Перспективный военно-транспортный самолёт США

Старший лейтенант-инженер запаса
Ю. Сменов

Следуя курсом агрессивных военных приготовлении, милитаристы США продолжают наращивать боевую мощь своих войск, уделяя при этом значительное внимание повышению их мобильности. С этой целью постоянно модернизируются имеющиеся, а также создаются новые, более совершенные военно-транспортные самолеты. Например, в настоящее время по финансируемой командованием ВВС США программе AMST (Advanced Medium STOL Transport) ведется разработка перспективного среднего военно-транспортного самолета с укороченным взлетом и посадкой.

По мнению американских специалистов, такие самолеты должны частично заменить состоящие на вооружении тактические военно-транспортные самолеты С-130 "Геркулес" (кроме последней модификации С-130Н) и хорошо сочетаться по возможностям боевого применения со стратегическими военно-транспортными самолетами С-5А "Гэлекси", а также с транспортными самолетами и вертолетами армейской авиации. Перспективный самолет предусматривается использовать для выполнения широкого круга задач: перевозки войск и военных грузов, выброски парашютного десанта со средних и малых высот, выполнения поисковых и спасательных операций.

В соответствии с программой AMST ВВС США в ноябре 1972 года подписали контракт с самолетостроительными фирмами "Боинг" (95,2 млн. долларов) и "Макдоннелл-Дуглас" (85,9 млн. долларов) на проведение на конкурсной основе НИОКР и постройку опытных образцов самолетов. Каждая фирма должна построить по два опытных образца военно-транспортного самолета и провести их летные испытания. Самолет, разрабатываемый фирмой "Боинг", получил обозначение YC-14, а фирмой "Макдоннелл Дуглас" - YC-15.

В 1974 году командование ВВС увеличило стоимость контрактов до 105,9 млн. и 100,3 млн. долларов соответственно и установило новые сроки начала летных испытаний опытных самолетов. Первый полет самолета YC-14, ранее намеченный на ноябрь 1975 года, перенесен на август 1976 года, а самолета YC-15 - на апрель 1976 года.

В рамках подписанных контрактов фирмы получили относительно широкую свободу действий в выборе материалов и поиске конструктивных решений при условии, что проектные тактико-технические характеристики должны быть выдержаны в пределах 3-4 % заданных по программе. По завершении работ фирмы передадут самолеты в ВВС для комплексных оценочных испытаний (на авиабазе Эдвардс, штат Калифорния). Выбрать образец для дальнейшей разработки намечено в 1977 году.

Как сообщалось в иностранной печати, в случае успешного осуществления указанной программы ВВС США предполагают закупить 1000 таких самолетов. В этом случае, по расчетам американских специалистов, стоимость одного серийного самолета составит 3 млн. долларов (стоимость серийного самолета С-130 "Геркулес" 2,5 млн. долларов).

На основании исследований, проведенных при участии фирм, специалисты ВВС США разработали тактико-технические требования к создаваемому самолету; возможность взлета и посадки на неподготовленные ВПП длиной 610 м; тактический радиус действия с нагрузкой 12,2 т 740 км; перегоночная дальность полета 1800 км. максимальная полезная нагрузка 24 т; габаритные размеры грузового отсека 16,78х3,66х3,66 м; шасси, рассчитанное на вертикальную скорость посадки до 5,5 м/с и преодоление неровностей почвы высотой до 25 см.

Американские специалисты отмечают, что для выполнения первого из этих требований необходима весьма малая скорость захода на посадку - приблизительно 150 км/ч. Они считают, что достижение такой скорости, даже с использованием современных средств механизации крыла, возможно лишь при низких значениях удельной нагрузки на него (около 250 кг/м2), что соответственно требует использования крыла большого размаха. А это в свою очередь привело бы к ухудшению летных характеристик самолета на крейсерском режиме полета, утяжелению конструкции, увеличению чувствительности к порывам ветра и ограничению маневренности. Поэтому фирмы-участницы выбрали конструкцию крыла со сравнительно высокой удельной нагрузкой, но позволяющую получить высокие коэффициенты подъемной силы благодаря использованию специальных методов обдува его поверхностей.

