История создания

В конце 1951 г. на вооружение Стратегического авиационного командования ВВС США поступил первый стратегический бомбардировщик С ТРД "Боинг" В-47. Являясь средним бомбардировщиком (максимальная масса бомбовой нагрузки около 10 т), он не мог нести в своих отсеках всю номенклатуру бомб из ядерного арсенала США того времени Таким образом, реактивный В-47 стал всего лишь дополнением к огромному поршневому В-36. Поэтому ВВС инициировали разработку тяжелого бомбардировщика В-52. Первые модификации этого самолета по сравнению с В-47 имели вдвое больший взлетный вес, радиус действия около 5500 км и, что самое главное, могли нести водородную бомбу Мк 17 массой 21 т мощностью 20 Мт.

Однако перспектива появления в ближайшем будущем зенитных управляемых ракет и сверхзвуковых перехватчиков поставила под сомнение саму возможность тяжелых дозвуковых бомбардировщиков достигать назначенных целей в глубине территории СССР. С учетом этого в 1954 г ВВС США выдали фирме «Конвер» заказ на постройку сверхзвуковых бомбардировщиков В-58. Действуя с европейских баз, они должны были первыми вторгнуться в воздушное пространство СССР и нанести удар по ключевым объектам ПВО, открыв дорогу для тяжелых В-52. Однако командование Стратегической авиации никогда не проявляло особого энтузиазма в отношении В-58, главным образом потому, что этот самолет имел небольшую дальность полета (без дозаправки всего около 1500 км) и нес незначительную бомбовую нагрузку, да и частые аварии основательно подмыли его репутацию. Еще в конце 1954 г командующий Стратегической авиацией ВВС США генерал Ле Мэй. ознакомившись с расчетными данными В-58, обратился в Министерство обороны с просьбой рассмотреть вопрос о другом бомбардировщике, который мог бы в перспективе заменить В-52 – с дальностью без дозаправки не менее 11000 км и «максимально возможной скоростью». Этот самолет, для эксплуатации которого были бы пригодны существующие аэродромы и наземное оборудование, должен был бы состоять на вооружении ВВС с 1965 по 1975 гг.

По приказу Ле Мэя ВВС США выпустили документ GOR №38 «Общие тактические требования к пилотируемому бомбардировщику межконтинентальной бомбардировочной системы оружия». Через некоторое время появился следующий документ, в котором проекту давалось обозначение WS-110А – «Система оружия 110А». Схема боевого применения такого самолета заключалась в приближении к цели на очень большой высоте со скоростью, соответствующей числу М=2, и с увеличением ее до соответствующей числу М=3 над территорией противника. Запустив по цели управляемую ракету класса «воздух-земля» с ядерной боеголовкой, бомбардировщик должен был удалиться с как можно большей скоростью. По предложению изданной в Райтовском научно- исследовательском центре группы по изучению путей реализации этих требований, начальник штаба ВВС США приказал начать разработку проекта WS-110А на конкурсной основе. Главным условием победы считалось достижение максимально возможных высоты и скорости полета. Поставки серийных самолетов намечалось начать в 1963 г.

Шесть фирм представили Военно-воздушным силам свои предложения в октябре 1955 г. В следующем месяце двум финалистам конкурса «Боингу» и «Норт Америкен» выдали заказы на проведение детальных проектных исследований бомбардировщика. Следует напомнить, что в то время экономичность турбореактивных двигателей оставляла желать много лучшего, и полет на большую дальность со сверхзвуковой крейсерской скоростью требовал непомерного запаса горючего. Оба проекта предусматривали создание огромных самолетов.

Так, проект фирмы «Норт Америкен» предусматривал разработку бомбардировщика со взлетной массой 340 т с трапециевидным крылом, к которому крепились большие консоли обратной стреловидности с топливными баками посередине. Последние имели такие же размеры, как фюзеляж В-47, и вмещали по 86 т. топлива, обеспечивая межконтинентальную дальность при большой дозвуковой скорости полета. После преодоления большей части пути консоли вместе с баками сбрасывались, а самолет разгонялся до М = 2.3 для броска к цели и ухода. По поводу этого проекта генерал Ле Мэй с сарказмом заметил: "Это не самолет, а звено из трех самолетов". Кроме того, об эксплуатации такого самолета с существующих аэродромов и использовании существующего наземного оборудования не могло быть и речи. Оба представленных проекта были отклонены, в вскоре программу WS-110A ограничили только исследованиями самой возможности создания такой машины.

Через полтора года «Боинг» и «Норт Америкен» представили новые предложения по теме WS-110А. Независимо друг от друга они пришли к выводу, что, используя высококалорийное синтетическое топливо, можно достичь сверхзвуковой крейсерской скорости, не прибегая к экзотическим аэродинамическим компоновкам. Кроме того, благодаря достижениям аэродинамики, стало возможно существенное повышение аэродинамического качества тяжелого самолета, что снижало количество топливо, необходимое для достижения межконтинентальной дальности. В аэродинамике особо преуспела фирма «Норт Америкен», решившая использовать в своем проекте принцип увеличения подъемной силы «от сжатия», разработанный NASA. Она провела исследования в аэродинамической трубе, чтобы установить, реально ли создание самолета, аэродинамическое качество которого повышается благодаря дополнительной подъемной силе, создаваемой скачками уплотнения. Результаты превзошли все ожидания – оказалось, что на основе этого принципа, весьма похожего на эффект глиссирования быстроходного катера по водной поверхности, можно создать самолет, соответствующий требованиям ВВС, даже независимо от типа применяемого топлива.

