XF-84H — самый шумный истребитель в мире

В конце 40-х – начале 50-х годов американские авиаконструкторы бились над проблемой дальности полёта своих истребителей. Одним из путей её решения представлялось оборудование самолётов турбовинтовыми двигателями — более экономичными, чем турбореактивные. Реализовать эту идею попытались специалисты фирмы «Рипаблик», и на свет появился истребитель XF-84H.

К началу 50-х годов истребительная авиация ВВС США почти завершила переход на реактивную технику. Поршневые «Мустанги» и «Тандерболты» сохранялись, главным образом, в Национальной гвардии, а в регулярных ВВС безраздельно властвовали турбореактивные F-80 и F-84, и начиналось освоение «Сейбров». Высокие скоростные качества этих машин должны были обеспечить им преимущество в воздушном бою над любым противником, но у них имелся и существенный недостаток — «прожорливость» ранних турбореактивных двигателей (ТРД), существенно ограничивавшая дальность полёта.

Компенсировать этот недостаток пытались двумя способами: применением подвесных топливных баков (ПТБ) либо дозаправкой в воздухе. Впрочем, дозаправка в воздухе в тогдашней тактической авиации применялась лишь при перегоночных перелётах, и то весьма ограниченно. ПТБ тоже не были идеальным решением: они мало подходили для истребителей-бомбардировщиков, поскольку занимали место на внешних узлах подвески, тем самым снижая боевую нагрузку.

Флотский рецепт

Если ВВС к началу 50-х годов однозначно сделали выбор в пользу реактивных самолётов, то в морской авиации ситуация была иной. Реактивные истребители только вступали в строй, а палубные штурмовики и патрульные самолёты берегового базирования оборудовались исключительно поршневыми двигателями. Причины этого были очевидны: для самолётов, действующих над морем, ключевое значение имеют дальность и продолжительность полёта (а для палубных самолетов — ещё и меньшая посадочная скорость винтовых машин по сравнению с реактивными). Однако к тому времени уже стало ясно, что авиационные поршневые двигатели исчерпали свой потенциал развития. В поисках альтернативы морские авиаторы обратились к турбовинтовым двигателям (ТВД), более экономичным, чем ТРД, но лёгким и мощным по сравнению с поршневыми моторами.

Наибольшие надежды в США связывали с изделием фирмы «Аллисон» — ТВД ХТ40, способным развить мощность порядка 6000 л.с. (в поздних модификациях даже превысившую 7000 л.с.). Им предполагалось оснастить большинство перспективных флотских самолётов: палубные штурмовики «Дуглас» XA2D-1 «Скайшарк» и «Норт Америкэн» XA2J-1 «Сэвидж», патрульную летающую лодку «Конвэр» XP5Y-1, истребители вертикального взлёта и посадки «Конвэр» XFY-1 «Пого» и «Локхид» XFV-1. ХТ40 являлся спаркой двигателей Т38, приводивших через общий редуктор винт (или же два соосных винта). Одиночный Т38 имел 19-ступенчатый компрессор и 4-ступенчатую турбину.

Флотские идеи пришлись по вкусу и командованию ВВС — ТВД были сочтены вполне подходящими для истребителей-бомбардировщиков. Такие самолёты по определению действуют на небольших высотах, высокая скорость для них не столь важна, а вот большие дальность и продолжительность полёта (то есть время нахождения над целью), а также большая боевая нагрузка являются ключевыми параметрами.

В 1951 году американские ВВС и флот сумели преодолеть извечный антагонизм, начав совместную программу строительства турбовинтового истребителя-бомбардировщика с высокими лётно-тактическими характеристиками. Эта машина должна была соединить в себе лучшие черты самолётов турбореактивных (высокие скорость полёта и скороподъёмность) и винтовых (большая дальность полёта, низкая посадочная скорость, небольшие разбег и пробег). Планировалось изготовить четыре прототипа, из них три — для ВВС, и один — для морской авиации. Впрочем, «роман» ВВС и ВМС оказался недолгим: к весне 1952 года флот отказался от участия в совместном проекте. К тому времени стало ясно, что внедрение на авианосцах мощных паровых катапульт и угловых палуб позволит без особых проблем эксплуатировать сравнительно тяжёлые реактивные самолёты, обладающие высокими взлётными и посадочными скоростями.

Проект

Создание турбовинтового истребителя-бомбардировщика поручили именитой фирме «Рипаблик Авиэйшн», в портфолио которой имелись такие известные самолёты, как Р-47 «Тандерболт» и F-84. От последнего изделия, точнее, от его модификаций — истребителя-бомбардировщика F-84F «Тандерстрик» и разведчика RF-84F «Тандерфлэш» — турбовинтовой истребитель-бомбардировщик перенял общую аэродинамическую концепцию и ряд узлов. Это позволило разработчикам существенно сэкономить время и средства.

