«Паразитный» истребитель МакДоннелл XF-85 «Гоблин»
Истребитель ХЕ-85 «Гоблин» в авиационном музее в Небраске. Окраска не соответствует периоду летных испытаний
Наученные горьким опытом первых поражений в тихоокеанской войне, американские военные пришли к выводу, что в определенных условиях их последним бастионом может оказаться Американский континент. Передовые аэродромы были захвачены противником, и американская авиация не могла наносить удары по его территории. В этом случае проблему возможно было решить лишь путем строительства стратегического бомбардировщика с большим радиусом действия. Так родилось техническое задание на самолет, ставший потом чудовищным шестимоторным В-36. Когда эта машина с радиусом действия около 9000 км была уже близка к завершению, выяснилось, что она не совсем вписывается в принятую концепцию применения бомбардировочной авиации: отсутствовал истребитель сопровождения, способный в течение всего полета следовать за своим подопечным. Технически создать такой истребитель было весьма непросто, он бы получился заведомо перетяжеленным и неспособным отразить атаку перехватчика. Не менее важным было то обстоя тельство, что, пролетев вместе с бомбардировщиком шесть-восемь часов, летчик уставал настолько, что становился легкой добычей для вражеских перехватчиков. Представители ВВС пришли к выводу, что проблему сопровождения В-36 можно решить лишь нетрадиционным методом. В декабре 1942 года ВВС США объявили конкурс под названием «Проект МХ-472» – эскортирование тяжелого сверхдальнего бомбардировщика. За два года комиссия ВВС рассмотрела ряд проектов, в том числе такие экзотические, как дистанционно управляемый таранный перехватчик с ПВРД. К осени 1944 года члены комиссии пришли к выводу, что оптимальным решением вопроса при существовавшем на то время уровне техники и технологии стало бы создание бортового «паразитного» истребителя, носимого в бомбоотсеке, запускаемого и принимаемого на борт с помощью специальной трапеции.
Единственной фирмой, представившей на рассмотрение комиссии достаточно серьезно проработанный проект такого самолета, была совсем молодая компания «МакДоннелл», называемая в американских авиационных кругах «Смелый маленький Мак». Несмотря на диапазон возникших проблем от весьма сложных до принципиально неразрешимых, инженеры фирмы под руководством Германа Баркли, работавшего до образования компании «МакДоннелл» на фирме «Кертисс», в короткий срок представили несколько аванпроектов, отвечающих требованиям ВВС. Были варианты как для полуутопленной, так и для внутренней подвески. К началу 1945 года представители ВВС выбрали проект, предусматривавший внутреннюю подвеску, имевший фирменное обозначение «Модель 27D». Длина самолета ограничивалась размером бомбоотсека бомбардировщика-носителя (4,88 х 3,0 м) и составляла всего 4,5 м. Самолет должен был нести нормальное истребительное вооружение – 4 крупнокалиберных пулемета – и по спецификации мог быть выпущен и принят носителем в течение полутора минут на высоте от 10 тыс. до 12 тыс. м.
Конструкция фюзеляжа нового самолета – цельнометаллический полумонокок из алюминиевых сплавов длиной 4,32, шириной 1,27 и высотой 2,0 м. Все оборудование, вооружение и топливные баки устанавливались внутри его, так как крыло было очень тонкое, имело сложную конструкцию и узел складывания у самого корня. Крыло имело стреловидность 37° по передней кромке и отрицательное поперечное V 3°. Турбореактивный двигатель «Вестингауз» J-34WE-22 с максимальной тягой 1361 кг был установлен в носовой части фюзеляжа для того, чтобы сдвинуть вперед центр тяжести самолета, благодаря чему увеличивалось плечо хвостового оперения. От двигателя к срезу сопла шла выхлопная труба длиной 1,32 м. Двигатель и трубу покрывал слой фибергласовой ваты, укутанный алюминиевой фольгой для уменьшения теплоотдачи. Кроме того, снаружи двигатель обдувался воздухом, отбираемым из воздухозаборника.
«Гоблин» на транспортировочной тележке. Обратите внимание на конструкцию крюка
При скорости набегающего потока более 250 км/ч двигатель авторотировал, так что прокрутки турбокомпрессора при старте не требовалось. Зажигание обеспечивалось аккумулятором Виллард ВВ 206/V.