В конце лета 1957 г ВВС США, заинтересовавшись этими результатами, продлили программу проектных исследований с тем, чтобы фирмы представили проекты с описанием основных систем. После их оценки представителями ВВС в декабре 1957 г предпочтение было отдано проекту самолета "Валькирия" В-70 (Valkyrie воинственная дева-богиня в скандинавской мифологии) фирмы «Норт Америкен», с которой заключили контракт на строительство 62 самолетов – 12 опытных и предсерийных и 50 серийных. Параллельно с фирмой «Дженерал электрик» заключили контракт на создание двигателя J93. способного работать как на обычном, так и на синтетическом топливе. Вся программа оценивалась в 3.3 млрд. долларов.

При продувке модели ХВ-70 в аэродинамической трубе хорошо видны скачки уплотнения

Наземные испытания спасательной капсулы

Установка двигателя YJ93-GE-3

Часть необходимых для реализации проекта научных исследований планировалось провести в рамках программы создания дальнего перехватчика «Норт Америкен» F-108 «Рапира» с теми же двигателями J93, который мог бы развивать скорость до 3200 км/ч и вооружаться тремя управляемыми ракетами с ядерными боеголовками. Проектный радиус действия F-108 превышал 1600 км, а перегоночная дальность полета 4000 км. «Рапиры» должны были сопровождать В-70 и прикрывать стратегические объекты от советских бомбардировщиков, похожих на «Валькирию», появление которых на вооружении СССР не заставило бы себя долго ждать и случае успеха В-70.

ВВС США настаивали на ускорении разработки В-70 с тем, чтобы первый его полет состоялся в 1961 г., а первое авиакрыло из 12 самолетов заступило на боевое дежурство к августу 1964 г. Первый этап программы – разработку, постройку и утверждение макета самолета – завершили в апреле 1959 г. По результатам инспектирования специалистами ВВС было предложено внести 761 изменение в проект и 35 изменений в макет. Поскольку программа разработки В-70 относилась к числу первоочередных, все замечания устранялись быстро.

Однако так продолжалось недолго. Первая неудача в ходе программы была связана с высококалорийным горючим для двигателей J93, так называемым бороводородным топливом. Его использование, безусловно, обеспечивало большую энергию сгорания по сравнению с керосином, однако при этом в выхлопных газах двигателей содержалось много ядовитых веществ, что заставляло весь наземный персонал работать в состоянии перманентной химической войны. Кроме того, стоимость бороводородного топлива оказалась очень высокой, а по расчетам, при его сжигании в форсажных камерах двигателей J93 дальность полета «Валькирии» увеличивалась всего лишь на 10%. Такой прирост посчитали недостаточным для оправдания затрат на разработку и производство нового горючего. Даже несмотря на то, что фирма «Олин Матисон» почти закончила строительство завода для его выпуска, программу прекратили. Завод стоимостью 45 млн. долларов никогда не заработал.

Месяцем позже прекратили и программу разработки перехватчика F-108, сославшись на то, что его двигатели должны были работать на бороводородном топливе. Однако истинной причиной прекращения разработки F-108 стал дефицит средств – широкомасштабная разработка межконтинентальных баллистических ракет требовала огромных денег, что привело к необходимости пересмотреть финансирование проектов пилотируемых самолетов. А ведь параллельно с F-108 шла разработка аналогичного по назначению истребителя "Локхид" А-12 (F-12A), впоследствии превратившегося в знаменитый SR-71. Кстати, "Локхид" еще раньше отказалась от бороводородного топлива и к концу 1959 г. почти закончила разработку своего перехватчика. Средства, освободившиеся в результате закрытия программы F-108, передали команде Келли Джонсона на постройку опытных образцов А-12.

К октябрю 1959 г. на создание В-70 уже было израсходовано более 315 млн. долларов. Так как часть исследований, связанных с полетом со скоростью М-3, должна была проводиться в рамках создания F-108, стоимость необходимых работ по программе В-70 после упомянутых событий увеличилась еще на 150 млн. долларов. Несмотря на это, в декабре 1959 г. ассигнования на «Валькирию» на 1961 финансовый год сократили с 365 до 75 млн. долларов. Новые планы предусматривали постройку всего лишь одного экземпляра ХВ-70, и то без прицельно-навигационной и других боевых систем. Первый полет намечался на 1962 г, а программа летных испытаний продлевалась до 1966 г.

Однако летом 1960 г. в Москве, на воздушном параде в Тушино, был продемонстрирован сверхзвуковой бомбардировщик М-50 разработки конструкторского бюро В.М.Мясищева. Грозный боевой вид машины шокировал присутствовавшие на параде иностранные военные делегации. Не зная его истинных характеристик, американцы немедленно возобновили финансирование разработки «Валькирии» в прежнем объеме. Но уже в апреле 1961 г. новый министр обороны США Роберт Макнамара. большой сторонник ракет, хладнокровно сократил ее до постройки трех опытных бомбардировщиков. Первые два, исключительно исследовательские, имели экипаж из 2 человек и обозначение ХВ-70А, третий самолет, прототип бомбардировщика с обозначением ХВ-70В, имел экипаж из четырех человек (два летчика, оператор систем РЭБ и штурман). На этот раз "Валькирию" спасло только то, что ее можно было использовать в качестве носителя ракет GAM-87A (WS-138A) «Скайболт» с дальностью полета до 1600 км, которые разрабатывала фирма «Дуглас». В-70 мог бы патрулировать за пределами границ потенциального противника, а в случае возникновения конфликта выпускать гиперзвуковые ракеты с мощными боеголовками. Но все пять экспериментальных пусков с борта В-52 оказались неудачными. Видя, что доводка ракеты требует больших затрат, да и судьба его носителя В-70 весьма туманна, президент США прекратил ее разработку.

