Первый реактивный стратегический бомбардировщик BOEING В-47 поступил в распоряжение командования ВВС США в конце 1951 года. Однако этот самолет с максимальной полезной нагрузкой около Ют мог нести в своих отсеках не все типы бомб из ядерного арсенала США того времени и, таким образом, стал всего лишь дополнением к огромному поршневому бомбардировщику В-36. Именно это обстоятельство стало причиной разрабоки тяжелого бомбардировщика В-52, первые модификации которого имели вдвое большую, чем у В-47, взлетную массу, радиус действия около 5500 км и, что самое главное, могли нести водородную бомбу Мк.17 массой 21 т с тротиловым эквивалентом 20 мегатонн.
Появление в СССР зенитных управляемых ракет и сверхзвуковых перехватчиков поставило под сомнение возможность достижения целей в глубине территории СССР дозвуковыми бомбардировщиками. Поэтому в 1954 году ВВС США выдали фирме Convair заказ на постройку сверхзвуковых бомбардировщиков В-58. Действуя с европейских баз, эти самолеты 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 не слишком обольщалось и в отношении бомбардировщика В-58, поскольку этот самолет без дополнительной заправки топливом имел небольшую дальность полета (около 1500 км), да и частые аварии основательно подорвали его репутацию.
В конце 1954 года командующий стратегической авиацией ВВС США генерал Ле Мэй обратился в министерство обороны с просьбой рассмотреть вопрос о создании другого самолета для полноценной замены бомбардировщика В-58, обладающего дальностью полета без заправки топливом в воздухе не менее 11 000 км и скоростью, соответствующей числу М = 3. Такой самолет, для эксплуатации которого были бы пригодны существующие аэродромы и наземное оборудование, планировалось иметь на вооружении ВВС США с 1965 по 1975 год.
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 проек-гу самолета давалось обозначение A/S-110А — «Система Оружия 110А». Схема боевого применения такого бомбардировщика заключалась в приближении к цели на очень эольшой высоте со скоростью, соответствующей числу М = 2, с /величением ее до М = 3 в районе дели. Далее следовала атака эбъекта управляемой ракетой сласса «воздух — земля» с ядерной боеголовкой, после чего бомбардировщик должен был на максимальной скорости удалиться из эайона цели.
По предложению созданной в апреле 1955 года в Райтовском на-/чно-исследовательском центре -руппы по изучению путей реализации этих требований начальник итаба ВВС США приказал начать эазработку проекта WS-1 10А на <онкурсной основе среди шести американских фирм. Главным условием победы в конкурсе было достижение максимально возможной высоты и скорости полета над целью. Поставки серийных самолетов командованию стратегической авиации намечалось начать в 1963 году.
Фирмы представили военно-воздушным силам свои предложения в октябре 1955 года. В следующем месяце фирмам Boeing и North American выдали заказы на проведение проектных исследований самолета. Следует напомнить, что в то время из-за значительного расхода топлива дальние полеты со сверхзвуковой скоростью лимитировались запасом горючего. Поэтому оба проекта предусматривали создание самолета WS-110А с огромными размерами и массой.'
Так, фирма North American спроектировала 340-тонный самолет с крылом, состоящим из трапециевидного центроплана и пары консолей с обратной стреловидностью. В зоне их стыковки располагались топливные баки, вмещавшие по 86 т горючего и обеспечивавшие меж» континентальную дальность полета с большой дозвуковой скоростью. У цели консоли с баками сбрасывались, и самолет для броска к цели и последующего ухода разгонялся до скорости, соответствующей числу М = 2,3.
По поводу этого проекта генерал Ле Мэй с сарказмом заметил: «Это не самолет, а звено из трех самолетов». Ко всему, обеспечить эксплуатацию такого огромного бомбардировщика с использованием существующих аэродромов и наземного оборудования было невозможно. Оба представленных проекта отклонили, а вскоре после этого программу разработки системы оружия WS-1 ЮА ограничили только исследованиями возможности создания такого самолета.
В 1957 году Boeing и North American представили новые предложения по проекту WS-110А. Независимо друг от друга они пришли к выводу, что при использовании высококалорийного синтетического топлива можно достичь сверхзвуковой крейсерской скорости полета, не прибегая к экзотическим компоновкам. Кроме этого, развитие теории полета позволило существенно повысить аэродинамическое качество тяжелой машины, что снижало количество топлива, необходимое для достижения межконтинентальной дальности полета на высокой скорости.