Было рассмотрено несколько вариантов подцепки истребителя к носителю, в том числе с помощью длинного троса с петлей на конце, после захвата которой истребитель просто втягивался в бомбоотсек. Но ввиду нежесткости троса могло произойти столкновение подтягиваемого истребителя с носителем. Чтобы избежать этого, в качестве приспособления для подцепки была выбрана жесткая трапеция сложной конструкции, уводящая паразитный истребитель далеко от фюзеляжа носителя и сводящая на нет риск столкновения.
Подцепочное приспособление, установленное на истребителе, представляло собой убираемый стальной крюк с подпружиненной предохранительной скобкой. Отсоединение от носителя осуществлялось поворотом головы крюка. Привод уборки – электрический. Система подвески была спроектирована на основе аналогичного устройства, установленного в тридцатых годах на дирижаблях «Акрон» и «Мэкон». В выпущенном положении голова крюка находилась над передней частью фонаря кабины в поле зрения пилота.
В фюзеляже были установлены весовые аналоги четырех пулеметов «Кольт – Браунинг» М-3 калибром 12,7 мм и боезапаса в 300 патронов на ствол. Амбразуры оружия на прототипах были закрыты накладками. Предусматривалась установка кинофотопулемета. Впоследствии пулеметы планировалось заменить 20-миллиметровыми пушками «Форд-Понтиак» М-39. Перезарядка оружия осуществлялась пневмосистемой с отбором воздуха от компрессора двигателя.
Кабина самолета имела объем всего 0,74 куб. м. – ничтожно малый даже для такого «карлика». Тем не менее были предусмотрены обогрев, герметизация и наддув – не надо забывать, что рабочий потолок В-36 первых моделей уже составлял 13 000 м. Сверх того, имелись система подачи кислорода высокого давления и баллончик с запасом кислорода для дыхания летчика после аварийного покидания самолета. Система спасения летчика представляла собой один из первых вариантов катапультируемого кресла, Т-4Е, с наклоном спинки 33°. Из-за тесноты его не смогли сделать регулируемым по высоте, пришлось сделать регулируемыми педали и пулеметный прицел.
Натурный макет «Гоблина» и штанги для его причаливания
Приборная доска несла необходимый минимум приборов: навигационные – индикаторы автоматического радиокомпаса (АРК) и гирокомпаса; пилотажные – указатель воздушной скорости, альтиметр и акселерометр; приборы контроля двигателя – указатели оборотов турбокомпрессора, температуры турбины, топливомер и указатель давления топлива. Имелся также указатель давления в кабине. Чтобы при катапультировании летчик не повредил ног, приборная доска должна была отстрелиться вместе с фонарем кабины.
Из радиооборудования на серийном «паразитном» истребителе должны были быть установлены радиокомпас AN/APN-61 и УКВ- радиостанция AN/ARC-5, чья антенна должна была размещаться в фибергласовой законцовке верхнего левого киля. Впрочем, на прототипах за ненадобностью радиооборудование отсутствовало.
«Гоблин», подвешенный под «Монстро»
Вся электропроводка на самолете для обеспечения пожарной безопасности была упрятана в несгораемые рукава и коробы. В подвесном крюке и в обечайке воздухозаборника имелись разъемы для подключения внешнего электропитания.
Топливная система на прототипах состояла из одного подковообразного протектированного топливного бака емкостью 435 л, опоясывавшего двигатель. Обеспечивалась работа двигателя на полной мощности в течение 20 минут и еще 32 минуты – на крейсерской. Максимальная продолжительность полета составляла 1 час 17 минут. На серийных самолетах предполагалось установить еще два 113-литровых крыльевых бака-отсека и 95-литровый бак в гаргроте. Все баки имели систему заполнения инертным газом. Кроме того, самолет был снабжен углекислотной системой пожаротушения.
Крыло – двухлонжеронный кессон, складное. Узлы складывания находились в самом его корне и имели шпилечные замки выпущенного и сложенного положения с электромеханическим приводом.
Система управления по крену – без гидроусилителей, элероны обычного типа, с аэродинамической компенсацией и регулируемыми в полете триммерами. В отличие от нее, управление по каналу тангажа было организовано весьма своеобразно – путем дифференцированного отклонения четырех расположенных крестообразно рулевых поверхностей. В основе закона их отклонения лежал тот же принцип, что и у самолетов с V-образным оперением: при даче ручки они отклонялись в одну сторону, а при педалировании – в разные. В канале управления хвостовыми поверхностями был установлен оригинальный дифференцирующий механизм. Рули также были снабжены триммерами, регулируемыми в полете, что было особенно важно, гак как центровка самолета по мере выработки топлива сильно менялась.
