Вертикальный взлёт

Впервые на практике управление вектором тяги было применено не в самолете, а в ракете - знаменитой V2 конструкции Вернера фон Брауна. Эта ракета оборудовалась жидкостным двигателем тягой порядка 25000 кгс, работавшим на смеси этилового спирта и жидкого кислорода, сжигаемой в темпе приблизительно одна тонна за семь секунд. Для управления служили небольшие аэродинамические рули, расположенные на нижней кромке стабилизаторов, а также находящиеся в потоке истекающих продуктов сгорания газовые руги — графитовые пластинки, при отклонении изменяющие вектор тяги. В дальнейшем управление потоком истекающих газов стало важным элементом системы управления многих ракет. Но вернемся к самолетам.

Обретение самолетом способности вертикального взлета и посадки с самого начала принесло конструкторам множество проблем. Касалось это как аэропланов с винтовым приводом, так и с реактивным. После Второй мировой войны винтовой привод для боевых самолетов (в особенности для истребителей и истребителей-бомбардировщиков) исчерпал свой потенциал, несмотря на создание турбовинтового двигателя, на первый план вышли двигатели турбореактивные. Основное внимание конструкторов, занимавшихся проблемой вертикального взлета и посадки, сосредоточилось именно на ТРД.

Первые серьезные разработки в области управления вектором тяги относятся к первой половине 50-х гг. XX века. В то время французский конструктор Мишель Вибо спроектировал устройство вертикального взлета, основанное на использовании т.н. «холодной тяги» - не горячих газов двигателя, а нагнетаемого под высоким давлением воздуха. Разработанный им проект одноместного истребителя имел четыре радиальных компрессора, расположенных перпендикулярно оси самолета и приводимых попарно через два редуктора и вал от турбовального двигателя. В качестве силовой установки был выбран наиболее мощный из создаваемых в то время двигателей — «Бристоль» «Орион» (8000 л.с.). Компрессоры нагнетали воздух в сопла, расположенные попарно по бортам фюзеляжа. В этом проекте уже был заложен ключевой элемент, позволивший впоследствии создать систему вертикального взлета как для «Харриера», так и для Як-38 — поворотные сопла, на взлете и посадке создававшие вертикапь-ную тягу, а в поступальном полете — горизонтальную. Правда, Мишель Вибо не учел серьезной проблемы, связанной не столько с самими вертикальными взлетом и посадкой, сколько с управляемостью в тех двух фазах и на переходе от вертикального полета к горизонтальному (и обратно). Вся сложность этой проблемы вскрылась только тогда, когда начали создавать опытные платформы для отработки вертикального взлета и посадки, снабженные турбореактивными двигателями. Такие платформы представляли собой простейшие устройства, лишенные возможности управления вектором тяги — ТРД попросту устанавливался вертикально. Оказалось, что управление такими платформами в режиме висения является крайне трудным — ведь обычные аэродинамические поверхности для этого не годились. Пришлось создавать реактивные (газовые) рули, использующие воздух, отбираемый от компрессора высокого давления несущего ТРД.

Типичным пример такого чисто исследовательского летательного аппарата может служить «Турболет» — платформа, созданная в середине 50-х гг. в ЛИИ им. М.М. Громова под руководством Сергея Константиновича Туманского, одного из лучших советских конструкторов авиадвигателей и первого, начавшего заниматься проблемами вертикального взлета. В разработке аппарата принимали участие В.Н. Матвеев, Г.М. Лапшин, А.И. Квашин (создавший газовую систему управления), а также академик А.Н. Рафаэ-лянц. На «Турболете» применили безфорсаж-ный ТРД РД-9БП тягой 2835 кг, установленный вертикально. Испытания, начавшиеся летом 1956 г., показали, что помимо уже указанных проблем с управлением, возникают и другие. Прежде всего, ТРД «неблагосклонно» отнесся к новому расположению — в вертикальном состоянии барахлили системы смазки и подачи топлива. Кроме того, хотя горячие газы, отражаемые от поверхности земли, рассеивалась, большая их часть поднималась вверх, попадая в воздухозаборник ТРД. Эти газы имели более высокую температуру, чем окружающий воздух, меньшую плотность и гораздо меньшее содержание кислорода, необходимого для сгорания топлива. В итоге двигатель работал с перебоями, то набирая, то теряя тягу, что делало управление «Турболетом» ешё более трудным. От летчика-ис-пытателя требовалось недюжинное самообладание и отвага, чтобы справиться со столь норовистым аппаратом. К тому же, не была решена проблема охлаждения быстро перегревавшегося двигателя.

Подобный летающий стенд несколько ранее построила в Великобритании фирма «Роллс-Ройс». Аппарат получил обозначение TMR (Thrust Measuring Rig), но аэродромная братия прозвала его Flying bedstead — «летающая кровать». Действительно, его конструкция весьма напоминала этот предмет интерьера - трубчатая рама с установленными на ней двумя ТРД и сиденьем пилота. Примененные на TMR двигатели «Нин» развивали тягу 2500 кгс. Они устанавливались горизонтально, сопловыми частями друг к другу. Поток горячих газов из сопел направлялся в общий коллектор, где отклонялся на 90 градусов и отбрасывался под аппарат. Поначалу аппарат испытывался на привязи, а 3 августа 1954 г. «летающая кровать» отправилась в первый свободный полет, продолжавшийся 10 минут. В ходе его TMR достиг высоты 30 м и скорости полета 25 км/ч. Так же, как и на советском «Турболете», на «летающей кровати» применили газовую систему управления.