Первый ХВ-70А в сборочном цехе

Для посадки экипажа в кабину ХВ-70А использовался специальный подъемник

В январе 1962 г. в ответ на очередную угрозу закрытия программа "Валькирии" опять подверглась изменениям, и самолет получил обозначение RS-70 – стратегический разведчик-бомбардировщик В марте 1964 г программу сократили вновь, наметив провести летные испытания только двух опытных ХВ-70А И это при том, что ВВС США постоянно изыскивали все возможные и невозможные средства, чтобы возвратить В-70 к жизни как боевой самолет, заявляя, что он может применяться в качестве сверхзвукового транспортного средства. сохраняемой стартовой ступени боевых космических аппаратов, таких, как «Динозавр», и платформы для запуска баллистических ракет. Даже высказывалось предположение, что он сможет выполнять функции космического перехватчика.

Но все усилия по сохранению «Валькирии» оказались тщетными. Министр обороны считал, что можно достичь лучших результатов с помощью других средств. Даже значение опыта, полученного в ходе создания В-70, для разработки сверхзвукового гражданского самолета, с точки зрения Макнамары, не являлось существенным, хотя он лично возглавлял специальный комитет по этой проблеме. Заметим: В-70 по конфигурации, массе и конструктивному исполнению вполне соответствовал воззрениям того времени на сверхзвуковые транспортные самолеты. Ее крейсерская высота равнялась 21 км. а скорость достигала М=3. В то же время, его полезная нагрузка, равная всего 5% (12.5 т) от взлетной массы (250 т), была явно недостаточной для коммерческого самолета. При этом дальность полета «Валькирии» составляла 11000 км, тогда как большинство трансатлантических маршрутов имели протяженность около 9000 км. При оптимизации самолета под эти маршруты и уменьшении запаса топлива нагрузку можно было бы увеличить до 20 т, что позволило бы достичь необходимого для гражданского лайнера уровня рентабельности.

Конечно, все эти перебои с финансированием и непрекращающиеся дебаты в конгрессе не обещали самолету ничего хорошего, однако «Норт Америкен» упорно продолжала строить первый опытный образец "Валькирии". Как говорится, Васька слушает, да ест.

Технические особенности

Одной из причин столь настороженного отношения к В-70 была его слишком большая необычность для того времени, можно сказать, революционность. Соответственно, технический риск при создании "Валькирии" был чрезвычайно велик. К числу основных особенностей самолета, прежде всего, следует отнести аэродинамическую схему "утка", тpeугольное крыло и трапециевидное переднее горизонтальное оперение. Ввиду большого плеча ПГО оно эффективно использовалось для балансировки самолета, особенно при сверхзвуковых скоростях, что позволило освободить элевоны для управления по тангажу и крену. При заходе на посадку максимальный угол отклонения ПГО составлял 6°, а его хвостовая часть дополнительно могла отклоняться вниз на 25° и служила посадочными щитками. Отклонив их, летчик увеличивал угол тангажа, балансируя самолет при этом отдачей штурвала вперед, т.е. отклоняя вниз элевоны и еще более повышая общую подъемную силу. В то же время, ПГО стало источником продольной и путевой неустойчивости самолета на больших углах атаки, скошенный поток от него оказывал вредное воздействие на несущие свойства крыла и ухудшал работу воздухозаборников. Однако «Норт Америкен» заявила, что провела тщательные испытания моделей В-70 в аэродинамических трубах продолжительностью 14000 ч и решила все проблемы.

Важнейшей чертой аэродинамической компоновки самолета стало полезное использование такого, в принципе, вредного явления, как скачки уплотнения, образующиеся при сверхзвуковом полете «Валькирия» была спроектирована таким образом, что возникающее за системой скачков повышенное статическое давление воздействовало на нижнюю поверхность фюзеляжа и крыла и создавало дополнительную подъемную силу. Это позволяло совершать крейсерский полет с минимальным углом атаки и, следовательно, с малым сопротивлением. Испытания в аэродинамической трубе и расчеты показали, что в полете со скоростью, соответствующей М=3, на высоте 21000 м за счет скачков уплотнения можно увеличить подъемную силу на 30% без увеличения сопротивления. Кроме того, это позволяло уменьшить площадь крыла и, следовательно, снизить вес конструкции самолета

Источником упомянутой "полезной" системы скачков был передний клин воздухозаборника «Валькирии». Сам воздухозаборник был разделен на два канала с прямоугольным сечением, имеющих высоту у входа 2.1 м и длину около 24 м. За клином располагались три подвижные панели, соединенные между собой. Положение панелей регулировалось в зависимости от потребного расхода воздуха. В них были сделаны отверстия для отвода пограничного слоя, что обеспечило равномерность потока на входе в каждый из трех двигателей. На верхней поверхности крыла располагались основные и вспомогательные створки перепуска воздуха, позволяющие в некоторой степени управлять потоком в воздухозаборнике. Вычисления, необходимые для обеспечения правильной работы воздухозаборника в различных условиях полета, производились с помощью сложной системы датчиков и аналоговых вычислителей.