Шеф-конструктором нового самолёта, получившего фирменное обозначение АР-46, назначили Джозефа Фримена. Машина представляла собой одноместный свободнонесущий среднеплан цельнометаллической конструкции со стреловидным крылом и убирающимся трёхстоечным шасси с носовой опорой. Ряд узлов, в частности, крыло (с механизацией, включавшей элероны, щелевые закрылки и предкрылки), пилотскую кабину и шасси, без изменений позаимствовали у F-84F.

Далее конструкторам пришлось потрудиться. Поскольку носовую часть фюзеляжа занял винт, воздухозаборники двигателя перенесли в корневые части консолей крыла. Такое же решение было применено ранее на RF-84F, но на АР-46 воздухозаборники имели гораздо меньшее сечение. Хвостовое оперение пришлось кардинально переделать. Киль по сравнению с F-84F был более высоким и изменённой формы. Чтобы вынести цельноповоротный стабилизатор из завинтового воздушного потока, его переместили на верхушку киля. За пилотской кабиной установили небольшой треугольный аэродинамический гребень. Основные стойки шасси убирались в крыло по направлению к фюзеляжу, а носовая — в фюзеляж назад. Пилотская кабина закрывалась трёхсекционным фонарём с откидывающейся вверх средней секцией, выполненной из цельного листа оргстекла.

Более длинный, чем у F-84F, фюзеляж спроектировали заново. В целом он напоминал увеличенную «Аэрокобру» Р-39: турбовинтовой двигатель ХТ40А-1, развивавший мощность 5850 л.с., разместили за кабиной пилота, а редуктор — в носовой части. Поскольку ХТ40 являлся спаркой двигателей Т38, он соединялся с редуктором двумя шестиметровыми валами, проходившими под кабиной.

Крайне трудным оказалось создание воздушного винта, способного реализовать огромную по тем временам мощность ТВД. Единственной фирмой, взявшейся за это задание, оказалась «Аэропродактс». Её изделие оказалось весьма необычным: трёхлопастный винт имел сравнительно небольшой диаметр (3,66 м), но очень широкие лопасти (их ширина достигала четверти размаха). Винт АР-46, вероятно, был первым в мире сверхзвуковым винтом: на максимальных оборотах законцовки его лопастей двигались со скоростью 1,18 М. Кроме тяги, производимой винтом, двигатель ХТ40 обеспечивал дополнительную тягу выхлопа 5,77 кН. Наконец, двигатель имел ещё и форсажную камеру — АР-46 стал единственным в мире винтовым самолётом, оборудованным таким устройством (правда, в полёте форсажная камера так и не была опробована). Согласно расчётам, после включения форсажа мощность ХТ40 должна была достичь 7400 л.с. Для серийных турбовинтовых истребителей фирма «Аллисон» разрабатывала ещё более мощный двигатель YT54-A-1, способный развивать мощность 7500 л.с. без форсажа.

Вверху хвостовой части фюзеляжа располагался привод электрогенератора — вспомогательная воздушная турбина, в полёте автоматически выдвигавшаяся в поток. По бокам хвостовой части находились щитки аэродинамических тормозов. Запас топлива был весьма солидным: с учётом подвесных топливных баков он мог достигать 1700 галлонов (6435 л). При этом расчётная дальность полёта составляла 2355 миль (3791 км).

Как и подобает истребителю-бомбардировщику, АР-46 должен был нести широкий ассортимент боевой нагрузки на внешних узлах — различные бомбы и неуправляемые ракеты, а также уже упоминавшиеся подвесные топливные баки общей массой до 4000 фунтов (1814 кг). Весьма необычным должно было стать встроенное вооружение: по проекту оно включало лишь один пулемёт Т45 калибра 0,6 дюйма (15,24 мм) с боекомплектом 1200 патронов (рассматривался также вариант с тремя такими пулемётами). Впрочем, ни на одном из построенных прототипов вооружение не устанавливалось.

Постройка и испытания

В мае 1952 года макет АР-46 был одобрен представителями ВВС, но выдачи заказа на постройку опытных экземпляров пришлось ждать более полугода — соответствующий контракт подписали только 15 декабря. Контракт предусматривал постройку двух прототипов с серийными номерами 51-17059 и 51-17060 и бортовыми FS-059 и FS-060 (ранее эти номера были зарезервированы за серийными F-84F). Поначалу новый истребитель собирались назвать XF-106, но вскоре переименовали в XF-84H: у конгрессменов было гораздо проще добиться выделения средств на модификацию уже существующего самолёта, чем на создание нового. Вся программа создания XF-84H получила шифр МХ-2347.

