В феврале 1957 года, вскоре после неудачной войны с Египтом за Суэцкий канал, министр обороны Великобритании Дункан Сандис представил парламенту "Белую книгу обороны", в которой излагалась новая военная доктрина.

Не в силах предотвратить развал колониальной империи и обвиняя в этом Москву, он считал войну с СССР неизбежной и надеялся выиграть ее одним ракетно-ядерным ударом, потому новые кораб¬ли, танки и боевые самолеты ему больше не были нужны. Однако атомных ракет с достаточной дальностью у Англии пока не было, а стратегические бомбардировщики "Вэлиент", "Виктор" и даже новейший "Вулкан" не имели шансов в противоборстве с новыми советскими перехватчиками МиГ-21 и Су-9.

Еще хуже обстояли дела с тактическими носителями ядерно¬го оружия. Министерство финансов продвигало идею замены устаревших бомбардировщиков "Канберра" самолетами Блекберн "Буканир" S.1, способными лететь на высоте 60 м со скоростью до 1040 км/ч. Но заместитель начальника штаба Королевских Воен¬но-воздушных сил Великобритании (RAF) маршал Таддл упорно отказывался брать такой самолет на вооружение, потому что этот самолет не мог с баз в ФРГ и Скандинавии достичь основных целей на территории СССР 17 июня 1958 года Таддл подал в Парламентский комитет по исследованиям в области оборонной политики свой проект тактико-технических требований GOR.339 к тактическому бомбардировщику. Не желая окончательно ссориться с могущественными лордами из Казначейства ее величества и продвигавшим ракетную доктрину Министерством обороны, он заявил, что за скромную сумму в 35 миллионов фунтов стерлингов к 1965 году может быть сделан "последний английский боевой самолет". И как в воду глядел...

Тридцать первого января 1958 года к участию в конкурсе проектов были приглашены фирмы "Авро", "Блекберн", "Бристоль", "Виккерс", "Де Хевиленд", "Инглиш Электрик", "Фэйри", "Хендли Пейдж" и "Шорт". Хотя прибыль ожидалась небольшая (ох уж эта скупость Казначейства!), заказ GOR.339 вызвал ажиотаж.

Люди, которые в то время заправляли в Министерстве обороны и в Казначействе ее Величества, видели в новом заказе возможность сократить чересчур длинную очередь за кусками военного бюджета путем объединения частных производителей вооружения, которых за годы мировой войны развелось слишком много, в концерны. Руководству "Инглиш Электрик" и "Виккерс" намекну¬ли, что если они согласятся на слияние, да еще возьмут двигатели фирмы "Бристоль Энжинс" вместо заложенных в первоначальный проект перспективных ТРДФ разработки "Роллс-Ройс", то смогут рассчитывать на некоторые преференции.

Это было предложение, от которого невозможно отказаться - и процесс пошел: в 1963 году "Инглиш Электрик", "Виккерс-Арм¬стронг", "Бристоль" и "Хантинг-Персиваль" объединились в контролируемый государством концерн "Бритиш Аэроспейс" (British Aerospace Co, сокращенно ВАС). Вскоре за ними последовали и остальные.

Министерство сдержало слово, мало того, в ноябре 1958 года оно добилось увеличения сметы вдвое за счет других программ, но и новые технические требования OR.343 стали жестче. Они оговаривали круговое вероятное отклонение при сбросе атомной бомбы не более 200 м, установку РЛС, способной выделить такую цель, как танк и вести самолет в режиме автоматического огибания рельефа. Была введена функция разведки, причем кроме фотоаппаратов всех типов и видов установки надо было иметь и радар бокового обзора, дающий четкое изображение местности, сооружений и техники на ней. Хотя самолет оставался тактическим, ему стали придавать стратегическое значение как единственному элементу британской военной машины, способному хотя бы теоретически поразить цель за "железным занавесом", в глубине территории Советского Союза.

Нацеленный в будущее

Как и было обещано директорату "Инглиш Электрик", в основу лег проект Р17А Главного конструктора Ф. Пейджа, уже знакомого постоянным читателям НиТ по перехватчику "Лайтнинг" (см. №2 и 3 за 2009 г.)

