Архангел из цру. локхид а-1 – а-12

Выкладываю статьи из ЖЖ отечественного глубокоуважаемого коллеги youROKer-а.

В 1955 году в первый раз взлете один из знаков Холодной войны – самолёт-разведчик U-2. Ещё 5 лет данный самолёт будет совсем неуязвим для ПВО СССР. Но необходимость создания самолёта нового поколения для замены U-2 была понята американцами сразу после завершения опробований.

ЦРУ вычисляло, что в следующее десятилетие им пригодиться самолёт со скоростью в 2,5 Мах на высоте в 30 километров. Самолёт должен был быть оснащён водородным реактивным двигателем. Программа по созданию этого самолёта стала называться SUNTAN.

Архангел из цру. локхид а-1 – а-12
Lockheed U-2.

Сначала о существовании данной программы знали 25 человек во всей стране, среди них и ведущий авиаконструктор Lockheed Кэли Джонсон, что и должен был оценить задание и подготовить начальный проект. Работы над SUNTAN велись ещё 3 года, и без того как они хороши отдельного беседы, мы не станем детально разглядывать их в данной статье. Во второй половине 50-ых годов XX века Джонсону стало ясно, что требования, заложенные в эту программу, невыполнимы.

Требовалось создать новые материалы, типы двигателя, создать новые способы и тип топлива его хранения. Исходя из этого он решил сосредоточиться на создании менее стремительного и высотного самолёта на базе двигателей Pratt Whitney JTD11D-20 (будущий J58). ЦРУ разрешило эти работы с привлечением группы инженеров из Skunk Works.

Lockheed CL-400 – итог работы программы SUNTAN. Живописец Jozef Gatial.

В последних числах Апреля 1958 года инженеры приступили к разработке нового самолёта. Первоначально он взял наименование U-3. Это был высокоплан с трапециевидным крылом малого удлинения. Привлекала внимание конструкция хвостовой части самолёта – вертикальное оперение было выполнено в виде очень сильно удлиненного ромба, хвостовая часть корпуса отсутствовала. Сделано это было для уменьшения веса самолёта. Так же для меньшего веса самолёт предполагалось собирать из титанового сплава B120-VCA.

Два двигателя Pratt Whitney J58 размещались под крылом сбоку от фюзеляжа в гондолах.

Lockheed U-3. Обратите внимание на конструкцию хвоста.

В июле 1958 года U-3 превратился в Archangel 1, сокращённо А-1. Наименование Архангел было присвоено этому проекту ЦРУ. Претерпел кое-какие трансформации и сам самолёт.

На самолёт возвратилась обычная конструкция хвоста и фюзеляжа, поскольку конструкция U-3 была не хватает устойчивой к громадным нагрузкам. Так же была увеличена площадь крыла и улучшена аэродинамика двигательных гондол. Большой взлётный вес 43,2 тонны при весе безлюдного самолёта в 18,6 тысячь киллограм.

Скорость самолёта 3 Мах, потолок 28 километров, боевой радиус 3700 километров.

Первые наброски Кэли Джонсона по теме Архангел.

Древесная модель Lockheed Archangel 1.

Проекции Lockheed Archangel 1

В августе того же года для повышения скорости самолёта было решено установить на него дополнительно два прямоточных воздушно-реактивных двигателя диаметром 1,9 метра. Первоначально планировалось установить их на финишах крыла простого Archangel 1, но по окончании опробований в аэродинамической трубе стало ясно, что конструкцию самолёта нужно пересмотреть.

Lockheed Archangel 1с ПВРД на финишах крыла.

Lockheed Archangel 1с ПВРД. Живописец Jozef Gatial.

Машина подверглась важным переделкам. Была уменьшена стреловидность крыла, увеличена площадь хвостового горизонтального и вертикального оперения. Гондолы двигателей были отнесены от фюзеляжа для обтекания и улучшения аэродинамики. На финишах крыла были установлены те же ПВРД диаметром 1,9 метров, вступавшие в работу при скорости 0,95 Мах на высоте 11 километров.

