Уголок неба ¦ Douglas X-3 Stiletto

История авиации знала много парадоксальных самолетов, первое впечатление от которые напрочь противоречит их реальным качествам. В этом «странном ряду» свое место уверенно занимает построенный в США в начале 1950-х гг. экспериментальный самолет Х-3 «Стилетто» («Stiletto»). Мало можно встретить самолетов, так зримо воплощающих в себе образ скорости, как X-3, а ведь его максимальная скорость ненамного превышала 1000 км/час, и самолет еле смог преодолеть звуковой барьер. А ведь изначально предполагалось, что самолет будет легко преодолевать рубеж 2М, но «гладко было на бумаге...».

В середине и конце 40-х годов ХХ века авиация сделала резкий скачок, перейдя на реактивные двигатели. Скорости самолетов все более приближались к скорости звука. ВВС США разрабатывали целый ряд программ по изучению аэродинамики околозвуковых и сверхзвуковых скоростей. Решив «забежать вперед», американцы начали разработку самолетов для исследования скоростей 2-3М еще до того, как удалось превысить «одинарную» скорость звука. 30 июня 1945 года военный министр США Генри Стимсон (Henry L. Stimson) подписал решение о выдаче авиастроительной компании «Дуглас» («Douglas Aircraft Company») задания на разработку и строительство экспериментального самолета, который должен был использоваться для исследований на скоростях полета, превышавших 2М. Причем в отличие от ряда других экспериментальных машин (таких, например, как взлетевший в 1946 году «белловский» Х-1), он должен был не просто достигать таких скоростей, но и совершать длительный (не менее 30 минут) полет на скоростях более 2М.

Инженеры «Дугласа» подошли к решению этой весьма нетривиальной для того времени задачи очень осторожно. В течение двух лет по их чертежным доскам «пролетели» более шести десятков проектов самолетов различных аэродинамических конфигураций с самыми причудливыми комбинациями ТРД, ПВРД и ЖРД. Получалось не особенно удачно, но в 1947 году «на их улицу пришел праздник» - фирма «Вестингауз» («Westinghouse») объявила о разработке нового, мощнейшего по тем временам турбореактивного двигателя. ТРД J46, разрабатываемый на базе новейшего (и достаточно удачного) двигателя J34, должен был обеспечивать тягу до 2000 кг, а в форсажном режиме - даже 3000 кг. Заявленные характеристики «более чем удовлетворяли» конструкторов, и вскоре появился проект «Дуглас» 499B, который предусматривал установку двух таких двигателей. Он представлял собой одноместный среднеплан классической схемы с трапециевидным в плане крылом крайне малого удлинения. 30 июня 1949 года ВВС заказали два таких самолета, получивших название Х-3 «Стилетто».

Казалось бы, вскоре Х-3 поднимется в воздух и, несомненно, продемонстрирует высочайшие характеристики. Военные уже даже рассматривали вопрос о выпуске его вооруженного варианта и заказе серии таких самолетов для использования в качестве истребителей ПВО. Но «хочешь рассмешить Бога - расскажи ему о своих планах», действительность оказалась «ошеломляюще неправильной».

В начале 1948 года появились первые J46 (J46-WE-3). Ознакомившиеся с ними инженеры были «несколько расстроены» - мало того, что тяга не превышала 2260 кг (в бесфорсажном режиме, а форсажный «так и не запустился»), так еще и надежность двигателя не выдерживала никакой критики. Т.е. ТРД оказался практически непригоден к установке на «Стилетто». Но, казалось, это поправимо -моторостроители обещали в кратчайшие сроки довести двигатель до «необходимых кондиций». Нельзя сказать, что им это не удалось - модернизированные двигатели J46-WE-8 с тягой 2600 кг на форсаже впоследствии устанавливались, например, на самолетах F7U «Катласс» («Cutlass») и показали себя вполне приемлемо, но для Х-3 все закончилось катастрофически. Дело в том, что в ходе доработки габариты (а особенно, диаметр) двигателя были заметно увеличены, и теперь ТРД просто не лезли в оптимально (т.е. «в обтяжку») спроектированный фюзеляж «Стилетто». Попытки перепроектировать самолет с целью размещения в нем «увеличенных» J46 оказались неудачны, а время шло, и в конце 1949 года конструкторы, «скрепя сердце», согласились на временную (как им тогда казалось) замену двигателей на менее мощные J34-WE-17 с тягой 2200 кг в форсажном режиме с последующей заменой на J46 (или другие ТРД с подходящими характеристиками), как только это будет возможно.