Перед летными испытаниями из-за явно недостаточной площади вертикального оперения и его малого плеча на обоих прототипах установили по два дополнительных неподвижных киля – сверху и снизу хвостового конуса – ддя повышения путевой устойчивости.
Под фюзеляжем имелся гидравлически-отклоняемый щиток – аэродинамический тормоз, управлявшийся ползуном, расположенным на РУДе. При превышении максимально разрешенной воздушной скорости в 900 км/ч он отклонялся автоматически.
Автоматические предкрылки отклонялись при падении воздушной скорости ниже 297 км/ч. Привод – электромеханический, через червячную пару.
По просьбе представителя ВВС на самолет поставили примитивные посадочные приспособления, чтобы избежать повреждений при посадке на землю. Это были сильно выдававшаяся вперед лыжа-рессора, гнутая из стальной полосы, для предотвращения капотирования, и две маленькие стальные пяты на концах крыла.
Деревянный макет истребителя, получившего официальное наименование ХР-85 (с июня 1948 года – XF) «Гоблин», и подвесная трапеция для него были продемонстрированы представителям заказчика 2 июня 1946 года. 8 июня ВВС заказали два прототипа самолета и один планер для статических испытаний. Все они не имели вооружения и радиоэлектронного оборудования. В конце 1946 года построенный в кратчайшие сроки и с большой тщательностью прототип «Гоблина» номер 1 (серийный номер 46-523) был доставлен с опытного завода фирмы «МакДоннелл» в Сент-Луисе, Миссури, на авиабазу Моффетт-Филд в Калифорнии для продувок в аэродинамической трубе НАСА. Но при перевозке его постигла большая неудача – во время погрузки на трейлер плохо застропленный самолетик сорвался и рухнул с высоты трех метров на бетон. Была сильно повреждена носовая часть, топливный бак и двигатель. Первый «Гоблин» вернули в Сент-Луис для ремонта. Испытания решили продолжить на втором прототипе (серийный номер 46-524).
Программа подвесного истребителя фирмы «Мак- Доннелл» вызвала столь большой интерес у представителей заказчика, что фирме «Конвэр» было дано указание оборудовать все бомбардировщики В-36, начиная с 23-го серийного самолета, трапецией для «Гоблина». Кроме того, десять процентов этих бомбардировщиков должно было быть выпущено в варианте «чистых» воздушных авианосцев с тремя-четырьмя «паразитными» истребителями на борту. Первая серия «Гоблинов» должна была насчитывать 100 машин, имелся проект переделки F-85 в носимый самолет-разведчик – комбинация, воплотившаяся в системе FICON, разведчике Рипаблик F-84F, базирующемся в бомбоотсеке носителя GRB-36.
В начале 1948 года продувки были завершены. В их результате выяснилось, что предкрылки малоэффективны, а крюк в выпущеном состоянии резко, на 75 процентов, понижает путевую устойчивость из-за того, что открытый колодец для его уборки действует на большой скорости как пластина, поставленная поперек потока. Угол отклонения предкрылков увеличили, крюк зафиксировали в выпущеном положении, а его колодец закрыли обтекателем. После всех доработок самолет доставили на авиабазу Мюрок Драй-Лейк, где его дожидался переоборудованный в носитель бомбардировщик ЕВ-29 с собственным именем «Монстро».
«Гоблин» в авиационном музее
Этот самолет некоторое время стоял на вооружении, правда, ни разу не принимал участия в боевых действиях. На момент переделки в носитель для «Гоблина» он налетал всего 180 часов. Главной переделкой было расширение заднего бомбоотсека и установка складной трапеции фирмы «Мак- Доннелл». Эта конструкция, кроме петли подвески, имела подъемный хомут, в опущенном состоянии охватывавший носовую часть «Гоблина» и не допускавший его раскачивания. В выпущенном положении трапеция уходила вниз на 3,2 м. В заднем бомбоотсеке оборудовали герметизированный пост управления трапецией и рядом с ним «зал ожидания» – место, где пилот истребителя ждал сигнала занять свое место в кабине. Во время отцепкиподцепки оператор держал с пилотом «Гоблина» связь по маломощной УКВ-рации.