По мнению иностранных специалистов, применение такого метода "активного" увеличения подъемной силы позволит получить в два раза большие коэффициенты подъемной силы, чем у большинства современных самолетов Это должно обеспечить новому самолету такие же характеристики, как и в случае использования крыла с низкими значениями удельной нагрузки, и одновременно уменьшить общий вес почти на 20 %

Считается, что главной особенностью конструкции нового самолета будет наличие широкого фюзеляжа, высокорасположенного крыла и мощных подъемно-маршевых турбореактивных двухконтурных двигателей (ТРДД) с большой степенью двухконтурности.

Как сообщалось в иностранной печати, самолет С-130 "Геркулес" не может перевозить многие виды военно-технического снаряжения из-за ограниченной вместимости грузового отсека (12,5x3,05х2,75 м). Широкий фюзеляж нового самолета с более вместительным грузовым отсеком должен обеспечить транспортировку крупных стандартных контейнеров и повысить коэффициент загрузки самолета. Поперечные размеры грузового отсека позволят размещать грузы в один или в два ряда в зависимости от их габаритов: армейские "джипы", например, в два, а большие автофургоны в один ряд или же грузовые контейнеры посередине отсека и солдат вдоль его бортов (рис. 1).

Пол грузового отсека будет находиться на уровне пола стандартных грузовых автомобилей. Для сбрасывания грузов на парашютах предусматривается в хвостовой части самолета иметь двустворчатую дверь и рампу.

Высокорасположенное крыло позволит использовать специальные методы увеличения подъемной силы, а также обеспечит защиту двигателей от попадания посторонних предметов при рулении, взлете и посадке самолета на неподготовленные ВПП.

В соответствии с требованиями программы подъемно-маршевые двигатели должны иметь большой тяговый КПД при малых скоростях полета и обеспечить такую тяговооруженность, которая позволила бы, например, даже двухдвигательному самолету YC-14 продолжать полет при одном отказавшем двигателе и иметь большую скороподъемность, чем у самолета С-130 со всеми четырьмя работающими двигателями.

Самолет YC-14 (фирма "Боинг") представляет собой моноплан с высокорасположенным прямым крылом, Т-образным хвостовым оперением и убирающимся трехстоечным шасси с передней стойкой. Профили самолета показаны на рис. 2.

Фюзеляж самолета цельнометаллический, полумонококовой конструкции. Он имеет работающую обшивку, продольные и поперечные силовые наборы. В фюзеляже размещен грузовой отсек с люками и погрузочной рампой. Выбранная форма хвостовой части создает незначительное аэродинамическое сопротивление на крейсерском режиме полета и в то же время обеспечивает возможность получить при высоком киле и Т-образном стабилизаторе большое плечо хвостового оперения для повышения эффективности управления по направлению и тангажу. Кроме того, она позволит исключить воздействие значительного скоса потока, связанного с мощной механизацией и обдувом крыла, на стабилизатор. С целью компенсации асимметрии тяги в случае отказа одного из двигателей на самолете используется высокий киль с трехсекционным рулем направления, имеющим большую хорду.

Рис. 1. Схема размещения грузов в грузовом отсеке самолета

Рис. 2. Профили опытного самолета YC-14

Рис. 3. Компоновка самолета YC-14 и схема обдува верхней части крыла и закрылка: 1 - входной люк экипажа; 2 - кабина экипажа. 3 - люк для выхода на фюзеляж и крыло самолета; 4 - грузовой отсек; 5 - грузовые люки и рампа; 6-двигатель; 7-отражатель струи двигателя: В-убирающиеся завехрители потока, 9-люки системы обдува; 10-трубопровод системы управления обдувом пограничного слоя; 11 -предкрылки; 12 - сверхкритическая секция крыла; 13 - закрылки; 14 - спойлеры; 15 - тележка основного шасси; 16 - агрегат системы герметизации кабины; 17 - трехсекционный руль направления; 18 -стабилизатор с двухсекционным рулем высоты

Широкое поперечное сечение фюзеляжа позволяет сделать грузовой отсек размером 14,7х3,6х3,4 м. В такой отсек можно погрузить танк М60.