Беды Х-3 не ограничились двигателями. В ходе продувок в аэродинамической трубе выяснилось, что самолет подвержен вибрациям хвостового оперения (бафтингу). Проблему удалось решить только через полгода увеличением площади горизонтального оперения на 40%.

«Стилетто» рассчитывался на скорости 2-3М, поэтому неизбежным являлся сильный аэродинамический нагрев планера. Это вызвало проблемы с выбором конструкционных материалов. Первоначально основным материалом планера должен был стать алюминиевый сплав 24S-T81, также в конструкции предполагалось использовать (в наиболее термонагруженных узлах) нержавеющую сталь и магниевые сплавы. Но уже в середине 1949 года NACA и ВВС потребовали от «Дугласа» сделать основным конструкционным материалом титан, кроме него, в наиболее чувствительных местах, таких как хвостовая балка, фюзеляж у форсажных камер и в некоторых других использовали легированную сталь. Эта замена сэкономила 179 кг веса. Надо сказать, что в результате Х-3 стал первым американским самолетом, в конструкции которого использовался титан.

30 сентября 1951 года первый опытный самолет (сер. 49-2892), наконец-то, выкатили из ангара на летное поле заводского аэродрома в Санта-Монике (Santa-Monica, шт. Калифорния). Но приключения «Стилетто» не кончились. Выяснилось, что «ненадежно все», и практически все системы самолета - от системы управления двигателями до катапультного кресла - требуют доводки. Доводили долго, к тому же у специалистов фирмы росло убеждение, что Х-3, в общем-то, никому уже и не нужен. Только 9 сентября 1952 года самолет перевезли для начала летных испытаний на авиабазу Эдварлс (Edwards). Тем временем второй опытный самолет, так и не успев достроить, разобрали (часть деталей использовали для достройки «49-2892»). К этому времени военные «обрадовали» конструкторов «Дугласа», сообщив, что J46 под требования Х-3 дорабатываться не будет, и единственным двигателем, пригодным для «Стилетто», остается J34-WE-17.

Первый полет «Стилетто» совершил только 20 октября 1952 года. Его пилотировал шеф-пилот «Дугласа» Уильям Бриджмен (William Barton Bridgeman). Уже на взлете самолет показал свой характер, он оторвался от земли при скорости 386 км/час, что предъявляло высокие требования как к ВПП, так и к квалификации пилота. Самолету катастрофически не хватало тяги двигателей. Не потеряв чувства юмора, Бриджмен заявил по радио сопровождавшему «Стилетто» на F-86 майору Чарльзу Егеру (Charles Elwood Yeager): «Эта штука почему-то не хочет оставаться в воздухе».

Несмотря не столь «специфические» летные качества самолета, испытания продолжались. 28 июля 1953 года Х-3 достиг скорости 1,21 М. Правда, для этого Бриджмену пришлось спикировать под углом 30 градусов с высоты 11 000 метров. 21 октября в полете у правого ТРД оторвалось несколько лопаток турбины. К счастью, полного разрушения и возгорания топлива не произошло, а оторвавшиеся лопатки не нанесли самолету особых повреждений. Бриджмену удалось благополучно посадить самолет, переведя оставшийся ТРД в форсажный режим. К 2 декабря 1953 года Х-3 совершил 25 полетов, и ВВС согласились принять самолет. В декабре 1953 - январе 1954 годов Егер и подполковник Френк Эверест (Frank Kendall Everest) совершили по три приемочных полета на «Стилетто». «Впечатленный» летными характеристиками самолета на малых скоростях, Эверест позже вспоминал: «Это был один из самых трудных в пилотировании самолетов, на котором я когда-либо летал».

«Стилетто» совершил несколько полетов по заданиям NACA. 27 октября 1954 года, во время десятого из них, самолет чудом не погиб. Пилоту Джозефу Уолкеру (Joseph A.Walker) с большим трудом удалось преодолеть возникшую в полете продольную раскачку до того, как она привела к разрушению конструкции. Аналогичные проблемы незадолго до этого привели к катастрофам с тремя самолетами F-100.