Торжественная выкатка первого экземпляра ХВ-70А

Заправка ХВ-70А топливом

Взлет первого экземпляра ХВ-70А

Скачки, возникающие на лобовом остеклении фонаря кабины летчиков при обычной конфигурации носовой части самолета. недопустимо увеличивают лобовое сопротивление при полете с большими скоростями. Чтобы их избежать, углы наклона всех носовых поверхностей самолета должны быть очень малы. В то же время, при заходе на посадку необходимо обеспечить летчикам хороший обзор. «Норт Америкен» выбрали сравнительно простой метод удовлетворения обоих требований, сделала лобовые стекла двойными, причем внешние из них, а также верхнюю поверхность носка фюзеляжа перед стеклами – подвижными. В полете с малой скоростью они опускались, обеспечивая необходимый обзор, а в сверхзвуковом полете поднимались, образуя плавный переход. Общая площадь остекления кабины экипажа составляет 9.3 м Все прозрачные панели, самая большая из которых имеет длину более 1.8 м изготовлены из термостойкого закаленного стекла.

Совершенно уникальной особенностью «Валькирии» стали законцовки крыла, отклоняемые в крейсерском полете вниз для повышения путевой устойчивости и уменьшения балансировочного сопротивления. Кроме того, они позволили уменьшить площадь вертикального оперения, за счет чего увеличить аэродинамическое качество приблизительно на 5%. Фирма заявила, что в сверхзвуковом крейсерском полете аэродинамическое качество самолета равняется 8-8.5, а в дозвуковом – около 12-13.

В большом бомбоотсеке длиной почти 9 м, расположенном между каналами воздухозаборника, могли размещаться все типы ядерных бомб. Бомбоотсек закрывался большой плоской сдвижной панелью, которая при открывании сьезжала назад. Правда, выброс бомб из такого отсека при сверхзвуковых скоростях полета представляет проблему. В активе "Норт Америкен" или, скорее, в пассиве уже был опыт разработки подобной конструкции – фирма так и не довела до кондиционной знаменитый линейный бомбоотсек на сверхзвуковом "Виджеленте", из-за чего палубный бомбардировщик превратился в разведчик.

Шасси «Валькирии» также заслуживает внимания. Для уменьшения занимаемого в убранном положении места четырехколесные тележки на основных опорах перед уборкой поворачивались и прижимались к стойке При этом на каждой тележке имелось небольшое пятое колесо автомата растормаживания, предотвращающего движение юзом и занос самолета на скользкой поверхности. Шины колес диаметром 1060 мм изготовили из специальной резины и покрыли серебристой краской для отражения инфракрасного излучения Перед полетами на больших скоростях пневматики подкрашивали свежей краской. Во время торможения при разогреве пневматикой колес до 230°С избыток давления в них сбрасывался специальным клапаном, что предотвращало их взрыв.

Кабина летчиков В-70 находилась на высоте 6 м над землей, что вызвало необходимость применения специальных подъемников для экипажа и технического персонала. Благодаря мощной системе кондиционирования и герметизации, члены экипажа «Валькирии» могли одеваться в легкие летные костюмы и шлемы с кислородными масками. Это обеспечивало им свободу движений и относительный комфорт, в отличие от пилотов других высотных и скоростных самолетов. Например, летчики скоростного А-12 вынуждены были летать в скафандрах от космического корабля «Джемини», а летчики высотного U-2 – в специальных костюмах и гермошлемах. Кабина В-70 разделялась repмолерегородкой на два отсека, в каждом из которых во время высотных полетов могло создаваться давление, соответствующее высоте до 2440 м. В случае декомпрессии а фюзеляже открывались две створки, обеспечивающие наддув кабины набегающим потоком. Вдоль нее посередине имелся проход, ведущий в отсек с электронной аппаратурой в задней части кабины. Для теплоизоляции использовалось стекловолокно. Для охлаждения кабины экипажа и отсека электронного оборудования служили две холодильные установки, работавшие на фреоне.

В первом полете шасси убрать не удалось


Члены экипажа В-70 размещались в индивидуальных капсулах, что должно было радикально повысить безопасность катапультирования на всех режимах полета. Каждая капсула имела автономную систему наддува и подачи кислорода, рассчитанную на обеспечение жизнедеятельности человека в течение 3 дней, кресло внутри нее регулировалось по углу наклона и высоте. Непосредственно перед катапультированием сиденье летчика отклонялось назад на 20° и створки капсулы закрывались. Автоматически сбрасывались верхняя панель фюзеляжа, и капсула выстреливалась на высоту около 1.5 м над фюзеляжем, после чего включался ее реактивный двигатель. Затем из капсулы выдвигались два цилиндрических стержня с небольшими парашютами на концах, обеспечивая стабилизацию во время свободного падения. Основной парашют раскрывался автоматически. Для амортизации удара о землю на дне капсулы имелась надувная резиновая подушки. Расчетные скорости катапультирования – от 167 км/ч до соответствующей числу М 3 на высоте около 21000 м катапультирование капсул всех членов экипажа производилось с интервалом 0,5 с. В то же время, в некоторых аварийных ситуациях летчик мог закрыться в капсуле и без катапультирования. Внутри нее имелись кнопки, с помощью которых можно было управлять самолетом до снижения на безопасную высоту, причем управление двигателями из капсулы ограничивалось лишь уменьшением числа оборотов. В передний части капсулы имелось окно, позволявшее следить за показаниями приборов. После снижения створки капсулы могли быть открыты, и летчик мог возобновить управление самолетом в обычном режиме.