Используемый на самолете сверхкритический профиль крыла, по мнению специалистов фирмы, даст возможность совершать полеты со скоростью М=0,7, Кроме того, отмечается, что высокое расположение крыла на самолете YC-14 позволит максимально использовать его несущие свойства и значительно уменьшить отрицательные влияния, вызываемые эффектом близости земли при взлете и посадке.

Крыло самолета имеет развитую механизацию. На нем устанавливаются трехсекционные закрылки, спойлеры, элероны и семисекционные предкрылки. Секции закрылков, примыкающие к фюзеляжу, и средние секции предназначены для увеличения подъемной силы крыла и управления самолетом при планировании на небольшой скорости. Внешние секции закрылков, кроме основного назначения, будут использоваться для управления самолетом по крену, то есть частично выполнять роль элеронов.

Силовая установка состоит из двух ТРДД (модульной конструкции) CF6-50D фирмы "Дженерал электрик" тягой но 23,13 т (по военной спецификации их наименование F103-GE-100). Сообщалось, что для уменьшения длины пробега самолета двигатели снабжены реверсами тяга ковшового типа, выполненными в виде отдельных агрегатов, не объединенных с соплами. По расчетам американских специалистов, величина реверсируемой тяги составит около половины общей тяги двигателя.

Для обеспечения необходимой подъемной силы в варианте самолета с укороченным взлетом и посадкой его двигатели приподняты над крылом и выдвинуты вперед для обдува части верхней поверхности крыла и внутренних секции закрылков выхлопными газами и отклонения газовых струй двигателей вниз. Этот способ увеличения подъемной силы станет существенным фактором в получении требуемых взлетно-посадочных характеристик самолета. Отклонение газовой струи двигателя вниз зависит от величины отклонения закрылков, меняющих кривизну профиля крыла. При выпуске закрылков назад и одновременно вниз выхлопные газы двигателя с большой скоростью огибают значительно искривленный профиль крыла, в результате чего обеспечивается создание большой подъемной силы при взлете самолета и возможность управления им при посадке на малых скоростях планирования по глиссаде снижения.

Американские специалисты считают, что такое размещение двигателей позволит не только обеспечить обдув верхней поверхности крыла, по также приблизить двигатели к продольной оси самолета, чтобы при отказе одного из них можно было бы надежно управлять самолетом. Дополнительным преимуществом считается значительное снижение опасности засасывания в двигатели посторонних предметов с земли в %ессе руления, взлета, посадки (особенно при включении реверса тяги), что очень важно при использовании неподготовленных аэродромов.

Компоновка самолета YC-14, схема обдува крыла и отклонения газовой струи показаны па рис. 3.

На самолете YC-14 будут установлены шасси повышенной проходи-мости, рассчитанные на преодоление препятствий высотой 0,2 м. Главные стоики шасси (с четырехколесной тележкой каждая) регулируются по высоте для обеспечения удобства при погрузке и выгрузке боевой техники. Они убираются в гондолы, расположенные по обеим сторонам фюзеляжа. Носовая стойка шасси двухколесная. Сообщается, что в варианте самолета с укороченным взлетом и посадкой шасси рассчитано на выполнение приземления с вертикальной скоростью снижения до 5 м/с; при этом перегрузка в момент приземления может достигать 0,7 g.

Поскольку самолет YC-14 предусматривается использовать в простых и сложных метеорологических условиях, значительно повышаются требования к системам управления самолетом и его навигационно-пилотажному оборудованию. По отдельным контрактам для него разрабатываются индикаторы отображения обстановки, радиоэлектронное оборудование, навигационные системы и т. д. Например, при демонстрации модели самолета YC-14 в 1974 году на авиационной выставке в Фарнборо (Великобритания) сообщалось, что на самолете будет установлена трехканальная система управления полетом, в которую, кроме агрегатов и механизмов управления, войдут бортовое вычислительное устройство фирмы "Маркопи Эллиот" и индикатор положения самолета в вертикальной плоскости.

