И. Кудишин - Раритеты американской авиации

С целью снижения стоимости на самолете использованы передняя стойка шасси и носовая часть фюзеляжа самолета Нортроп F-5A, основные стойки шасси, силовые приводы, аварийный генератор и топливные баки от самолета «Дженерал Дайнмикс» F-16, гидравлические фильтры от самолета «Грумман» Е-2С.

Шасси трехопорное, с одноколесными стойками оснащено масляно-пневматическими амортизаторами фирмы «Менаско», колесами и пневматиками фирмы «Гудрич». Все стойки убирались поворотом вперед.

Воздухозаборники самолета – боковые, плоские. Двигатель «Дженерал Электрик» F404-GE-400 имел двухвальную схему и степень двухконтурности 0,34. Сопло – сходящееся-расходящееся имело сверхзвуковую скорость истечения реактивной струи. Топливо размещалось в двух мягких баках в фюзеляже и в баках- отсеках в корневой части крыла. Самолет также оснащался ВСУ, которая обеспечивала привод аварийных генераторов и гидронасоса.

На Х-29 была установлена цифровая электродистанционная система управления (ЭДСУ) с трехкратным резервированием фирмы «Ханиуэлл». Самолет изначально имел статически неустойчивую компоновку, что позволяло ему весьма интенсивно маневрировать. ЭДСУ обеспечивала искусственную устойчивость самолета, осуществляя согласованное отклонение ПГО, элеронов и фюзеляжных щитков.

Радиоэлектронное оборудование включало в себя пространственно-курсовую систему Литтон LR-80 и прочее навигационное оборудование, связную аппаратуру «Магнавокс» AN/ARC-164 дециметрового диапазона, систему опознавания «Теледайн» RT-1063В/АРХ-101V. На втором самолете была установлена инерциальная навигационная система.

Первый полет первого самолета состоялся 14 декабря 1984 года. Эта машина использовалась для первичной оценки летных и пилотажных характеристик самолета с КОС. Корреспонденты, широко освещавшие начало программы новой экспериментальной машины, были в восторге от необычного внешнего вида Х-29: привыкшим к виду реактивных самолетов с крылом прямой стреловидности дилетантам казалось, что маЩина летит задом наперед. Максимальная интенсивность полетов первого самолета достигала четырех полетов в день; в среднем проводилось восемь полетов в месяц. В полете достигались угол атаки 22,5°, скорость, соответствующая числу М=1,47, максимальная высота 15 500 м, перегрузка 6,4 (80% расчетной максимальной эксплуатационной) при выполнении форсированных разворотов. Расчетными режимами являлись полеты со скоростью, соответствующей числам М = 0,9 и М= 1,2 на высоте 9145 м.

Сборка первого Х-29. Обратите внимание на надпись «U.S. AIR FORCE», доставшуюся этому самолету от серийного F-5A

Испытания показали, что применение КОС может обеспечить улучшение на 20% характеристик самолета на околозвуковых скоростях (при М = 0,9). По заявлению летчика-испытателя Г. Уокера, объединение различных технических усовершенствований на самолете Х-29 привело к уменьшению на 35% лобового сопротивления при числе М = 0,9, аэродинамическое качество оказалось на некоторых режимах на 30 – 40% выше, чем у обычных американских истребителей с крылом прямой стреловидности. На дозвуковых скоростях характеристики были лучше на 15% в сравнении с прогнозировавшимися на основе продувок в трубах и расчетов на ЭВМ. Испытания показали, что КОС может выдерживать колоссальный скоростной напор без возникновения дивергенции.

Для обеспечения безопасности полета было предпринято снижение требований к пилотажным характеристикам самолета и разработана система управления полетом с большими запасами по расчетным критериям. В результате на начальном этапе испытаний комментарии летчиков были неблагоприятными: «Это истребитель с поведением в полете, как у бомбардировщика». Указывалось на несоразмерность усилий на ручке управления, требовались большие усилия и расходы ручки для выхода на большие углы и скорости тангажа. Реакция по тангажу была вялой с чрезмерным демпфированием и возможностью забросов, но реакция по крену оценивалась как плавная и предсказуемая. Правда, при выполнении боковых маневров отмечались забросы и по крену, тенденция к раскачке самолета летчиком.