Так как конструкция В-70 рассчитывалась на длительный полет со скоростью более 3000 км/ч. одной из самых сложных проблем при ее разработке стал кинетический нагрев. Для "Валькирии" эта проблема оказалась даже более сложной, чем для экспериментального самолета «Норт Америкен» Х-15. рассчитанного на непродолжительный полет с гиперзвуковой скоростью, соответствующей числу М 6. Если на поверхности последнего пики температуры достигали 650°С, но держались на этом уровне всего несколько минут, то для В-70 картина складывалась иная. Длительный, в течение нескольких часов, полет при М 3 требовал, чтобы значительная часть всей конструкции самолета могла эффективно работать при температуре 330°С. Это определило выбор в качестве основных конструкционных материалов высокопрочной стали и титана Температуры в отсеках двигателей, достигавшие 870°С, обусловили применение сплавов на основе никеля и кобальта. Для защиты приводов и других механизмов от выделяемого двигателями тепла применили войлок из двуокиси кремния. Наружная обшивка двигательного отсека была изготовлена из титана. Рабочие температуры некоторых панелей остекления кабины пилотов достигали 260°С. Ниши шасси пришлось охлаждать до 120°С с помощью раствора этиленгликоля, циркулировавшего по трубкам, припаянным к стенкам. При выборе конструкционных материалов учитывалась не только высокая температура, но и возможные погодные условия. Например. для исследования влияния дождя фирма разгоняла элементы конструкции с использованием ракетной тележки до скорости 1500 км/ч. Для уменьшения веса конструкции использовались «слоеные» панели, состоящие из двух стальных листов толщиной от 0,75 до 1,78 мм и сотового заполнителя между ними. Если все такие панели выложить рядом друг с другом, то они покрыли бы площадь в 1765 м. Кроме малого веса и высокой прочности, такие панели обладали низкой теплопроводностью. Авиационная промышленность того времени не располагала технологией производства таких панелей, и фирма начинала все с нуля.

Но, возможно, более важным при создании «Валькирии», чем применение новых материалов, стал переход от клепки и ручной сборки конструкции самолета к механической пайке и сварке, что сравнимо с революцией в судостроении. В заводском корпусе, где велась сборка ХВ-70А, вместо стука пневмомолотков было слышно только шипение десятков сварочных агрегатов и шлифовальных машин, зачищавших швы. Метод сборки конструкции самолета путем сварки являлся настолько новым, что сварочное оборудование, методы его применения и технология контроля сварных швов были окончательно разработаны только в процессе сборки первого опытною самолета. В некоторых местах конструкции, где без клепки обойтись было нельзя, для экономии веса заклепки заменили развальцованными с обеих сторон трубками.

Проблем в конструировании ХВ-70 оказалось настолько много, что фирма «Норт Америкен» не смогла в одиночку справиться с такой огромной задачей и часть работ передала другим фирмам, число которых превысило 2000. Основными из них были: «Эр Рисерч» (система воздушных сигналов), «Аутонетик» (автоматическая система управления), «Авко» (задняя секция верхней части фюзеляжа), «Чанс Воут» (горизонтальное и вертикальное оперения), «Ньюмо Дайнэмикс (шасси), «Кертисс Райт» (привод системы отклонения концов крыла). «Гамильтон Стандарт» (система кондиционирования воздуха), «Pop» (элевоны и носки крыла), «Солар» (воздухозаборник), «Сперри» (инерциальная навигационная система), «Сандстрэнд» (вспомогательная силовая установка).

"Валькирия" в сопровождении В-58А возвращается после первого перехода звукового барьера. 12 октября 1964 г

В этом полете краска осыпалась на многих участках поверхности самолета

Самому крупному подрядчику фирме "Боинг" – поручили проектирование и производство крыла "Валькирии", которое стало самым большим треугольным крылом того времени Размеры некоторых трехслойных панелей обшивки с сотовым заполнителем достигали 2.4x6 м. Они изготавливались в помещениях с контролируемой средой методом пайки, причем персонал работал в белых перчатках. Одиннадцать топливных баков-отсеков, расположенных в крыле и фюзеляже, вмещали около 136 т топлива и имели сварную конструкцию. Согласно заявлениям ВВС, это стало основной причиной задержки постройки самолета – технологи никак не могли обеспечить герметичность сварных швов. Пористость их была, как правило, микроскопической, однако ее необходимо было устранить, так как в полете баки наддувалисъ азотом, утечка которого привела бы к попаданию в баки воздуха и образованию взрывоопасной смеси. Первые попытки устранить течь пайкой были абсолютно безуспешными. В связи с этим разработали резиноподобный герметик "Витон" На место, где обнаруживалась утечка. наносился один слой "Витона". который застывал в течение 6 часов при температуре 177°С. Как правило, для устранения течи требовалось нанести не менее шести слоев "Витона". Нанесение покрытия производилось человеком в стерильной одежде, которого закрывали внутри бака. Затем для проверки герметизации бака туда закачивали гелий.

Утечка гелия определялась с помощью специальных детекторов. На втором опытном самолете баки герметизировались новым методом. Зоны предполагаемой утечки накрывались никелевой фольгой толщиной 0,75 мм. которая припаивалась по краям серебряным припоем. Когда же крыло, наконец, изготовили и доставили в сборочный цех, оказалось, что оно не стыкуется с фюзеляжем! С огромными трудностями, вручную, его удалось установить на место и прикрепить с помощью сварки.