В %ессе разработки выяснилось, что стоимость будущего серийного самолета значительно превзойдет проектную. Чтобы снизить ее, специалисты фирмы стараются упростить конструкцию и использовать ранее созданные узлы и агрегаты. Сообщается, например, что упрощение конструкции крыла позволило сократить разновидность его элементов почти на 50 %, по сравнению с конструкциями крыльев других современных самолетов. В крыле самолета YC-14 будут использоваться некоторые элементы крыльев серийных самолетов Боинг 737 и Боинг 747, Кроме того, с этой же целью киль самолета будет иметь постоянный профиль, состоящий из 12 одинаковых нервюр, руль направления - три одинаковые секции, а консоли горизонтального оперения - одинаковый силовой набор. Предпринимаются меры по снижению расходов на техническое обслуживание в %ессе эксплуатации самолета.

Специалисты фирмы "Боинг" полагают, что если их самолет пройдет по конкурсу, то стоимость одного серийного образца составит 6,75- 8,25 млн. долларов (в ценах 1973 года, при начальном заказе 300 самолетов). Они считают также, что европейские страны НАТО закажут для своих ВВС около 100 самолетов, из них до 50 - Великобритания.

По заявлению представителей фирмы, опытный самолет YC-14 разрабатывается с учетом взлета и посадки на ВПП длиной 610 м с полезным грузом 12,2 т, который он сможет транспортировать даже в случае отказа одного из двигателей. Для увеличения дальности полета на самолете предусматривается установить два подвесных топливных бака емкостью по 9500 л. В этом случае дальность его полета с грузом 12,2 т составит 6500 км.

Основные расчетные тактико-технические характеристики самолета YC-14 приведены в таблице. Для сравнения в ней указаны расчетные характеристики описываемого ниже опытного самолета YC-I5 и данные состоящего па вооружении серийного самолета С-130.

В настоящее время первый опытный образец самолета YC-14 находится на завершающей стадии сборки. В будущем фирма "Боинг", кроме основного варианта (тактического военно-транспортного самолета с укороченным взлетом и посадкой), предполагает серийно выпускать самолет-заправщик, стратегический военно-транспортный самолет и ударный самолет "Ганшип".

Сообщается, что самолет-заправщик, созданный на базе разрабатываемого самолета YC-14, будет иметь взлетный вес 120,2 т и сможет обеспечить дозаправку двух самолетов F-4 "Фантом" при дальности полета 5460 км.

Особый упор делается на создание стратегического военно-транспортного самолета. Указывается, что дальность его полета с нагрузкой 22,7 т и при крейсерской скорости полета М = 0,7 составит более 5500 км. Максимальный взлетный вес 120,2 т. По заявлению представителей фирмы, этот самолет сможет без посадки перевезти танк М60 с п-ова Лабрадор (Канада) в Великобританию.

На варианте самолета YC-14 "Ганшип" планируется установить четыре скорострельные 30-мм пушки GAU-8/A.

Самолет YC-15 (фирмы "Макдоннелл Дуглас") представляет собой свободнонесущий моноплан с высокорасположенным крылом, Т-образным хвостовым оперением и убирающимся трехстоечным шасси с передней стойкой. Профили самолета показаны на рис. 4.

Силовая установка самолета состоит из четырех ТРДД JT8D-17 тягой по 7,25 т. На серийных самолетах планируется устанавливать более мощные двигатели тягой 9-13 т. Для уменьшения длины пробега после посадки двигатели имеют устройства реверсирования тяги.

Фюзеляж самолета цельнометаллический, полумонококовой конструкции, диаметр сечения большей его части около 5,5 м. Расположенный в нем грузовой отсек имеет размер 13,7х3,54х3,44 м. В хвостовой части фюзеляжа находятся грузовые люки и откидывающаяся погрузочная рампа. Пол грузового отсека расположен на уровне пола кузова стандартного грузового автомобиля, что должно значительно облегчить погрузку и разгрузку грузов.

С целью уменьшения стоимости разработки самолета на нем используется кабина экипажа пассажирского самолета DC-10, в которой размешаются кресла двух членов экипажа. Имеется возможность установки кресла для третьего члена экипажа.

На самолете применено прямое крыло с очень толстым сверхкритическим профилем, что, но мнению специалистов фирмы, позволит самолету выполнять полеты на крейсерской скорости М=0,75 и обеспечит лучшие взлетно-посадочные характеристики при эксплуатации самолета с коротких ВПП. Кроме того, оно легче, чем стреловидное крыло такого же размаха, проще в производстве и имеет большие объемы внутренних секций, что позволит разместить в них топливные баки большей емкости.