В исследованиях особо преуспела фирма North American, решившая использовать в своем проекте новый принцип увеличения подъемной силы, разработанный NASA. Она провела цикл продувок в аэродинамической трубе, в результате которых было установлено, что аэродинамическое качество существенно повышается благодаря дополнительной подъемной силе, создаваемой скачком уплотнения. На основе этого принципа, весьма похожего на эффект глиссирования быстроходного катера на редане, можно создать самолет, соответствующий требованиям ВВС, независимо от типа применяемого топлива.
В конце лета 1957 года ВВС США, заинтересовавшись этими результатами, продлили программу проектных исследований с тем,чтобы -фЬирмы представили проекты с описанием основных систем. После оценки работ специалистами ВВС в декабре 1957 года предпочтение было отдано проекту бомбардировщика ХВ-70 VALKYRIE («Валькирия») фирмы North American, с которой заключили контракт на строительство 62 самолетов: 12 опытных и предсерийных и 50 — непосредственно для ВВС. Параллельно заключили с фирмой General Electric контракт на создание двигателя J93, способного работать как на обычном, так и на синтетическом топливе. Вся программа оценивалась в 3,3 млрд. долларов.
Часть необходимых научных исследований планировалось провести в рамках программы испытаний дальнего перехватчика F-108 «Рапира» с теми же двигателями J93, который мог развивать скорость до 3200 км/ч и вооружался тремя управляемыми ракетами с ядерными боеголовками. Радиус действия F-108 свыше 1600 км, а перегоночная дальность полета самолета доходила до 4000 км. «Рапиры» должны были прикрывать стратегические объекты от советских бомбардировщиков, похожих на «Валькирию», появление которых на вооружении СССР не заставило бы себя долго ждать в случае принятия В-70 на вооружение.
ВВС США настаивали на ускорении программы разработки самолета В-70 с тем, чтобы первый его полет состоялся в 1961 году (на 18 месяцев раньше намеченного срока) и первое крыло из 12 самолетов можно было бы сформировать к августу 1964 года. Первый этап программы — разработку, постройку и утверждение макета самолета — намечалось завершить к марту 1959 года.
В марте и апреле 1959 года специалисты ВВС проводили инспектирование проекта и строящегося макета самолета. Было предложено внести 761 изменение в проект и 35 изменений в макет. В то время программа разработки самолета В-70 относилась к числу первоочередных. Однако это продолжалось недолго.
Первая неудача в выполнении программы была связана с высококалорийным горючим для двигателей J93 на основе соединений, содержащих бор и водород, — так называемым бороводородным топливом. Оно, безусловно, имело большую калорийность по сравнению с керосином, однако использование его делало выхлопные газы двигателей ядовитыми, заставляя весь наземный персонал работать в состоянии перманентной химической войны. Кроме того, стоимость бороводородного топлива была очень высока, а по расчетам при его сжигании в двигателях J93 дальность полета увеличивалась всего лишь на 10 процентов. Такой прирост посчитали недостаточным для оправдания затрат на разработку и производство нового горючего. Даже несмотря на то, что строительство предприятия для его выпуска было практически закончено, программу разработки бороводородного топлива прекратили, а завод стоимостью 45 млн. долларов так и не был пущен.
Месяцем позже прекратили и разработку сверхзвукового истребителя-перехватчика North American F-108, с двигателями, работающими на бороводородном топливе.
В декабре 1959 года программу разработки В-70 сократили. Новые планы предусматривали постройку всего лишь одного бомбардировщика ХВ-70 без прицельно-навигационной и других боевых систем. Первый полет самолета намечался на 1962 год, а летные испытания продлевались до 1966 года.
Летом 1960 года в Москве на воздушном параде в Тушино был продемонстрирован бомбардировщик М-50 конструкции В.М.Мясищева. Грозный боевой вид новой машины шокировал иностранные военные делегации. Не зная его истинных летных характеристик, американцы немедленно возобновили программу разработки «Валькирии» в прежнем объеме. Но в апреле 1961 года новый министр обороны Роберт Макнамара, большой сторонник ракет, хладнокровно сократил ее до постройки трех опытных бомбардировщиков. На этот раз «Валькирия» выжила только благодаря тому, что ее можно было использовать в качестве носителя ракет Skybolt, которые разрабатывала фирма Douglas.
В январе 1962 года в ответ на очередную угрозу закрытия программа WS-110-А опять подверглась изменениям, и самолет получил обозначение RS-70 — стратегический разведчик-бомбардировщик. Пересмотренная программа предусматривала постройку и испытания трех опытных самолетов. Первые два — исключительно исследовательские — имели обозначение ХВ-70А, а третий (ХВ-70В) с экипажем из четырех человек(два летчика, оператор систем РЭБ и штурман) предназначался для испытания боевых систем.
В марте 1964 года программу вновь сократили, намечалось провести летные испытания только двух опытных ХВ-70А. ВВС США стали изыскивать все возможные и невозможные средства, чтобы вернуть В-70 к жизни как боевой самолет, заявляя, что он может применяться в качестве сверхзвукового транспортного самолета, сохраняемой стартовой ступени боевых космических аппаратов, таких, как «Динозавр», и платформы для запуска баллистических ракет. Даже высказывалось предположение, что он может выполнять функции космического перехватчика, и у ВВС были на то основания. Эксперименты по перехвату спутников начались еще в конце 50-х годов и шли весьма успешно. Например, 13 октября 1959 года с бомбардировщика В-47 запустили ракету WS-199В, которая пролетела в шести километрах от «мишени» — спутника, находившегося в 230 км от поверхности земли. Если бы на ракете имелась ядерная боеголовка, то спутник погиб бы от электромагнитного импульса.
Несмотря на перебои с финансированием и непрекращающиеся дебаты в конгрессе, не обещавшие судьбе самолета ничего хорошего, фирма North American все же строила опытный образец «Валькирии».
ХВ-70 имел аэродинамическую схему «утка», треугольное крыло и трапециевидное переднее горизонтальное оперение. Максимальная взлетная масса самолета оказалась на 11 процентов больше, чем у В-52, а длина с учетом размеров приемника воздушного давления — на 3,3 м больше. Концы треугольного крыла в крейсерском полете отклонялись вниз для повышения путевой устойчивости и уменьшения сопротивления от балансировки при скорости полета, соответствующей числу М = 3. Для управления машиной по крену и тангажу использовались элевоны. Кабина летчиков находилась на высоте 6 м над землей. В большом бом-боотсеке длиной почти 9 м, расположенном между каналами воздухозаборника, можно было разместить ядерные бомбы любого типа. Бомбоотсек закрывался большой плоской сдвижной панелью, которая при открывании съезжала назад.
Первые опытные самолеты ХВ-70А рассчитывались на экипаж из двух человек. Благодаря мощной системе кондиционирования и герметизации члены экипажа надевали лишь легкий летный костюм и шлем с кислородной маской. Это обеспечивало свободу движений и относительный комфорт, чего не было на других высотных и скоростных самолетах. Например, экипаж скоростного F-12 (SR-71) вынужден был летать в скафандрах от космического корабля «Джемини», а летчики высотного U-2 — в специальных костюмах и гермошлемах.
На самолет ХВ-70А установили шесть ТРД J93-GE-3 фирмы General Electric, развивающими с включенной форсажной камерой тягу порядка 14 060 кг каждый. Положительное статическое давление за скачком уплотнения, образующееся у передней кромки клина воздухозаборника, воздействовало на нижнюю поверхность фюзеляжа и крыла и создавало дополнительную подъемную силу. Это позволяло самолету совершать крейсерский полет с малым углом атаки и, следовательно, минимальным лобовым сопротивлением. Воздухозаборник разделялся на два канала прямоугольного сечения клином, имеющим высоту у входа 2,1 м. Длина каждого канала, подающего воздух к трем двигателям, около 24 м. Воздухозаборник регулируемый.
Скачки уплотнения, возникающие на обычном фонаре кабины, резко увеличивают лобовое сопротивление, что недопустимо в полете со скоростью, соответствующей числу М = 3. В то же время при заходе на посадку необходимо обеспечить летчику хороший обзор. Фирма North American выбрала сравнительно простой метод удовлетворения обоих требований: поверхность носка фюзеляжа перед лобовым стеклом и сами лобовые стекла сделаны подвижными. В полете с малой скоростью они опускались, обеспечивая обзор впереди, а в сверхзвуковом полете поднимались, образуя плавный переход носовой части в обводы фюзеляжа. Впоследствии примерно таким же путем решили эту проблему конструкторы пассажирских самолетов Concord и Ту-144, а также опытного бомбардировщика П.О.Сухого Т4 (изд.«100»).
Конструкция ХВ-70 из стали и титана рассчитывалась на длительный полет со скоростью более 3000 км/ч при температуре обшивки до 330 °С.
Еще более важным моментом в истории создания «Валькирии», чем применение новых материалов, являлся переход от клепки и ручной сборки к пайке и сварке конструкции самолета, что сравнимо с такой же революцией в судостроении, где отдельно собираемые отсеки и сварка заменили бесконечное число заклепок. В заводском корпусе, гдер велась сборка ХВ-70, можно было слышать лишь шипение десятков сварочных агрегатов, заменивших традиционные пневмомолотки и пневмодрели, и шуршание фрезерных головок, зачищающих сварные швы. В некоторых местах конструкции, где без клепки обойтись был» нельзя, для экономии веса исполь зовали трубчатые заклепки.
Проблем в конструировании ХВ-70 оказалось настолько много, что North American не могла в одиночку справиться с ними, и часть работ передали другим компаниям, число которых превысило 2000. Самый крупный узел — крыло — изготавливала фирма Boeing.
Когда его изготовили и доставили в сборочный цех, оказалось, что оно не стыкуется с фюзеляжем. С огромными трудностями его удалось приварить вручную. При этом длина непрерывного соединительного сварочного шва достигла 24 м. Отдельно соединялись верхняя и нижняя обшивки крыла. Лонжероны крыла со шпангоутами фюзеляжа сварщики стыковали лежа на крыле через щель в обшивке, которую впоследствии закрыли накладкой.
Во время проектирования самолета очень широко применялись компьютеры. Особенно на фирме Boeing, которая только за счет этого смогла успеть в срок со своим некондиционным крылом.
Первый ХВ-70А построили с опозданием на полтора года. Только 11 мая 1964 года самолет торжественно выкатили из сборочного цеха. На церемонии, посвященной этому событию, директор программы производства ХВ-70 генерал Фрэд Дж.Скалли представил опытный образец бомбардировщика представителям прессы.
Первый полет наметили на август 1964 года. Фирма хотела за три месяца проверить все системы уникальной машины. На самом деле ей понадобилось для этого почти пять месяцев. У другого опытного самолета ХВ-70А в зто время были собраны почти полностью фюзеляж и центроплан крыла. В носовую часть фюзеляжа устанавливали бортовые системы. Облет второй машины намечался на конец 1964 года. Основным отличием этого опытного об-*^(Эазца было небольшое поперечное V крыла (всего 5°). Углы отклонения консолей крыла увеличили на 5°.
Во время последнего этапа наземных испытаний была окончательно отработана ответственная процедура заправки самолета 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 настолько инертным (взрыво-безопасным), насколько этого можно достигнуть в полевых условиях. Дело в том, что горючее использовалось в качестве охладителя некоторых систем самолета и его рабочая температура в полете достигала 1000 °С. Если содержимое кислорода в топливе превысило бы норму, то оно начало бы окисляться и вспыхнуло. Таким образом, если «Валькирию» заправлять традиционным путем, то самолет мог просто взорваться в воздухе.
Для летных испытаний ХВ-70 фирма подготовила два экипажа. Во главе каждого стоял опытный летчик-испытатель фирмы, а вторым пилотом был представитель ВВС. Основной экипаж возглавлял пилот Элл Уайт, второй пилот — капитан Джон Коптон. Дублерами были Джон Шеби и подполковник Фитью Фул-тон. Полеты планировали проводить над малонаселенными районами, простирающимися от базы ВВС Эдварде к штату Юта.
В 8 часов 38 минут 21 сентября 1964 года самолет, управляемый Уайтом иКоптоном, вырулил на старт, и Уайт запросил разрешения на взлет. ХВ-70 должен был совершить перелет на базу Эдварде. Во время разбега его сопровождали два вертолета спасательной службы, а в полете двухместный Т-38.
Еще с одного Т-38 кинооператор снимал на пленку все происходящее с «Валькирией» в воздухе.Носовое колесо «Валькирии» оторвалось от земли на скорости 280 км/ч — и машина начала набирать высоту. Однако убрать шасси не удалось: передняя стойка вошла нормально, а основные только наполовину. Пришлось выпустить шасси и вернуться на аэродром. Через некоторое время отказала система топливной автоматики одного из шести двигателей. Но на этом воздушные приключения ХВ-70 не закончились. Самая большая неприятность ожидала экипаж во время касания земли. Тормозные диски левой стойки шасси заклинило, и от трения загорелись пневматики колес. На всем протяжении двухкилометрового пробега за машиной тянулись клубы черного дыма от горящей резины. После остановки самолета пожар потушили и машину отбуксировали в ангар. Первый полет продлился 60 минут.
На устранение дефектов ушло две недели. Во втором полете в группу сопровождения включили сверхзвуковой В-58. Стойки шасси убрались без замечаний, но сюрприз преподнесла гидравлическая система управления. Небольшая трещина в трубке при рабочем давлении жидкости в 280 кг/см2 привела к снижению давления в системе и переключению на резервный канал. Несмотря на это, самолет добрался до базы Эдварде и приземлился на одной из посадочных полос.
12 октября 1964 года в третьем испытательном полете продолжительностью 105 минут первый опытный образец «Валькирии» достиг высоты 10 700 м и впервые преодолел звуковой барьер, разогнавшись до скорости, соответствующей числу М = 1,1. С самолетов сопровождения заметили, как в момент перехода звукового барьера с некоторых частей самолета от вибрации слетела краска и ХВ-70 после посадки имел весьма потрепанный вид.
В четвертом полете, состоявшемся 24 октября 1964 года, на высоте 13 000 метров первый раз включили систему управления законцовка-ми крыла и вывели на форсажный режим все шесть двигателей. Летчики были довольны пилотажными качествами уникального самолета — «Валькирия» легко управлялась и вела себя устойчиво.
Облет второго опытного образца состоялся 17 июля 1965 года. Немногим позже, 14 октября, на высоте 21 335 метров ХВ-70 достиг скорости, соответствующей числу М = 3. Продолжительность полета на этой скорости должна была быть по программе 5—6 минут, однако уже через две минуты летчики услышали сильный шум и выключили форсаж. Причина шума выяснилась только после посадки. Оказалось, что секция обшивки размером 0,9x0,3 м носка левой консоли крыла, рядом с воздухозаборником внешнего двигателя, была сорвана в полете. По счастливой случайности этот кусок обшивки не попал в двигатели. Осмотр самолета после полета показал, что изогнутая панель обшивки отошла в месте сварного шва и сорвалась, не повредив сотового заполнителя. Ремонт машины занял один день, и испытания продолжились.
8 июня 1966 года полеты ХВ-70 неожиданно прервались — потерпел катастрофу второй опытный образец. В этот день планировалось заснять его полет в сопровождении нескольких истребителей на кинопленку для рекламного фильма. В 8 часов 27 минут утра свои места в кабине заняли Э.Уайт и майор К.Кросс. В воздухе к бомбардировщику должны были присоединиться два самолета Т-38 и истребители F-4 (от ВМС) и F-104 (от ВВС). F-104 пилотировал опытный летчик-испытатель фирмы North American Джон Уокер, который только что закончил полеты на гиперзвуковом Х-15 и должен был перейти на ХВ-70.
Через час, когда самолеты, пробив облачность, выстроились для съемки, F-104, летящий справа от 70-го, задел своим крылом опущенную законцовку крыла «Валькирии», перевернулся через фюзеляж бомбардировщика, отбив ему при этом оба киля, ударился о левый элевон и взорвался. Несколько секунд «Валькирия» продолжала прямолинейный полет, как бы переваривая произошедшее, затем перевернулась через крыло, вошла в штопор и упала. Спастись удалось только Эллу Уайту, который успел катапультировать свою капсулу перед самым падением. Его лежащий на земле парашют заметили со спасательного вертолета в нескольких километрах от обломков ХВ-70. 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 оставался Кросс, разорвало на несколько частей. Вероятно, машина взорвалась еще в воздухе. Элл Уайт поправился, но уже больше никогда не летал.
После этого трагического случая* полеты оставшегося первого самолета продолжались еще два года. В общей сложности он выполнил 83 полета. В 1968 году работы над В-70 были прекращены. 4 февраля 1969 года «Валькирия» взлетела последний раз. Машиной управляли Фиты^. Фултон от North American и Те, Стенфолд от ВВС. ХВ-70 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» продолжала летать, но не согласен платить за полеты». А ХВ-70 попал в Книгу Гиннесса об авиации как самый большой в мире исследовательский самолет.
Окночание статьи: Дорогостоящий эксперимент (Бомбардировщик ХВ-70 Valkyrie) Часть 2.