Первый ХВ-70А построили к началу мая 1964 г., с опозданием на целых полтора года 11 мая состоялась торжественная церемонии выкатки самолета из сборочного цеха, на которой директор программы производства ХВ-70, генерал Фрод Дж.Скалли представил опытный образец бомбардировщика сотрудникам СМИ. Первый полет наметили на август – фирма хотела за три месяца проверить все системы уникальной машины. Обширная программа наземных испытаний включала проверку работоспособности шасси, створок ниш шасси и отсека тормозного парашюта под действием динамических и статических нагрузок; вибрационные испытания с помощью наземной установки для оценки характеристик флаттера; калибровку системы кондиционирования воздуха, топливной системы и силовой установки (с газовками двигателей на земле): проверку и калибровку приборного оборудования. В пустующий бомбоотсек поместили контейнер с контрольно-записывающей аппаратурой, которая фиксировала несколько сотен параметров роботы различных систем самолета. Конечно, на такую обширную работу фирме понадобилось не три, а почти пять месяцев.

Второй экземпляр "Валькирии" летит с отклоненными на 25° законцовками крыла

«Валькирия» готова к полету на максимальной скорости. Законцовки крыла отклонены на 65 гр

Последний этап наземных испытаний, начатый в сентябре 1964 г.. включал рулежки и пробежки по взлетной полосе, проверку работоспособности системы выпуска трех тормозных парашютов диаметром по 8 м. Без использования парашютов самолету требовалась бы ВПП длиной не менее 4100 м. Температура тормозов колес во время пробежек достигала 1070°С, пневматики нагревались до 120°С. Во время последних этапов наземных испытаний окончательно отработали процедуру заправки топливом. В среднем заправка "Валькирии" длилась полтора часа. Сначала топливо перекачивалось из одного заправщика во второй, пустой, в который тем временем подавался сухой азот под высоким давлением, азот продувался через топливо в заправочной горловине и вытеснял кислород. Таким образом, топливо поступало в баки с настолько инертным (взрывобезопасным), насколько этого можно достигнуть в полевых условиях. Дело в том, что топливо использовалось в качестве охладителя для некоторых систем самолета, и его нормальная температура в полете превышала 100°С. Если бы содержание кислорода в топливе превысило допустимую норму, его пары могли бы вспыхнуть. Таким образом, если бы «Валькирию» заправляли традиционным путем, самолет мог просто взорваться в воздухе.

В это время второй опытный Х8-70А находился в стадии сборки. Поднять его в воздух намечалось в конце 1964 г. Основным отличием второго опытного образца было наличие небольшого поперечного «V» крыла (всего 5°). Углы отклонения консолей крыла также увеличили на 5°.

Для летных испытаний ХВ-70А подготовили два экипажа. Во главе каждого стоял опытный «фирменный» летчик-испытатель, а вторым пилотом был представитель ВВС. Основной экипаж возглавлял Элл Уайт (до этого летавший на F-107), вторым пилотом стал полковник Джон Коттон. Их дублерами были гражданский летчик-испытатель Ван Шепард и майор Фиц Фултон. Полеты планировали проводить над малонаселенными районами США. простирающимися от базы ВВС Эдвардс по направлению к штату Юта.

Летные испытания

21 сентября 1964 г. в 8ч 38 мин утра управляемый Уайтом и Коттоном ХВ-70А вырулил на старт, и Уайт запросил разрешения на взлет. Самолет должен был совершить перелег с заводского аэродрома в Палмделе в Летно-испытательный центр ВВС на авиабазе Эдвардс. Во время разбега «Валькирию» сопровождали два вертолета спасательной службы, а в воздухе за ее поведением следили с борта двухместного Т-38. Еще один Т-38 осуществлял киносъемку всего происходящего. Носовое колесо оторвалось от земли на скорости 280 км/ч. и через мгновение машина начала набирать высоту. Неудачи начались уже при попытке убрать шасси: передняя опора убралась нормально, а основные отработали только половину программы. Пришлось вернуть шасси в исходное положение. Через некоторое время отказала топливная автоматика одного из шести двигателей. Но на этом «воздушные приключения- ХВ-70А не закончились. Саман большая неприятность ожидала экипаж во время касания ВПП авиабазы Эдвардс. Тормозные диски на левой стойке заклинило, и от трения загорелись пневматики колес. На всем протяжении двухкилометрового пробега за машиной тянулись клубы черного дыма от горящей резины. После остановки пожар потушили, и машину отбуксировали в ангар. Первый полет продлился 60 минут.

ХВ-70А №2 в последнем полете. Рядом F-104, пилотируемый Джоном Уокером

Посадка с неисправной левой опорой шасси. Март 1966 г

Носовую опору заклинило при уборке. 30 апреля 1966 г

На устранение выявленных дефектов ушло две недели. 5 октября ХВ-70А совершил второй полет. Летчики намеревались преодолеть звуковой барьер, и в группу сопровождения включили сверхзвуковой В-58. Шасси убралось без замечаний, но на этот раз сюрприз преподнесла гидравлическая система управления. Небольшая трещина в трубке при рабочем давлении жидкости в 280 кгс/см.кв (что на 35% больше, чем в гидросистемах обычных американских самолетов) привела к снижению давлении в системе и переключению на резервный канал. Тем не менее, самолет успешно приземлился на одной из посадочных полос авиабазы.

12 октября в третьем полете, длившемся 105 минут, первый опытный образец «Валькирии» достиг высоты 10700 м и впервые преодолел звуковой барьер, разогнавшись до скорости, соответствующей М 1.1. В момент перехода барьера от вибраций с некоторых участков поверхности самолета слетела краска, и после посадки ХВ-70А имел весьма потрепанный вид.