Проект взял обозначение Archangel 2. Большая скорость возросла до 3,2 Мах а большая высота до 32 километров.

Lockheed Archangel 2. Обратите внимание на новое размещение двигателей.

Lockheed Archangel 2. Модель для продувки в аэродинамической трубе.

В октябре 1958 года Джонсон сделал вывод, что лучшей защитой разведчика будет большое уменьшение его радиозаметности, кроме того в ущерб скорости. К сожалению, в тот период ещё не существовало проработанной концепции «стелс», исходя из этого конструкторам приходилось импровизировать и довольно часто принимать необыкновенные ответы. Всего было создано около 15 вариантов Archangel 3, но отыскать данные обо всех них не удалось, так что разглядим только кое-какие.

На то время самый действенным методом добиться уменьшения заметности было уменьшении габаритных размеров самолёта. Следуя данной идее, размер самолёта был уменьшен до 18 метров длины и 10,2 метра размах крыла. На таком мелком планере не имело смысла устанавливать двигатели Pratt Whitney J58 требующие огромного количества горючего.

Вместо них были выбраны более не сильный, но и более экономичные Pratt Whitney JT-12. Гондолы двигателей установили на крыле сверху. На финишах крылья опять размести ПВРД, но уже диаметром в один метр. Весьма интересно что, по сути, двигатели поменялись местами. Предполагалось, что для экономии горючего Pratt Whitney JT-12 будут употребляться лишь для взлёта, посадки, комплекта высоты и для скоро ускорения самолёта, во всё другое время полёт происходил на ПВРД.

Так же для уменьшения радиозаметности отказались от хвостового горизонтального оперения. Все эти ухищрения разрешили вписать в размеры истребителя самолёт с чертями от Archangel 1: скорость самолёта 3 Мах, потолок 28 километров, боевой радиус 3700 километров.

Lockheed Archangel 3. Сравните с размерами прошлых самолётов.

Но на этом инженеры Skunk Works не остановились и продолжили наращивать радионезаметность самолёта. На Archangel 3-2 было решено переработать конструкцию ПВРД, поскольку в соответствии с опробованиям они серьёзно увеличивали действенную площадь рассеивания самолёта. Для этого на финишах крыла установили прямоугольные гондолы с закруглёнными крыльями, разместив в них по 2 ПВРД диаметром в 0,6 метра, что в сумме давало расход и мощность горючего схожую с прошлым вариантом.

Расчёты продемонстрировали, что с этими гондолами действенная площадь рассеивания (потом ЭПР) уменьшится. Так же было переработано шасси для облегчения взлёта.

Lockheed Archangel 3-2. Обратите внимание на гондолы на финишах крыльев.

По окончании было решено убрать с крыла Pratt Whitney JT-12., так как при таком размещении они так же увеличивали ЭПР самолёта. Их разместили опять сбоку от фюзеляжа, как и на самых ранних проектах. Была пересмотрена и конструкция воздухозаборников для них. Вынос двигателей с крыла разрешил размещать под крылом подвесные топливные баки для повышения дальности полёта.

Оказавшийся проект назвали Archangel 3-3.

Lockheed Archangel 3-3 с подвесными топливными баками.

И всё равняется по окончании всех этих ухищрений заметно снизить ЭПР довольно простого Archangel 3 не получалось. Исходя из этого конструкторы решили ужать фюзеляж самолёта и пересмотреть конструкцию крыла. Мы знаем прототип под наименованием Archangel 3-5. Самолёт приобрел новое более стреловидное крыло, был серьёзно уменьшен диаметр фюзеляжа самолёта, незначительно уменьшили и длину самолёта.

Всё это понизило боевой радиус самолёта до 2500 километров но так же понизило и ЭПР.

Lockheed Archangel 3-5.