Лётные испытания первого прототипа XF-84H начались на авиабазе Эдвардс 22 июля 1955 года. «Путёвку в небо» самолёту дал лётчик-испытатель фирмы «Рипаблик» Генри Дж. Биэрд. Результаты лётных тестов оказались провальными. Самолёт преследовали многочисленные технические проблемы, вызванные необычной винтомоторной установкой: сильно вибрировал длинный вал винта, заедал механизм изменения шага винта (это затрудняло полёт, а в ряде случаев делало его и вовсе невозможным). Инженерам «Аллисона» пришлось признать, что их изделие — двигатель ХТ40 — является "монстром, кошмаром механиков…» Достаточно сказать, что для осуществления предстартовых процедур, включая прогрев двигателя и проверку его гидравлических и электрических систем, требовалось целых полчаса.

Своеобразной визитной карточкой XF-84H и его серьёзнейшим недостатком был невероятный шум, источником которого была винтомоторная установка. Законцовки лопастей винта XF-84H двигались со сверхзвуковой скоростью, что создавало ударные волны, буквально бившие по барабанным перепонкам наземного персонала. Штатные защитные наушники не помогали — находясь даже на расстоянии нескольких сотен метров от XF-84H с включённым двигателем, люди испытывали недомогание и головокружение, случались обмороки и даже приступы эпилепсии. Звук, производимый винтомоторной установкой, был слышен с расстояния 35 км, поэтому XF-84H считается самым шумным самолётом в истории авиации. Персонал аэродрома дал ему подходящее прозвище — «Тандерскритш», что можно перевести как «Вопящий гром». Язвительные механики, полной мерой ощутившие на себе акустическое воздействие самолёта, на этом не остановились — они заявляли, что если XF-84H и не преодолел звуковой барьер, то уж «шумовой барьер» точно превысил.

Два прототипа выполнили в общей сложности всего 12 полётов, причём 11 из них на счету Г. Дж. Биэрда. К программе пытались подключить второго лётчика-испытателя фирмы «Рипаблик», но тот после первого же полёта наотрез отказался садиться в кабину «Вопящего грома». Немудрено, ведь 11 из 12 полётов завершились аварийной посадкой из-за неполадок, и лишь один оказался полностью удачным. На первом прототипе удалось выполнить восемь полётов (включая единственный удачный), второй же поднимался в воздух лишь четыре раза, и каждый раз полёт приходилось прерывать из-за неполадок.

Результаты испытаний оказались разочаровывающими. Вопреки утверждениям оптимистов, считавших, что XF-84H сможет разогнаться до 1158 км/ч, превысив скорость звука, «Тандерскритш» смог развить скорость всего 837 км/ч, не дотянув даже до официального плана (1078 км/ч на высоте 3048 м). Оказалось, что на подходе к околозвуковой скорости эффективность винта резко снижается. Повысить её можно было за счёт увеличения угла установки лопастей, но это вело к увеличению сопротивления винта — получался замкнутый круг. Несмотря на это, XF-84H оставался самым быстрым турбовинтовым самолётом до появления советского Ту-95.

9 октября 1956 года программу МХ-2347 пришлось официально закрыть. ВВС ещё некоторое время не оставляли идею применения ТВД на истребителе (в составе комбинированной силовой установки (с ТРД) на самолёте «Макдоннелл» XF-88B «Вуду»), но в итоге от неё отказались. Турбовинтовые двигатели, успешно эксплуатируемые на бомбардировщиках, транспортных и патрульных самолётах, оказались непригодными для истребителей. Второй прототип XF-84H сдали в утиль, а первая машина несколько десятилетий украшала въезд на авиабазу Мидоус-Филд (после демилитаризации — аэропорт Кирн-Каунти) возле города Барксфилд (штат Калифорния). В феврале 1999 года её передали в Национальный музей ВВС США в Дейтоне (штат Огайо).

Тактико-технические характеристики истребителя ХF-84H*

Размах крыла, м	10,21
Длина самолёта, м	15,69
Высота самолёта, м	4,69
Площадь крыла, кв. м	30,75
Масса, кг:
пустого самолёта нормальная взлётная максимальная взлётная	7888 10 433 13 472
Максимальная скорость, км/ч	1078
Крейсерская скорость, км/ч	734
Время набора высоты 10 688 м, мин	12
Потолок, м	10744
Дальность полёта, км:
нормальная (с топливом во внутренних баках) максимальная (с подвесными топливными баками)	1652 3791

* в таблице приведены расчётные характеристики скорости, скороподъёмности, потолка и дальности полёта.

---

Литература:

1. Харук А. «Вопящий гром» // Авиация и космонавтика, 2010, №1
2. Ginter S. Republic XF-84H Thunderscreech, 2015
3. Holder Bill. Lost Fighters: A History of U.S. Jet Fighter Programs That Didn't Make It?, 2006
4. Jenkins D., Landis T. Experimental & Prototype U.S. Air Force Jet Fighters. – Specialty Press, 2008