В четвертом полете. 24 октября, на высоте 13000 м в первый раз включили систему управления законцовками крыла и вывели на форсажный режим все шесть двигателей. Максимальный угол отклонения законцовок составил 25°. В течение 40 минут самолет летел со скоростью М= 1.4. был легко управляем и вел себя устойчиво. Правда, расход топлива оказался выше ожидаемого, и программу полета пришлось сократить. Самолет вернулся на завод для проведении испытаний на прочность и восстановления лакокрасочного покрытии. Продолжить испытательные полеты запланировали в феврале 1965 г.

В соответствии с планом, 16 февраля ХВ-70А вернулся на базу Эдвардс. В полете законцовки крыла отклонялись уже на 65°. Максимальная скорость составила М 1.6. На посадке отказала система выпуска тормозных парашютов, и самолет остановился только после 3383 м пробега. В шестом полете самолет впервые пилотировал Фултон, роль второго пилота исполнял Уайт. В воздухе возникла небольшая течь в гидросистеме, не повлиявшая на безопасность полета.

В седьмом полете "Валькирию" разогнали до скорости М= 1.85. и самолет летел с ней в течение 60 минут.

В восьмом полете за штурвал ХВ-70А сел Шепард. Он впервые вывел самолет на скорость М=2. Таким образом, все четыре пилота опробовали «Валькирию».

В девятом полете ХВ-70А опять достиг М-2. В этот раз сюрприз преподнесла система радионавигации TACAN. По показаниям приборов, машина должна была лететь над пустыней Мохаве, а на самом деле "Валькирия" неслась над спящим ранним утром Лас-Вегасом.

В десятом полете бомбардировщик провел 74 минуты на сверхзвуке, из них 50 – на скорости более 2200 км/ч.

7 мая 1965 г., в двенадцатом полете, на скорости М 2.58 летчики почувствовали резкий удар. У двигателей 3, 4, 5, 6 упали обороты, и начался рост температуры. Их пришлось выключить, и полет продолжился на двух оставшихся. С самолетов сопровождения сообщили, что у ХВ-70А разрушилась передняя оконечность крыла (вершина треугольника). Вероятно, ее обломки попали в воздухозаборник. При подходе к аэродрому летчики попытались запустить пятый двигатель для создания хоть какой-то тяги с правой стороны. На счастье, это им удалось. Посадка прошла успешно. В ходе осмотра подтвердились наихудшие опасения: части обшивки повредили в разной степени все шесть двигателей, которые пришлось заменить.

От удаpa F-104 взорвался, а ХВ-70А еще летит по инерции

ХВ-70А вошел в штопор

В четырнадцатом полете «Валькирия» на высоте 20725 м достигла скорости М=2.85 (3010 км/ч)

14 октября 1965 г., в семнадцатом полете, на высоте 21335 м ХВ-70А достиг своей проектной скорости, соответствующей числу М-3. Согласно заданию, продолжительность полета на этой скорости должна была составить 5-6 мин, однако через 2 мин летчики услышали сильный шум и выключили форсаж. Причину шума быстро выяснили: с самолета сопровождения было отлично видно, что секция обшивки носка левой консоли крыла размером 0,3x0.9 м, расположенная рядом с внешним краем воздухозаборника, оказалась сорванной скоростным напором. По счастливой случайности, этот кусок обшивки не попал в двигатели. Осмотр самолета показал, что изогнутая панель обшивки отошла в месте сварного шва и сорвалась, не повредив сотового заполнителя. На этот раз ремонт Х8-70А занял всего один день.

После этого случая максимальную скорость полета первого опытного образца ограничили М 2.5. а все полеты с числом М=3 решили проводить на самолете №2. облет которого состоялся 17 июля 1965 г. В том полете сразу была достигнута скорость М= 1,4.

Типичный полет «Валькирии» проходил следующим образом. После взлета и уборки шасси летчики начинали набор высоты. При скорости от 740 до 1100 км/ч законцовки крыла отклонялись на 25° для того, чтобы увеличить устойчивость в околозвуковой зоне. При достижении М-0.95 поднимались внешние лобовые стекла кабины летчиков, после чего обзор становился практически нулевым, и самолет управлялся только по приборам. Затем преодолевался звуковой барьер. Скорость М= 1,5 устанавливалась на высоте 9753 м. носки крыла отклонялись до 60°, и ХВ-70А продолжал набор высоты до 15240 м. Далее самолет проходил М=2 и на высоте более 21000 м выходил на М 3 Так, 11 декабря 1965 г второй экземпляр бомбардировщика в своем пятнадцатом полете летел на скорости М=2.8 в течение 20 минут. Никаких повреждений в конструкции обнаружено не было.

Через 10 дней, 21 декабря, после семи минут полета на скорости М=2.9 на самолете №2 отказал масляный насос четвертого двигателя. Двигатель немедленно выключили, и самолет развернули на аэродром. Через несколько минут после этого температура газов за турбиной шестого двигатели превысила допустимые границы, и его тоже пришлось выключить, Посадка прошла без замечаний, но два двигателя пришлось заменить. Частые поломки двигателей вызывали у специалистов беспокойство. Дело о том, что выпустили всего 38 ТРД YJ93-GE-3, и их могло просто не хватить до завершения программы испытаний.