В будущем инженеры продолжили опыты с уменьшением ЭПР, и с каждым из них самолёт становился всё меньше и меньше похож на себя. Так в Archangel 3-10 уже практически нереально определить изначальный Archangel 3. Пропали ПВРД, кили были установлены ближе к финишам крыльев, двигателей Pratt Whitney JT-12 стало 4, кардинально изменилась конструкция фюзеляжа. К сожалению предположительные ЛТХ этого прототипа не известны.

Lockheed Archangel 3-10.

Параллельно работам над Archangel 3 отдельная команда инженеров намерено разрабатывала фюзеляж с минимальной ЭПР. В ноябре они представили собственный проект Archangel 4. Оказавшийся у них самолёт кроме того у умелых конструкторов приводил к ощущению, что перед ними космический истребитель из научной фантастики. Самолёт ещё уменьшился довольно Archangel 3 – долга фюзеляжа 17 метров, размах крыла 10,5 метров.

На самолёте был установлен лишь один двигатель Pratt Whitney JT-12, размещённый в фюзеляже самолёта. Воздухозаборник разместили под фюзеляжем. На финишах крыльев устанавливались ПВРД диаметром один метр. Все ЛТХ самолёта соответствовали Archangel 3.

Lockheed Archangel 4.Обратите внимание на размещение воздухозаборника.

Lockheed Archangel 4-2. Обратите внимание на более плавную гарготу. Живописец CiTrus90.

По окончании рассмотрения проекта Archangel 4 группой инженеров во главе с Келли Джонсоном было решено, что вероятно ещё уменьшить самолёт. Решения, использованные в конструкции для уменьшения ЭПР (действенная площадь рассеивания) были сохранены, что с уменьшением размера корпуса делало самолёт практически невидимым для радаров. С длиной фюзеляжа в 17,7 метров и размахом крыла в 10 метров Archangel 5 можно считать одним из самых мелких Архангелов во всём семействе. Вес самолёта составил всего 23 тонны.

Но самая интересной в проекте была двигательная установка. Она складывалась из двух Pratt Whitney JT-12 расположенных над крылом и с очень ограниченным запасом горючего. Предполагалось, что эти двигатели будут употребляться лишь для взлёта, набора и посадки высоты.

Главным двигателем был прямоточный реактивный монстр с диаметром в 2,1 метра, прямоугольный воздухозаборник был расположен под фюзеляжем. Вдобавок ко всему этому в киле самолёта установили форсажный ракетный двигатель на жидком горючем с тягой 5 тысячь киллограм. В соответствии с расчётам самолёт большая скорость самолёта – 3 Мах, потолок — 26 километров и боевой радиус – 2500 километров. В остальных моментах самолёт был схож с Archangel 4.

Archangel 5. Обратите внимание на размещение разных двигателей.

По окончании более подробных расчётов стало известно, что кроме того в случае если разместить топливные баки везде, где возможно и где запрещено – боевой радиус Archangel 5 не превысит 1500 км – это было не хватает для ЦРУ. Инженерам было нужно пойти на повышение самолёта.

Для Archangel 6 была выбрана новая конструкция – дельтавидное крыло, конструкция фюзеляжа являлась развитием идей Archangel 4 и 5, но было решено отказаться от толстого вписанного в конструкцию киля в пользу двух килей, размещённых на крыле и заваленных законцовками вовнутрь, любой на 15 градусов. Такая конструкция разрешила избежать идеально отражающего радиоволны прямого угла.

В качестве двигательной установки опять был выбран Pratt Whitney J58, модернизированный для меньшего расхода горючего и оснащённый форсажной камерой. В дополнении к нему устанавливались два прямоточных двигателя диаметром 0,9 метра. Было подготовлено множество вариантов Archangel 6, но известны сейчас только кое-какие.

Так в Archangel 6-5 для уменьшения веса было использовано отбрасываемое тяжёлое шасси при взлете, посадку изрядно полегчавший самолёт должен был выполнять на собственное более лёгкое шасси. Масса самолёта составила 28,5 тысячь киллограм. Предполагалось, что Archangel 6-5 сможет развить скорость в 3,2 Мах, иметь потолок в 27 километров и боевой радиус в 2400 километров.