Крыло самолета имеет мощную механизацию, которая включает большие двухщелевые закрылки (занимают 75 % размаха крыла), элероны, спойлеры и предкрылки. Для дополнительного увеличения подъемной силы на самолете используется обдув закрылков. По расчетам американских специалистов, все это позволит получить хорошие летные качества самолета при малых скоростях полета и даст возможность использования его с коротких ВПП.

Рис. 4. Профили опытного самолета YC-15

Рис. 5. Компоновка самолета YС-15 и схема обдува его закрылков: 1 - входной люк в кабину экипажа; 2 - кабина экипажа; 3 - грузовой отсек; 4 - грузовая рампа: 5 - входной люк в грузовой отсек; б - двигатель: 7 - пклон для креплении двигателя; 8 - предкрылок; 9 - отклоняющийся вниз носок крыла; 10 - сверхкритическая секция крыла; 11 - двухщелевой закрылок; 12 - механизм выпуска закрылка; 13 - спойлеры; 14 - основная тележка шасси; 15 - двухсекционный руль направления; 16 - стабилизатор с двухсекционным рулем высоты

 При использовании обдува закрылков важное значение приобретает вопрос компоновки крыла, закрылков и двигателей. На самолете YC-15 двигатели вынесены далеко вперед и расположены ниже крыла с таким расчетом, чтобы в режиме полета на крейсерской скорости выхлопные газы двигателей не ударялись об обшивку крыла, а проходили через щели закрылков даже при небольших углах их отклонения.

Для уменьшения температуры обтекающих закрылки выхлопных газов двигатели снабжены специальными соплами, обеспечивающими смешивание горячей струи выхлопных газов с окружающим воздухом и соответственно снижение температуры струи, а также уменьшение ее скорости, что должно привести к ослаблению нагрузок на конструкцию закрылков. В связи с тем что закрылки работают в условиях повышенной температуры (110-320°С), основные элементы их конструкции будут выполнены из жаропрочных материалов.

Движущийся с высокой скоростью поток, образовавшийся в результате смешивания выхлопных газов с окружающим воздухом, при выпушенных закрылках отклоняется вниз, в результате чего создается значительная подъемная сила. По мнению специалистов фирмы, это позволит, во-первых, получить вертикальное ускорение самолета без изменения его горизонтального положения и, во-вторых, достичь малой скорости захода на посадку (148 км/ч) и высокой точности приземления, что особенно важно при посадке на короткую ВПП.

Компоновка самолета и схема обдува закрылков показаны на рис.5.

Для обеспечения взлета и посадки на неподготовленную ВПП самолет имеет шасси повышенной проходимости. По конструкции оно представляет собой модифицированный вариант шасси серийного тяжелого военно-транспортного самолета С-141А и рассчитано на перегрузки при посадке па ВПП с вертикальной скоростью снижения самолета 5,5 м/с. Как и у самолета YC-14, основные стойки шасси самолета YC-15 имеют четырехколесные тележки и убираются в гондолы под фюзеляжем.

В связи с повышенными требованиями к технике пилотирования самолета для него создастся специальная система управления и индикации положения На нем планируется установить модифицированную навигационную инерциальную систему LTN-51, которая, кроме координат местоположения самолета, углов тангажа, крена и курса, будет выдавать информацию о вертикальной скорости снижения или набора высоты.
По данным зарубежной печати, сборка первого опытного самолета YC-15 завершается, одновременно собираются основные узлы планера второго самолета.

Создание в США новых военно-транспортных самолетов YC-14 и YC-15, а также разработка планов их боевого использования в будущем еще раз подтверждают агрессивную сущность империалистических кругов, которые продолжают вести подготовку к новой войне, несмотря на позитивные сдвиги в международной обстановке, достигнутые благодаря усилиям главным образом Советского Союза и других стран социалистического содружества.

Сравнительные характеристики тактических военно-транспортных самолетов YC-14, YС-15 и С-130 "Геркулес"

• Авиационная техника Сил специальных операций США