Некоторые неисправности становились уже традиционными. Так. в 37-м полете в марте 1966 г.. на самолете №1 вновь отказала гидросистема, и левая основная опора шасси застряла в промежуточном положении. Шепарду удалось ювелирно посадить машину на поверхность высохшего озера Роджерс, пробег составил более 4,8 км. 30 апреля 1966 г. Уайт и Коттон должны были провести на скорости М=3 более получаса, но после взлета носовая опора шасси на самолете №2 не убралась. Попытки вернуть ее в выпущенное положение также не увенчались успехом. Это было самое серьезное происшествие с момента начала летных испытаний. Если бы стойку не удалось выпустить, летчикам пришлось бы катапультироваться, ведь при вынужденной посадке длинная "лебединая шея" ХВ-70А была бы неминуемо сломана, топливо из баков хлынуло бы в двигатели и тогда…

Уайт два раза заходил на посадку и ударял основными опорами о поверхность ВПП, но переднюю опору заклинило основательно Пока "Валькирия" кружила в воздухе, сжигая огромный запас топлива, инженеры ломали голову над решением проблемы Кроме двух гидравлических систем выпуска шасси, была еще и третья – электрическая, но она отключилась от перегрузок в электросети. Единственным выходом было попытаться закоротить предохранители электрической системы металлическим предметом. Коттон взял обычную канцелярскую скрепку, которой скреплялись листы полетного задания, и по узкому лазу между спасательными капсулами пополз к щитку с предохранителями. Вскрыв щиток, он по командам с земли нашел нужные контакты и замкнул их разогнутой скрепкой. Носовая стойка стала в выпущенное положение. Но следующий день газеты пестрели заголовками типа «Скрепка в 39 центов спасает самолет в 750 миллионов долларов».

Запланированный длительный полет при М=3 свершился только 19 мая. Самолет летел с этой скоростью я течение 33 минут. В том полете были достигнуты самая большая скорость и высота полета за все время испытаний ХВ-70А: М=3.08 и 22555 м соответственно Это достижение ознаменовало окончание первой фазы летных испытаний.

Следующая фаза выполнялась, в основном, в интересах NASA – для исследований звуковых ударов. В программу включились новые пилоты – сотрудники NASA. Первым пилотом назначили опытного летчика-испытателя фирмы «Норт Америкен» Джона Уокера. который только что закончил полеты на гиперзвуковом Х-15. В бомбоотсек самолета №2 установили новую аппаратуру стоимостью 50 млн. долларов для фиксации изгибов и вибрации конструкции при переходе звукового барьера. Первый полет второй фазы запланировали на 8 июня 1966 г. Полет преследовал две цели: испытание новой аппаратуры и съемку рекламного фильма о "Валькирии". Для большего эффекта огромный бомбардировщик сопровождали истребители F-4B, F-5, F-104 и тренировочный самолет Т-38.

В 8 ч 27 мин утра свои места в кабине ХВ-70А заняли Уайт и майор К. Кросс. Это был 46-й полет самолета №2 и первый полет Карла Кросса. Один из самолетов сопровождения – F-104 «Старфайтер» пилотировал Джон Уокер. Когда самолеты, пробив облачность, выстроились для съемки, F-104, летевший справа от "Валькирии", задел крылом за опущенную законцовку правого крыла бомбардировщика, перевернулся через его фюзеляж, отбив ему оба киля, ударился об левую консоль и взорвался. Пилоты бомбардировщика не сразу поняли, что произошло. 71 секунду «Валькирии» продолжала прямолинейный полет, затем перевернулась через крыло, вошла в штопор и упала. Спастись удалось только Эллу Уайту, который успел катапультировать свою капсулу в последние секунды перед падением. Его лежащий на земле парашют заметили со спасательного вертолета в 20 километрах от обломков ХВ- 70А. Приземление капсулы с полураскрытым парашютом произошло очень грубо, Уайт получил серьезные травмы и три дня не приходил в сознание. От самого бомбардировщика мало что осталось. Носовую часть, в которой находился Кросс (считается, что он потерял сознание от перегрузок), разорвало на несколько частей. Вероятно, машина взорвалась еще в воздухе. Уайт поправился, но больше никогда не летал.

После этого трагического случаи испытания оставшегося самолета № 1 продолжались еще два года. Первый полет после катастрофы произошел 1 ноября 1966 г., затем было выполнено еще 32 полета. В общей сложности ХВ-70А №1 выполнил 83, а №2 – 46 полетов. Общий налет двух самолетов составил 254.2 часа, из них № 1 – 160 часов.

Приборная доска в кабине летчиков

Носовая опора шасси

В 1968 г. работы над В-70 были прекращены. 4 февраля 1969 г. «Валькирия» взлетела в воздух последний раз. Машиной управляли Фитью Фултон от «Норт Америкен» и Тед Стенфолд от ВВС ХВ-70А приземлился на авиабазе Райт-Паттерсон и стал экспонатом музея ВВС. Во время передачи самолета представителям музея один из пилотов сказал, что он "…согласен на все, чтобы «Валькирия» продолжила летать, но не согласен платить за полеты".

И действительно, общая стоимость программы летных испытаний ХВ-70А обошлась американскому бюджету в 1,5 млрд долларов. Только один полет бомбардировщика обходился в 11 миллионов долларов (по другим данным, только 1 час полета стоил 5.9 млн. долларов). Поэтому «Валькирию» считают не только самым скоростным из больших самолетов (ведь он летал в два раза быстрее пули 1*), но и самым дорогим из них.

1* Haпример, скорость пули пистолета ТТ при вылете из ствола составляет всего всею 420 м/c (1512 км/ч)

Авторы Александр Котлобовский, Михаил Жирохов Источник