Размеры самолёта: протяженность фюзеляжа 19,5 метров, размах крыла 14,4 метров, высота 7 метров.

Archangel 6-5.

На следующем самолете Archangel 6-6 для уменьшения веса было решено отказаться от Pratt Whitney J58 и применять лишь два прямоточных реактивных двигателя диаметром 1,2 метра. Для взлёта предполагалось применять намерено созданную катапульту, посадка осуществлялась на облегчённое шасси от Archangel 6-5. Так же на самолёт вдобавок к двум килям был установлен третий киль, на фюзеляже, спроектированный для отражения радиолучей.

В нём предполагалось разместить дополнительные топливные баки. По габаритам самолёт не отличался от Archangel 6-5, но был легче его на 2 тонны. Боевой радиус самолёта возрос до 2650 километров, остальные ЛТХ так же соответствовали Archangel 6-5.

Archangel 6-6. Обратите внимание на дополнительный третий киль.

В будущем от идеи применения лишь прямоточных двигатель отказались и вернули Pratt Whitney J58 с двумя прямоточными реактивными двигателями диаметром 0,9 метра. Отказались и от третьего киля, конечно возвратились к применению обычного шасси. Всего было подготовлено около 16 разных вариантов Archangel 6. Так в варианте Archangel 6-9 было использовано крыло с большей стреловидностью, и незначительно увеличена протяженность самолёта.

Подобные трансформации разрешили довести дальность самолёта до отметки Archangel 6-6 без радикальных ответов и с сохранением обычного шасси. Вес самолёта составил 29,4 тонны. Одним из необыкновенных ответов на Archangel 6-9 стал загиб крыла вверх под углом15 градусов по типу законцовок.

Предполагалось, что это уменьшит расход горючего и ЭПР самолёта. Так же рассматривалась возможность установки переднего горизонтального оперения для большей манёвренности самолёта.

Archangel 6-9. Так же изображён вариант с передним горизонтальным оперением.

Lockheed Archangel 6-9. Модель для продувки в аэродинамической трубе. Рядом модель Archangel 12.

В январе 1959 года эксперты из ЦРУ изучили подготовленные проекты Archangel 4, 5 и 6 и пришли к неутешительным выводам – при постройки любого из этих прототипов их дальность полёта будет недостаточной и серьёзно различаться от проектной. Все вероятные резервы дальности уже были исчерпаны. Так же было отвергнуто предложение Джонсона о перепроектировании Archangel 4либо 5 для размещения на намерено созданном самолете носителе.

Такое ответ серьёзно подняло цену проекта, а применение уже существующих бомбардировщиков в качестве носителей было нереально из-за конфликта заинтересованностей между ВВС и ЦРУ. Было решено отказаться от концепции большого уменьшения ЭПР самолета, и возвратиться к начальной концепции большой скорости и высоты полёта. О незаметности самолёта стоит думать только во вторую очередь и в случае если это не повлияет на остальные чёрта.

Инженеры конструкторской группы Skunk Works решили не мудрить и для Archangel 7 решили применять наработки по начальным проектам Archangel 1 и 2, легко уменьшив их. Было подготовлено три проекта Archangel 7. Их неспециализированной чертой стало возвращение к классической самолётной компоновке, различия в размещениях крыльев и воздухозаборников.

На всех трёх проектах употреблялась однообразная двигательная установка, схожая с установкой на Archangel 6. В качестве главного двигателя выступал уже прижившийся Pratt Whitney J58, на финишах крыла модернизированные прямоточные реактивные двигатели Marquardt XPJ-59 диаметром 0,9 метра. Однообразные были и ЛТХ прототипов. При весе самолёта в 32 тонны он имел возможность развить скорость в 3,3 Мах, имел потолок в 28 километров и боевой радиус 3050 километров.