Для фотографирования и киносъемки процесса выпуска и приема на борт «Гоблина» на нижней поверхности крыла носителя установили фотоаппараты и кинокамеры. Для повышения заметности хвостовую часть «Монстро» выкрасили в ярко-желтый цвет, а на крыло сверху и снизу нанесли широкие черные и желтые полосы. Для того чтобы при взлете висящий в полуутопленном положении под хвостовым бомбоотсеком истребитель не задел случайно за поверхность ВПП, хвостовая опора-пята «Монстро» была удлинена. Из-за недостаточного клиренса бывшего бомбардировщика загрузка «Гоблина» осуществлялась через яму наподобие гаражной. Сначала истребитель на тележке загонялся в нее, затем «Монстро» наезжал на нее сверху и, опустив трапецию, осуществлял подцепку.
Единственным летчиком-испытателем, задействованным в программе испытаний «Гоблина», был шеф-пилот фирмы «Мак- Доннелл», в прошлом летчик ВМС США Эдвин Скош. В начале июня 1948 года были проведены первые полеты «Монстро» с «Гоблином» на борту. Эд Скош настаивал на проведении отцепки и самостоятельного полета уже при втором подъеме, он с первого взгляда буквально влюбился в новый самолет и поверил в него, и, похоже, «Гоблин» отвечал ему взаимностью; несмотря на большое количество нештатных ситуаций в ходе испытаний, ни одна из них не закончилась трагически.
В ходе первых полетов были произведены проверки и пробные запуски двигателя «Гоблина», была разработана предполетная процедура: сначала «Гоблин» опускали на трапеции вниз, летчик должен был выйти через воздушный шлюз из загерметизированного «зала ожидания», по узкой, ничем не огороженной металлической дорожке пройти от шлюза до кабины истребителя, который к тому времени опять втягивали в отсек, без всякой стремянки залезть внутрь, закрыть фонарь и только после этого почувствовать себя в относительной безопасности. В бомбовом отсеке В-36 дело обстояло бы несколько проще, ведь он был закрыт снизу створками, но на «Монстро» их не было, и путь от «зала ожидания» до кабины был не только сложен, но и опасен.
«Гоблин» в первом самостоятельном полете
Первый полет «Гоблина» состоялся 23 августа 1948 года. Отцепка была произведена на высоте 6100 м при скорости около 320 км/ч. Летчик провернул голову подвесного крюка, истребитель просел метров на 40, пока двигатель выходил на режим, а затем перешел в активный полет. В течение десяти минут Эд Скош занимался проверкой летных данных «Гоблина» в диапазоне скоростей от 290 до 400 км/ч. Потом он попытался причалить к трапеции – безрезультатно; как оказалось, для точного выдерживания скорости система управления двигателем была слишком малочувствительной. Кроме того, турбулентность за опущенной трапецией отжимала самолетик вниз. Летчик же столкнулся с трудностью определения расстояния до уха трапеции, по его собственному признанию, «глазомер отказал полностью, иногда мне казалось, что я закрыл один глаз». Не помогали и попытки ориентироваться по полосам на крыле и хвосте «Монстро». Во втором заходе «Гоблин» из-за большой разницы в скоростях ударился фонарем о трапецию и разбил его. Летчик, потерявший кислородную маску и шлем, с почти полностью выработанным топливом был вынужден сесть в пустыне на лыжу-рессору. Пробег составил 400 м, при посадке самолет повреждений не получил. По результатам этого полета был сделан вывод о недостаточной управляемости в канале тангажа.
Для улучшения управляемости были увеличены угол отклонения руля высоты, а также площадь триммера тангажа. Для дополнительной проверки всех систем 11 и 12 октября «Монстро» дважды поднимал «Гоблин» в воздух без отцепки от трапеции, а 14 октября состоялся второй самостоятельный полет. После отцепки Скош произвел на истребителе целый каскад эволюций, проверяя маневренность, скороподъемность, разгонные характеристики и устойчивость на курсе. По комплексу ЛТХ «Гоблин» превосходил любой истребитель своего времени. Основным его достоинством была высокая тяговооруженность – порядка 0,8 с половинным запасом топлива. В сороковые годы о таком значении тяговооруженности приходилось только мечтать из-за малой тяги, прожорливости и большого веса тогдашних реактивных двигателей.
Таким образом, «Гоблин» по скороподъемности и разгонным характеристикам стоял на голову выше своих современников. Но стал проявляться и дурной нрав, присущий нечистой силе: самолет был довольно сложен в пилотировании, что делало его недоступным для летчиков средней квалификации. Кроме того, даже после добавления двух больших килей над и под хвостовой частью фюзеляжа устойчивость на курсе была недостаточной из-за того, что оба киля находились в аэродинамической тени фюзеляжа, и самолет в пикировании был склонен к колебаниям типа «голландский шаг».