Новый самолет долгое время не имел определенного названия, пока ему не присвоили шифр TSR.2. С точки зрения аэродинамики, конструкции, силовой установки, технологии производства, состава оборудования и вооружения, по сравнению с тем же "лай- тнингом" это была машина уже совершенно нового поколения. "Главным калибром" должны были стать две самонаводящиеся ракеты с ядерной боевой частью, которые планировалось подвешивать под крыло. Однако баллистический снаряд "Скайболт", разрабатывавшийся совместно с американцами, был слишком велик, ракет меньшей размерности пока не было даже в проекте и единственным вариантом оставалась атомная бомба "Ред Берд" килотонного класса.

Зато поставщики авионики обещали обеспечить полную автономность прицельно-навигационного комплекса (ПрНК) и автоматическое попадание атомной бомбой, сброшенной на околозвуковой скорости с высоты 60 м в круг радиусом 200 м с вероятностью не ниже 50%. Основа ПрНК, инерциальная система, определяла местоположение самолета не менее 2-5 раз в секунду, а точность счисления пути повышалась за счет коррекции от доплеровского измерителя скорости и сноса. Штурман для восстановления ориентировки мог использовать режим "замораживания изображения", которое давал радиолокатор бокового обзора. Его антенны рас¬полагались по обоим бортам и обеспечивали картографирование местности в полосе 18-180 км в зависимости от требуемого качества изображения. Пилотирование с момента начала набора высоты и до точки принятия решения о посадке, в т.ч. полет по сложному маршруту в режиме огибания рельефа местности и применение оружия или включение разведоборудования в заданной точке могла выполнять автоматическая система управления. Взаимодействие оборудования, вооружения, спецсистем и исполнительных механизмов системы управления обеспечивал цифровой компьютер "Вердан", разработанный в США для палубного бомбардировщика А-5 "Виджилент".

Правда, все электронные приборы, как и исполнительные механизмы систем, работа¬ли только с аналоговыми сигналами, и для интеграции их и ЦВМ пришлось установить на борту множество аналого-цифровых и цифро-аналоговых преобразователей.

Радиолокаторы бокового обзора работали в О-диапазоне и да¬вали кроме картинки на индикаторе в кабине еще и изображение местности с высоким разрешением на фотопленке. На специальной лазерной установке его можно было посмотреть в виде объемной голограммы или распечатать. Для обзора и фиксации изображения местности в передней полусфере можно было использовать основную РЛС или телевизионный прицел, который мог увеличивать изображение и "видеть" в сумерках. В полной темноте включалась станция лазерной разведки с линейным сканированием, а днем работали три плановых оптических фотоаппарата FХ126 - все это оборудование размещалось в съемном контейнере в бомбоотсеке. Наконец, в носу самолета на оба борта "смотрели" два перспективных аэрофотоаппарата F95.

Все это оборудование и вооружение могло применяться с предельно малых высот, и конструкция была рассчитана на такие полеты. Например, алюмосиликатное лобовое стекло фонаря кабины могло выдержать столкновение с птицей весом в 11 фунтов (около 5 кг) на околозвуковой скорости и имело систему, которая смывала следы разбивавшихся о его поверхность насекомых.

Новые подходы к выбору пропорций и компоновке агрегатов позволили обойтись без эффектной, но сложной в производстве "осиной талии", которую диктовало проектировщикам фюзеляжей известное правило площадей. Кроме того, поджимать фюзеляж в соответствии с этим правилом часто надо было именно там, где удобно было бы разместить бомбоотсек и баки, а значит, их объем уменьшится. Если отказаться от поджатия, то аэродинамическое сопротивление самолета увеличится, но вредную добавку можно компенсировать за счет тонкого крыла с малым удлинением и высокой нагрузкой на метр площади, а также за счет экономичных двигателей.

