От автора

Когда 14 октября 1947 г. летчик Чарлз Егер на экспериментальном самолете XS-1 с ракетным двигателем достиг скорости, соответствующей числу Маха 1,06, стало ясно, что перед авиацией открылась еще малоизведанная область сверхзвуковых скоростей полета. В настоящее время благодаря применению высокоэффективных двигателей, оптимальной аэродинамической компоновки самолета (особенно его крыла), автоматических систем управления и совершенствованию технологии производства деталей из высокопрочных конструкционных материалов скорость серийных самолетов превзошла границу 3000 км/ч. Сейчас, т. е. через тридцать с небольшим лет после первого полета со сверхзвуковой скоростью, авиация стоит на пороге области гиперзвуковых скоростей, соответствующих числам Маха М = 6 -15. Научно-технические предпосылки для проникновения в эту область скоростей полета в настоящее время имеются, однако трудно предвидеть, какие препятствия возникнут при ее достижении. Тем не менее можно предположить, что попутно выявятся многочисленные проблемы, не менее сложные, чем те, которые существуют на современном этапе развития авиации.

Книга, предлагаемая читателям, посвящена разработке сверхзвуковых самолетов. В ней изложены наиболее важные проблемы аэродинамики и конструкции сверхзвуковых самолетов, связанные с их летными характеристиками.

Объем данной книги не позволяет в такой же мере рассмотреть проблемы разработки двигательных установок и оборудования для сверхзвуковых самолетов; эти вопросы достаточно полно освещены в других трудах.

В книге изложена история развития сверхзвуковых самолетов и приведены данные почти о всех самолетах этого класса, построенных во многих странах, касающиеся их геометрических и массовых параметров, а также летных характеристик.

В книге собраны обстоятельные сведения, хотя и в ограниченном объеме из-за неполной информации о некоторых военных самолетах и об опытных аппаратах, не изготовлявшихся серийно. С этой точки зрения хронологический обзор сверхзвуковых самолетов, приведенный во второй части книги, не является исчерпывающим, а общее число самолетов, имеющихся в данном обзоре,-88 типов-представляется ориентировочным. Это обусловлено тем, что к классу сверхзвуковых самолетов отнесены только те, которые могли развивать максимальную скорость крейсерского полета, соответствующую числу Маха не менее 1,3 (около 1400 км/ч). Тем самым исключался ряд самолетов, которые могли развить сверхзвуковую скорость лишь на некоторых форсированных режимах, например при пикировании или полете с ускорителем. Принятая система группировки типов самолетов для описания в книге соответствует принципу классификации на дозвуковые, околозвуковые (М = 0,8 – 1,3) и сверхзвуковые самолеты. При описании самолетов автору приходилось учитывать также и следующие чисто формальные обстоятельства:

1) Для некоторых самолетов отсутствуют четкие названия и летно-технические данные.

2) Некоторые модификации самолетов нередко объединялись под одним общим наименованием типа самолета, несмотря на значительную разницу в габаритах, двигателе, оборудовании и т.п. (это касается, например, такого самолета, как Р-1А, и его последующей модификации «Лайтнинг», а также самолетов «Тайгер» и «Супер-Тайгер», F-8U-1 и F-8U-3 и др., по которым работы были прерваны на этапе создания опытного экземпляра).

3) Некоторые самолеты отличались друг от друга из-за изменения общей схемы или названия в последующей модификации (такие самолеты, как «Мираж» III, «Мираж» 5 и «Кфир»),

В книге рассмотрены только те самолеты, на которых был осуществлен хотя бы один полет с последующим приземлением. Таким образом, отсутствуют описания значительной группы сверхзвуковых самолетов, по которым работы были прерваны на этапах проектирования или наземных испытаний. С учетом этих ограничений представленный обзор является достаточно полным. Очередность, в которой приведены описания самолетов, определяется датой облета первого опытного экземпляра независимо от времени испытаний модификаций самолета, введенных как перед налаживанием серийного выпуска, так и за все время существования и эксплуатации описываемого типа самолета. Если о точной дате первого облета не сообщалось, то за нее принимался конец соответствующего календарного года. При определении очередности описаний самолетов принималась также во внимание последовательность их наименований согласно латинскому алфавиту.

Характерной чертой развития сверхзвуковой авиации до середины 60-х годов был непрекращающийся поиск возможностей увеличения максимальной скорости. Переход от дозвуковой скорости полета до скорости, соответствующей числу Маха М = 2 (а затем М = 3,0), произошел относительно быстро, главным образом благодаря увеличению тяги двигателей и использованию стреловидного крыла. Оказалось, однако, что освоение авиацией новых областей скоростей и высот является весьма дорогостоящим мероприятием, выходящим за экономические возможности даже сильных в экономическом отношении государств, имеющих развитую авиационную промышленность. Это свидетельствует о том, что прогресс авиации, определявшийся первоначально достижениями науки и техники, в дальнейшем оказался связанным в большей мере финансовыми возможностями, чем научно-техническими. Такое положение подтверждается статистическими данными по постепенному уменьшению за период с 1946 по 1978 г. количества новых типов самолетов, внедренных в серийное производство. Можно также полагать, что и в дальнейшем число новых типов самолетов будет уменьшаться, тем более что уже сегодня военная авиация сосредоточила свое внимание главным образом на совершенствовании оборудования самолетов, которое улучшает их характеристики. Конструкторы современных сверхзвуковых самолетов проводят работы по улучшению маневренности и обеспечению запаса скорости в диапазоне чисел Маха 0,8-1,2, наиболее широко используемом в воздушном бою, по увеличению максимальной скорости на малых высотах полета, а также по снижению чувствительности самолетов к турбулентности атмосферы и самовозбуждающимся колебаниям. Значительное внимание уделяется задаче уменьшения посадочной скорости с целью обеспечения безопасности экипажа и возможности использования автомобильных дорог или наскоро подготавливаемых взлетно-посадочных полос. Кроме того, проводятся также интенсивные работы и вкладываются значительные средства для улучшения технологичности конструкции, повышения надежности, экономичности, удобства эксплуатации и т. п. С этой точки зрения работы, проводимые в последние годы и намечаемые на ближайшее будущее, состоят в поисках простых и эффективных аэродинамических и конструктивных решений с использованием легких, прочных и технологичных материалов.

Можно считать, что в общем проектировании самолета (главным образом в части аэродинамики и статической прочности) уже достигнут значительный прогресс благодаря применению современных электронно-вычислительных машин, позволяющих с минимальными затратами времени производить расчет большого числа проектных вариантов.

Прогрессу авиации за последние тридцать с лишним лет, несомненно, способствовало появление двигателей новых типов. Нельзя, однако, умалять, а тем более игнорировать и роль других усовершенствований, позволивших улучшить летно-тактические данные самолетов. Ведь любое техническое достижение всегда является результатом развития многих отраслей, даже общим прогрессом цивилизации и подъемом уровня технической культуры современного человека.

Ограниченный объем данной книги, а также ее целевое назначение не позволяют всесторонне осветить все проблемы, связанные с разработкой, производством и эксплуатацией сверхзвуковых самолетов. Поэтому основное внимание в книге уделено изложению лишь общих проблем, представляющих интерес также и для читателя, не имеющего специальной подготовки в области авиационной техники.

Варшава, июнь 1979 г.