Изменения, внесенные в программное обеспечение ЭДСУ, позволили снизить вдвое ход ручки в продольном направлении и уменьшить усилия на ручке по тангажу. В результате реакция самолета по тангажу значительно улучшилась: по отзывам Ч. Йигера, участвовавшего в программе Х-29, самолет стал больше похож на истребитель, не превосходный в пилотировании, но безусловно лучший, чем ранее. Доводка ЭДСУ оказалась одной из главных проблем и отняла много времени: ежегодно разрабатывалось в среднем 4 – 5 модификаций, внесение которых иногда приводило к большим перерывам в графике осуществления программы.

Самолет Х-29 N1 в полете

Самолет Х-29 N1 на посадке

Осенью 1988 года первый самолет Х-29 прошел серию испытаний для оценки боевой маневренности в рамках программы ВВС, предусматривающей разработку базы данных, которая позволила бы количественно определять и сопоставлять параметры маневренности самолетов.

Второй самолет Х-29, впервые взлетевший 18 мая 1989 года, использовался для исследований границы маневренности при полете на больших углах атаки. На нем было достигнуто довольно высокое значение утла атаки – 67 град. Потенциальный заказчик – ВВС США – производил оценку пригодности схемы «утка» с КОС и схемы с тремя поверхностями управления по тангажу – ПГО, рулевыми поверхностями крыла и фюзеляжными щитками для военных самолетов. Оценивалась способность самолета с КОС достигать высокой угловой скорости разворота и эффективности управления по крену на больших углах атаки. Самолет сохранял хорошую управляемость на углах атаки до 45 град.

Высказывались предложения по применению первого самолета Х-29 для экспериментального исследования ламинарного обтекания КОС, установке на самолет осесимметричного сопла с управляемым вектором тяги, дооснащению его системой управления вихрями в носовой части и разработке усовершенствованных методов и алгоритмов управления полетом, но впоследствии от использования Х-29 для проведения указанных испытаний было решено отказаться. Эти исследования осуществлялись на других машинах (Х-31, модифицированных F-16, F-18 и F-15). Также не были реализованы высказывавшиеся одно время предположения о создании боевого самолета с КОС. Причины этого заключаются в том, что аэродинамические преимущества от использования КОС, с точки зрения американцев, оказались не столь высоки, как ожидалось – отмеченная выше положительная оценка самолета Х-29 летчиком-испытателем носила скорее всего рекламный характер. В то же время в ходе реализации программы отмечались большие трудности при разработке ЭДСУ для самолета с КОС из-за сложности устранения перекрестных связей при управлении. Наконец, за время разработки и испытаний Х-29 сменились и акценты в требованиях к новым боевым самолетам: на первый план вышли пониженная заметность боевого самолета и сверхзвуковая крейсерская скорость полета при сохранении достаточно большой максимальной скорости. При установке КОС максимальные скоростные качества ухудшаются из-за повышенного волнового сопротивления на сверхзвуке.

Неосуществленный проект самолета F-16 с КОС

Все проблемы, связанные с противодействием дивергенции и сложностью законов управления, были успешно решены в девяностых годах в российском ОКБ им. П. О. Сухого, где был создан самолет С-37 «Беркут» с КОС и набором управляющих поверхностей, в целом схожим с Х-29. Но в отличие от чисто экспериментального американского летательного аппарата «Беркут» представляет собою «демонстратор технологии» для создания полноценной боевой машины.

Внешне два самолета Х-29 разнились минимально: носовая штанга второго самолета была оборудована тремя датчиками углов атаки, тогда как первый самолет имел только один датчик; выходное устройство системы кондиционирования кабины, расположенное сзади носового колеса, на втором самолете закрыто обтекателем; в нижней части киля второго самолета установлен противоштопорный парашют. Общая стоимость программы разработки и испытаний двух самолетов составила около 250 млн. долл. Программа испытаний первого самолета была завершена 2 декабря 1988 года после выполнения 254 полетов, второго самолета – 30 сентября 1991 года, после выполнения 120 полетов. Таким образом, общее число полетов обоих самолетов составило 374 – это больше, чем для любого другого американского экспериментального самолета серии «X». Оба самолета в настоящее время находятся на консервации в летно-исследовательском центре им. Драйдена.

Проекции самолета Х-29