По окончании второго полета Скош успешно причалил самолет к трапеции с первого захода, но это был аттракцион сродни «русской рулетке», подцепка прошла успешно лишь благодаря везению.
На следующий день состоялось еще два полета, оба раза «Гоблин» пристыковывался к «Монстро», но в отчете Скош отметил, что подцепке мешает вихревая дорожка, тянущаяся за опущеной трапецией. 22 октября после очередного полета Скош после трех безуспешных попыток пристыковаться был вынужден сесть в пустыне.
XF-85, подвешенный под носитель. Вид из монтажной ямы
Помочь истребителю могли только хорошо продуманные и теоретически просчитанные меры. В Институте Вашижтона второй прототип «Гоблина» продули в аэродинамической трубе. Было принято решение о модернизации обоих прототипов на заводе в Сент-Луисе. Там на самолеты установили обтекатели нижней части крюка, призванные согласно расчетам нейтрализовать влияние его выпуска на путевую устойчивость. Ухо крюка удлинили на 15 см. На концах крыла были установлены стреловидные кили. В конце зимы 1948/49 годов самолеты вернулись на базу Мюрок Драй-Лейк.
8 марта 1949 года второй прототип «Гоблина» совершил свой восьмой полет, затем к программе был подключен первый прототип (бортовой номер 46-523). В первом же полете его постигла неудача – из-за сильного бокового ветра при запуске самолет рыскнул, обломав крюк и сильно повредив трапецию, которую после этого инцидента не смогли убрать. Скош приземлился в пустыне, как обычно, без проблем. Его мнение о модернизированном истребителе было весьма положительным.
Еще около месяца ушло на ремонт трапеции, и 8 апреля состоялся последний полет «Гоблина». Отношение ВВС к программе было уже весьма прохладным, и Эд Скош постарался выжать из самолета максимальные значения характеристик. Но подцепка опять не состоялась, и испытателю снова пришлось сажать истребитель в пустыне.
Схема FX-85A «Гоблин»
Тактико-техническая характеристика самолета XF-85 «Гоблин»
Размеры, м:
размах крыла 6,435
длина самолета 4,53
высота строительная 2,56
Полетная масса, кг 2194
Двигательная установка один ТРД Вестингауз J-34WE-22, тяга 1361 кгс
Летные данные:
максимальная скорость на высоте 4000 м 860 км/ч
макс. скороподъемность 42 м/с
практический потолок 15 520 м
нормальный боевой радиус ок. 350 км
В мае 1949 года программу XF-85 аннулировали. Напрасно представители фирмы и летчик-испытатель доказывали, что у носимого истребителя во время испытаний было выявлено меньше недостатков, чем у любого другого прототипа боевого самолета. Основные неприятности происходили от неудобообтекаемой ферменной трапеции, в спутной струе от которой легкий маленький самолет нещадно бросало из стороны в сторону. Фирма «МакДоннелл» в инициативном порядке в очень короткий срок представила ВВС проект трапеции с выпускной телескопической штангой, захватывающей крюк «Гоблина» в двадцати метрах под самолетом-носителем вне зоны турбулентности и затем подтягивающей его к основному захвату. Прорабатывались также и варианты развития «Гоблина» – самолет со стреловидным крылом и скоростью, соответствующей М = 0,9, и трансзвуковой самолет с дельтавидным крылом. Но эти проекты так и остались на ватмане.
Известны также и другие попытки создать бортовой «паразитный» истребитель, но в отличие от проекта фирмы «МакДоннелл», к ним подходили как к заведомо обреченным на неудачу.
С появлением систем дозаправки в воздухе нужда в них сама собой отпала. На программу «Гоблина» было потрачено 3 млн. 211 тыс. долларов, и даже самые закоренелые скептики были вынуждены признать, что «МакДоннелл» справилась с проблемой лучше всех. Слабым местом был не сам самолет, а условия его запуска и причаливания.
В отличие от большинс тва прототипов оба «Гоблина» уцелели, видимо, благодаря своей оригинальной, весьма симпатичной внешности. Оба они в 1950 году были куплены у фирмы авиационными музеями: первый прототип приобрел передвижной частный музей, впоследствии, в свою очередь, передавший самолет в Музей ВВС США в Дейтоне, Огайо, а второй попал в экспозицию Музея стратегического авиационного командования на авиабазе Оффут в штате Небраска.