Двигатели истребителя "Лайтнинг" Роллс-Ройс "Эйвон" Mk.301R имели хорошую высотность и на форсаже, и без дожигания. Первоначально Пейдж ориентировался на их дальнейшее развитие RB.142, но по условиям контракта он был обязан взять двигатели Бристоль "Олимп". Его особенностью была впервые примененная англичанами двухвальная схема. Газогенератор со¬стоял из двух каскадов - воздух поступал в компрессор низкого давления (КНД), вращавшийся на сравнительно малых оборотах, проходил первый цикл сжатия и попадал в компрессор высокого давления (КВД), обороты которого были больше. Горячие газы из камеры сгорания также раскручивали две турбины - первая вращала КВД, а вторая, на которую попадал газ, уже частично потративший свою энергию на 1-м каскаде турбины, приводила в движение КНД. Вал этого каскада проходил внутри более короткого вала каскада высокого давления. Для получения максимальных коэффициентов полезного действия компрессора и турбины требуется оптимизация их скоростей вращения, что и давала двухвальная схема с независимыми "медленным" каскадом низкого давления и "быстрым" высокого. Идея выглядела замечательно просто, но фирма возилась с двигателем "Олимп" с 1947 года, только в 1957 году наконец-то начались поставки первых модификаций "Олимпа" для самолетов "Вулкан", а теперь взлетную тягу надо было увеличить более чем вдвое, а на режиме максимальных скоростей - в четыре-пять раз!

"Бристоль" спроектировал модификацию "Олимп" Мк.320 (B.ОI.22R), которая фактически была новым двигателем. В ней был переделан газогенератор, появились система впрыска воды на взлете, форсажная камера, эжекторное сопло и электронная аналоговая система управления, интегрированная с САУ самолета. Такие кардинальные меры позволяли решить проблему тяги и расхода топлива, но разработка двигателей затянулась, а когда в декабре 1962 года первый опытный двигатель B.Ol.22R поставили на летающую лабораторию, в качестве которой использовали переоборудованный бомбардировщик "Вулкан", при выруливании для производства испытательного полета опытный двигатель взорвался.

В турбине высокого давления возникали резонансные колебания из-за чрезвычайно сложно поддающегося не то что расчету, а даже простому замеру полей температур и давлений взаимодействия горячего потока газов из камеры сгорания и охлаждающего лопатки воздуха. Для устранения этого опасного явления пришлось многократно переделывать и сопловой аппарат камеры сгорания, лопатки и систему подачи холодного воздуха, действуя "методом научного тыка", что занимало очень много времени и стоило чрезвычайно дорого.

В 1964 году, когда первый опытный самолет был почти готов, во время стендовых испытаний разрушился вал одного из каскадов двигателя. В полете это неизбежно привело бы к пожару, так как обломки полетели бы туда, где на TSR.2 были топливные баки и магистрали гидравлики. Валы и опорные подшипники пришлось снова менять, но фирма не могла отказаться от наиболее спорного решения - корпуса компрессора типа "колокол".

Согласно законам газодинамики, сечение канала компрессора должно постоянно сужаться, а длина лопаток - уменьшаться, т.е. самый большой диаметр и самые длинные лопатки должны быть на входном каскаде, а самый маленький диаметр и самые короткие лопатки - на последнем, за которым находится камера сгорания. Конструкторы фирмы "Бристоль" пошли по самому простому пути, сделав сужающийся наружный корпус компрессора, тогда как в СССР, например, предпочитали делать расширяющийся главный вал. Это привело к целому ряду проблем с прочностью и корпуса, и вала, а также к возникновению опасных резонансных явлений. У любого компрессора есть обороты, на которых его собственные колебания совпадают с колебаниями, возникающими под действием проходящего потока воздуха. Но если в цилиндрическом корпусе неизбежные резонансные явления сравнительно слабы, то корпус типа "колокол" испытывает мощнейший скачок нагрузок. Ко всему прочему "колокол" дал свою добавку в шумовой спектр, сделав "Олимп" самым голосистым английским авиадвигателем. Однако существенная экономия массы и отсутствие времени на создание нового двигателя не давали возможности заменить его.

Но задержка с силовой установкой не была единственной причиной срыва сроков начала испытаний. К концу 1962 года была готова лишь часть агрегатов и систем, на остальные завод концерна ВАС в городе Вэйбридж даже не получил чертежи, хотя послед¬ний пакет документации должен был поступить еще 30 июля 1960 года.

Причиной была как сложность новой работы, так и изменения, которые продолжали вноситься в задание и после начала рабочего проектирования, что вынуждало по нескольку раз делать уже выполненную работу. Еще в ходе проектирования Р.17 конструкторы "Инглиш Электрик" разработали оригинальные основные опоры шасси с двумя колесами, расположенными в тандем на каждой из стоек. Но когда в спецификацию ввели требование работы с грунтовых аэродромов длиной до 1300 м, пришлось спешно переделывать шасси под колеса низкого давления и менять параметры амортизаторов. Под них надо было увеличить ниши, что было особенно сложно в зоне мотоотсеков.