Размеры самолёта: долга – 28,6 метров, размах крыла – 14,5 метров, высота – 7 метров. К сожалению изображений Archangel 7-1 не нашлось.

Низкоплан Archangel 7-2.

Высокоплан Archangel 7-3

К сожалению информации о проектах Archangel 8 и 9 не удалось отыскать. В некоторых источниках говорится о том что под этим наименованиями проходили проекты переделки Archangel 4 и 5 для размещения на самолётах-носителях, в других говорится о том что эти проекты представляли собой развитие Archangel 7. Подтвердить либо опровергнуть эти сведенья до тех пор пока запрещено.

В феврале 1959 года стало совсем ясно, что проект Archangel зашёл в тупик. При всех изысканиях не получалось серьёзно расширить дальность полёта и высоту. У Джонсона не оставалось выбора, как сделать ещё один ход назад и возвратятся к размерам начальных проектов, но применять новый дизайн. Так показался проект Archangel 10. От прошлых вариантов он отличался несложным и элегантным дизайном.

Долгий цилиндрический фюзеляж с острыми финишами, дельтавидное узкое крыло с прямыми финишами, расположенное над фюзеляжем. Для стабильности в полёте был использован громадный вертикальный киль, без горизонтального оперения. Два новых замечательных реактивных двигателя General Electric J93-3 были размещены под крылом.

От применения прямоточных двигателей отказались совсем. На самолёте было использовано шасси велосипедного типа, без дополнительных стоек. Оказавшийся самолёт владел красивой аэродинамикой, но о речи и радарной незаметности не было. Но при весе самолёта в 39 тысячь киллограм были достигнуты характеристики лучше, чем у 61тонного Archangel 2. Скорость самолёта в 3,4 Мах, потолок 27,5 километров, боевой радиус 3700 километров.

Размеры самолёта: долга 33,5 метра, размах крыла 14 метров, высота 5,8 метров.

Archangel 10. Сейчас чем-то напоминает XB-70 Valkyrie.

Модели Archangel 10 в аэродинамической трубе.

Следующий проект Archangel 11 слабо отличается от прошлого. Главным трансформацией стала установка вместо двигателей General Electric J93-3 «ветхих» Pratt Whitney J58, что потребовало мало поменять строение двигательных гондол. Сам самолёт был мало увеличен: долга 35,5 метров, размах крыла 17 метров, высота 6,5 метров.

На самолёте так же была установлена совокупность дозаправки в воздухе, конечно поменяно шасси для большей устойчивости. Всё это разрешило расширить высоту полёта до 28,6 километров без трансформации вторых черт.

Archangel 11. Обратите внимание на отличие в конструкции гондол и шасси.

В июле 1959 года проект Archangel 11 был одобрен ЦРУ и рекомендован к постройке. Но Келли Джонсон выступил с инициативным предложением по разработке на базе Archangel 11 самолёта с уменьшенным ЭПР и представил проект Archangel 12. Этот проект и станет широко известным SR-71 Blackbird, но это уже вторая история.

Archangel 12. Первый вариант.

Archangel 12 с передним горизонтальным оперением.

Модель Archangel 12 для опробований в аэродинамической трубе.

Источники:
Goodall and Miller, Lockheed s SR-71 ‘Blackbird Family.Whittenbury, John R., From Archangel to Oxcart: Design Evolution of the Lockheed A-12, First of the
Blackbirds.
Johnson, Clarence L., Archangel Log.
Peter W. Merlin, Design and Development of the Blackbird: Challenges and Lessons Learned.Paul A. Suhler, From Rainbow to Gusto : Stealth and the Design of the Lockheed Blackbird.

Примечание администрации.

Отечественный сотрудник покинул сайт и исходя из этого поделиться мнением относительно статьи с ее автором возможно тут: http://youroker.livejournal.com/21742.html

ULTRASECRET LOCKHEED A-12 OXCART Turbine Modell Jet father of the SR-71 Blackbird

Увлекательные записи:

Похожие статьи, которые вам, наверника будут интересны: