, лётные характеристики самолёта оказались вполне приличными. Первый прототип развил максимальную скорость 743 км/ч на высоте 9144 м, а потолок составил 10 820 м. Управляемость и манёвренность также были хорошими, правда, отмечалась некоторая продольная неустойчивость (для её устранения пришлось увеличить высоту киля примерно на 40 см). Вооружение на прототипе пока отсутствовало, но можно было рассчитывать, что с установкой штатного турбовинтового двигателя самолёт будет полностью соответствовать тактико-техническим требованиям.

prototypes.free.fr
В сентябре 1945 года первый прототип ХР-81 перегнали на заводской аэродром в Доуни, где на него, наконец, установили ТРД XT31-GE-1. Подкрыльевые бензобаки сняли, в них отпала необходимость. Затем самолёт автомобильным транспортом доставили в Мюрок, и 21 декабря 1945 года он поднялся в воздух. ХР-81 стал первым американским самолётом, летавшим с турбовинтовым двигателем.

flickr.com
Машина показала максимальную скорость 792 км/ч, существенно больше, чем с временным поршневым мотором, но меньше расчётных 816 км/ч. Дело в том, что из XT31-GE-1 вместо расчетных 2300 л.с. удалось выжать лишь 1650 л.с. Частично это удалось компенсировать большей, чем рассчитывали, тягой ТРД XJ33-GE-5: 16,69 кН вместо 16,02 кН. К тому же, эксплуатация XT31-GE-1 сопровождалась и другими проблемами: вибрацией винта и утечками масла. На фотографиях того времени заметны потёки масла, покрывавшие верх крыла ближе к фюзеляжу.

flickr.com
На втором прототипе ХР-81, дата облёта которого неизвестна, изначально установили турбовинтовой двигатель. Кроме того, в конструкцию внесли некоторые изменения для устранения недостатков, вскрывшихся при испытаниях первой машины. Для улучшения путевой устойчивости применили киль увеличенной высоты с закруглённой законцовкой, а также небольшой дополнительный подфюзеляжный аэродинамический гребень. Для устранения вибрации установили новый винт фирмы «Гамильтон Стандарт». Кроме того, по рекомендации специалистов NACA переделали воздухозаборники турбореактивного двигателя.

flickr.com
Успешные испытания первого прототипа, пусть и во временной конфигурации, вызвали приступ оптимизма у командования ВВС. Вскоре после облёта ХР-81 была заказана дюжина предсерийных самолётов YP-81, получивших номера от 46-508 до 46-519. На этих машинах предполагалось установить серийные турбореактивные двигатели J33-A-19 фирмы «Аллисон» (она выкупила права на двигатель XJ33 у концерна «Дженерал Электрик»), а также более мощные турбовинтовые двигатели «Дженерал Электрик» TG-110 (XT41). Кроме того, следовало внести ряд других изменений, например, для улучшения центровки сдвинуть крыло на 25 см назад. Однако в металле предсерийную партию так и не воплотили: сказалось изменение стратегической обстановки на Тихоокеанском театре военных действий. В августе 1945 года, когда результат войны ни у кого не вызывал сомнений, а турбовинтовой двигатель для ХР-81 всё ещё не был готов, заказ на YP-81 отменили.

flickr.co
Два прототипа ХР-81 продолжали испытания, окончательно программу закрыли лишь 9 мая 1947 года, обошлась она в 4,6 млн долларов. Общий объём налёта двух машин составил всего 90 часов (в том числе 42 часа в 69 полётах с турбовинтовым двигателем). Впоследствии с самолётов (их обозначение в 1948 году сменили с ХР-81 на ZXF-81) сняли всё оборудование, пригодное для дальнейшего использования, а выпотрошенные планёры установили на полигоне близ авиабазы Мюрок. В отличие от многих других самолётов, ZXF-81 повезло: кто-то решил, что уникальные машины достойны лучшей участи, чем быть расстрелянными на полигоне. Оба экземпляра забрали в Музей лётных испытаний, созданный на авиабазе Эдвардс (так в 1949 году переименовали Мюрок). Сейчас ZXF-81 находятся в запасниках Национального музея ВВС США на авиабазе Райт-Паттерсон (штат Огайо). Предполагается, что в будущем один из них будет восстановлен и займёт своё место в экспозиции.
Попытка ВВС США обзавестись истребителем с комбинированной силовой установкой потерпела фиаско. Теоретически ХР-81 вполне можно было «довести до ума», но надобность в таком самолёте отпала. Проблему обеспечения большой дальности полёта истребителей военно-воздушные силы США успешно решили путём внедрения систем дозаправки топливом в воздухе. Стоит упомянуть и флотский опыт: ВМС США приняли на вооружение (хоть и в небольшом количестве) палубный истребитель с комбинированной силовой установкой «Райян» FR-1 «Файрболл». Впрочем, эта машина отличалась меньшей степенью технического риска: «Файрболл» изначально проектировался под установку проверенного поршневого двигателя и нового ТРД, а на ХР-81 оба двигателя были новыми.
|
ХР-81 с двигателем V-1650-7 |
XP-81 с двигателем XT31-GE-1 |
---|---|---|
Размах крыла, м |
15,39 |
15,39 |
Длина самолёта, м |
13,67 |
13,61 |
Высота самолёта, м |
4,22 |
4,11 (2-й прототип – 4,32) |
Площадь крыла, кв. м |
39,48 |
39,48 |
Масса, кг: |
||
пустого самолёта нормальная взлётная максимальная взлётная |
6214 9276
|
5786 8845 11 181 |
Максимальная скорость, км/ч: |
||
у земли на высоте 9144 м |
743 |
769 792 |
Крейсерская скорость на высоте 7620 м, км/ч |
|
443 |
Скороподъёмность, м/с |
|
26,92 |
Время набора высоты 9144 м, мин |
|
7,0 |
Потолок, м |
10 820 |
14 326 |
Дальность полёта, км |
|
4023 |
Литература:
- Darling K. American X & Y Planes. Vol. 1. – Crowood Press, 2009
- Jenkins D., Landis T. Experimental & Prototype U.S. Air Force Jet Fighters. – Specialty Press, 2008
- Wieliczko L.A. Convair XP-81 i Bell XP-83 – pierwsze odrzutowe myśliwce eskortowe USAAF // Lotnictwo. – 2011. – №11
- Харук А. Истребитель сопровождения «Конвэр» ХР-81 // Арсенал-коллекция. – 2014. – №1
Комментарии к данной статье отключены.