Новые требования к взлетно-посадочным характеристикам от¬разились и на крыле. Главными критериями, которые определили его геометрию, были достижение сверхзвуковых скоростей как у земли, так и на большой высоте, а также сохранение статической и динамической устойчивости во всем диапазоне чисел Маха, в том числе и в полете на предельно малых высотах, где самолет подвержен воздействию сильных вертикальных потоков нагрето¬го или холодного воздуха. Первоначально конструкторы выбрали треугольное крыло с высокой удельной нагрузкой и малым удлинением, однако получить заданные длины разбега и пробега с ним не вышло и перешли к трапециевидному крылу. Его площадь пришлось увеличить, а прибавку сопротивления компенсировали за счет уменьшения относительной толщины профиля до 4%.

Увеличение хорд концевой части консолей позволило всю за¬днюю кромку занять необычно развитым для сверхзвукового самолета двухщелевым закрылком, хвостовая секция которого на посадке опускалась на угол 50 градусов, а срыв потока при таком значительном отклонении предотвращала система сдува погранслоя.

Дополнительную подъемную силу удалось получить также за счет придания верхней и нижней поверхностям фюзеляжа от крыла и до сопел двигателей почти плоской формы с небольшим скруглением в углах. Эта добавка могла бы быть и больше, если бы удалось реализовать подкрыльевой воздухозаборник, который был заложен в проект Р.17А. Но отсутствие опыта проектирования подобных входных устройств и вынужденное увеличение длины двигателя заставило переделать воздухозаборник по типу французских самолетов "Мираж".

Расчетные скорости отрыва и касания земли снизились, но вместо элеронов пришлось поставить дополнительные секции закрылков, а необычно широкий диапазон центровок, высот, скоростей и перегрузок и без того создавал серьезные проблемы разработчикам системы управления. Тонкое крыло не позволяло заменить элероны интерцепторами, тогда был введен режим диф¬ференциального отклонения цельноповоротных консолей горизон¬тального оперения.

Расчеты показали, а продувки в аэродинамической трубе под¬твердили, что на посадке на треугольных консолях оперения из-за влияния крыла возникает срыв потока и оно теряет свою эффек¬тивность. Устранить это явление удалось лишь путем установки на стабилизаторе неких аналогов закрылков - плоскостей, которые отклонялись в ту же сторону, в которую и само цельноповоротное оперение при работе в качестве руля высоты.

В полете на сверхзвуковой скорости длинный фюзеляж созда¬вал сложную систему скачков уплотнения, которая мешала рулю направления перераспределять давление по всей поверхности вертикального оперения и создавать достаточный демпфирующий или управляющий момент. Восстановить нормальное управление в канале рыскания удалось только сделав весь киль цельноповорот¬ным. Аналогично пришлось поступить и американцам при проекти¬ровании самолета А-5, а позже - и ОКБ Туполева на стратегичес¬ком бомбардировщике Ту-160.

Но теперь на определенных режимах эти моменты стали избы¬точными - и самолет становился динамически неустойчив. Опас¬ную раскачку по крену устранили, отогнув законцовки крыла вниз, что понижало устойчивость по крену и рысканию, а также делало управление "мягче". Четыре независимых гидросистемы, две основных и две ава¬рийных электросистемы обеспечивали двойное резервирование всех каналов управления, выпуска шасси и торможения, везде был предусмотрен и аварийный механический резерв. Все оборудова¬ние было спроектировано по принципу "безопасного отказа", т.е. даже одновременный выход из строя многих его компонентов не проводил к появлению аварийной ситуации на борту.

Для отработки чрезвычайно сложной системы управления TSR.2 пришлось создать стенд полунатурного моделирования, на котором были установлены кабина экипажа с комплектной САУ и все поверхности управления, а нагрузки на них задавались спе-циальными силовыми приводами, которые управлялись внешней вычислительной машиной, рассчитывавшей "параметры полета" в каждый момент времени. Этот стенд в дальнейшем использовал¬ся в качестве тренажера летчиками-испытателями и строевыми пилотами, которых уже начали готовить к переучиванию на новый разведчик-бомбардировщик....