23 мая 1956 года Уолкер совершил на Х-3 последний, 51-й, полет. 28 сентября самолет передали Национальному музею авиации, расположенному на авиабазе Райт-Паттерсон (Wright-Patterson), в экспозиции которого он и находится до сих пор.

История Х-3 продемонстрировала как самолет, изначально спроектированный как «прорывной» для исследования полетов на больших сверхзвуковых скоростях, из-за отсутствия соответствующих двигателей, под которые самолет и был спроектирован, в течение всей его не очень долгой и совсем не славной жизни пытались приспособить для использования на режимах, под которые самолет и не был рассчитан. В результате полеты на «Стилетто» можно было охарактеризовать фразой, как-то брошенной Егером: «Риска много, пользы мало». Хотя нельзя не отметить, что самолет дал много опыта инженерам, позднее создававшим самолеты, в самом деле достигшие 3М, такие как А-12. О новизне решений, использовавшихся в конструкции Х-3, свидетельствует то, что на конструкцию самолета был выдан патент.

Самолет «Дуглас» X-3 «Стилетто» представлял собой среднеплан с прямым трапециевидным в плане крылом, профиль крыла ромбовидный с относительной толщиной около 3% (максимальная толщина расположена на 2/3 хорды). Крыло оснащено мощной механизацией (щитками, элеронами и щелевыми закрылками с внешними узлами навески, размещенными в удлиненных подкрыльевых обтекателях). Самолет оснащен весьма совершенной, особенно для того времени, системой спасения пилота. Его кресло катапультируется вниз; оно оборудовано двумя аэродинамическими стабилизаторами и автоматом, отделяющим кресло от пилота на высоте 3400 м или через 3 с после катапультирования, после чего летчик спускается на парашюте. Поскольку при расчетной скорости полета происходит сильный аэродинамический нагрев, в кабине имеется система кондиционирования с водяным радиатором, а передняя часть фюзеляжа охлаждается с помощью принудительной циркуляции топлива под обшивкой. Хвостовое оперение - нормальной схемы с управляемым стабилизатором и рулем направления. Управление осуществляется с помощью необратимых гидравлических бустеров. Шасси трехстоечное с носовым колесом, убирается в фюзеляж. «Стилетто» имел два турбореактивных двигателя J34-WE-17 с форсажной камерой, размещенных бок о бок в средней части фюзеляжа. Между двигателями расположен топливный бак. Воздухозаборники полуовального сечения находятся в верхней части фюзеляжа, непосредственно за кабиной пилота. Воздухозаборники имеют щели для отвода пограничного слоя с поверхности фюзеляжа. Сопла двигателей расположены в средней части фюзеляжа за крылом под хвостовой балкой.

Фюзеляж самолёта отличается весьма большим удлинением (длина втрое больше размаха крыла) и заострённым носом, который переходит в низкий фонарь с острыми гранями. В угоду обтекаемости пришлось поступиться удобствами лётчика, сидящего в слегка наклонном положении в пилотском кресле, смещенном влево от оси самолета.

Самолёт Х-3 являлся летающей аэродинамической лабораторией, и поэтому на нём было установлено большое количество испытательного и экспериментального оборудования, специально разработанного NACA. В фюзеляже размещалось около 550 кг оборудования, на поверхностях самолёта имелось 850 дренажных отверстий для замера давления, 185 электротензометров измеряли нагрузки и напряжения в элементах конструкции, в 150 точках замерялась температура обшивки.

ЛТХ:

Модификация	X-3
Размах крыла, м	6.91
Длина, м	20.35
Высота, м	3.80
Площадь крыла, м2	24.30
Масса, кг
пустого самолета	7300
максимальная взлетная	10160
Тип двигателя	2 ТРД Westinghouse J34-WE-17
Тяга, кгс
нефорсированная	2 х 1530
форсированная	2 х 2220
Максимальная скорость , км/ч
проектная	2200
реальная	1070
Практический потолок, м	11580
Экипаж, чел	1

Доп. информация :

Фотографии:

X-3

X-3

X-3

X-3

X-3

X-3

X-3

X-3

X-3

X-3

X-3

X-3

X-3

X-3

X-3

X-3

X-3

X-3

X-3

X-3

X-3

X-3

X-3

X-3

X-3

X-3

X-3

X-3

X-3

X-3

Кабина пилота X-3

Схемы:

X-3

X-3

X-3

Варианты окраски:

X-3

X-3