Но вернемся к французскому инженеру и его проекту. Вибо пытался заинтересовать им французские власти, но те проект отвергли. После этого конструктор опубликовал основные положения своего проекта в небольшой брошюрке. В 1956 г. книжечка попала в руки полковника ВВС Джона Дрисколла, руководителя Программы совместного развития вооружений (Mutual Weapons Development Program — MWDP), штаб-квартира которой находилась в Париже. Полковник увидел в проекте огромный потенциал и связался с автором. С того момента события разворачивались с головокружительной быстротой. Дрисколл сотрудничал с очень талантливым британским инженером, специалистом в области авиационных силовых установок Стэнли Хукером, техническим директором фирмы «Бристоль Аэро Энджинз». Тот после знакомства с брошюрой подтвердил значительный потенциал, кроющийся в предложении Вибо, хотя и высказал некоторые сомнения, вызванные, скорее, не скептицизмом, а реальной оценкой технических проблем, которые предстояло преодолеть на пути к практической реализации идеи управления вектором тяги. Пути их решения были намечены в ходе состоявшегося в начале 1957 г. «мозгового штурма» с участием трех главных персонажей - Вибо, Хокера и нового руководителя парижского бюро MWDP полковника Виллиса Чапмэна. Именно на этой встрече Хукер нарисовал эскиз ставшей классической схемы турбореактивного двигателя для самолета вертикального взлета, снабженного четырьмя соплами: двумя передними, отводящими сжатый воздух от компрессора, создавая тем самым «холодную тягу», и двумя задними, отводящими горячие газы. Все четыре сопла были способны поворачиваться на угол до 90 градусов - от горизонтального положения до вертикального, направленного вниз. На фирме «Бристоль» немедленно начались работы над таким двигателем, получившим первоначально обозначение ВЕ.53, а позже - «Пе-гасус» 1. Вибо стал консультантом проекта. Увы, вскоре он скончался, так и не увидев воплощения своей идеи...

Дело оставалось за малым - приделать к двигателю самолет. Благодаря счастливому стечению обстоятельств, через представителя фирмы «Хоукер» во Франции Герри Морела (кстати, француза по национальности) проект двигателя попал к Сиднею Кэмму, главному конструктору фирмы, творцу таких известнейших истребителей как «Харрикейн», «Тайфун» и «Темпест». Кэмм сразу разглядел в новом двигателе огромные возможности,и буквально от руки набросал эскиз самолета, после чего отправил Хукеру короткую телеграмму следующего содержания: «Дорогой Хукер! Что ты предполагаешь делать в дальнейшем со своим двигателем для вертикального взлета? С уважением, Сидней». И ждал ответа с готовым проектом самолета, получившего индекс Р.1127. Ждал три месяца. В конце марта 1957 г. его терпение лопнуло, и Кэмм набрал номер телефона Хукера. А поскольку Кэмм был человеком вспыльчивым, то разговор шел на повышенных тонах:

Кэмм: — Когда приедешь ко мне со своим чертом ?
Хукер: — О чем ты говоришь?
Кэмм: — О твоем новом несущем двигателе, дурак! У меня готов тюнер для него! Ты уже давно должен был мне его показать!

Стоит добавить, что в оригинале Сидней Кэмм обратился к Хукеру со словами: «...you bloody fool!», что в буквальном переводе означает «...ты, кровавый дурак!» и является в английском языке гораздо более «крепким» выражением, чем просто «fool» — «дурак». Таким образом, Кэмм недвусмысленно выразил свою заинтересованность в новом двигателе. Эффект был ошеломительным: уже на следующий день состоялась встреча Кэмма и Хукера, давшая начало «Харриеру» - самому массовому на сегодняшний день самолету с вертикальным взлетом.

В Советском Союзе разработка самолета вертикального взлета также началась благодаря тесному сотрудничеству авиаконструкторов и двигателистов — конструкторских бюро А.С. Яковлева и С.К. Туманского. К 1961 г. было готово несколько эскизных проектов «вертикалок». Для практической реализации выбрали один из них - истребитель-бомбардировщик с двумя подъемно-маршевыми двигателями Р21 -300 тягой по 4200 кгс. Эти ТРД устанавливались по реданной схеме, традиционной для истребителей Яковлева (по такой схеме строились, в частности Як-15 и Як-23), а их поворотные сопла находились в средней части фюзеляжа — у центра тяжести. Полномасштабная разработка самолета была санкционирована постановлением Совета Министров СССР в октябре 1961 г. Проект получил обозначение «изделие В», а его созданием руководили С.Г. Мордовии, О.А. Сидоров и В.Н. Павлов. К 1963 г. построили четыре опытных экземпляра, а в 1964-1966 гг. провели их испытания. К тому времени самолет уже именовался Як-36. Увы, ввиду слишком низких летных данных, перспектив попасть в серию он не имел. Да и саму схему с двумя двигателями признали не слишком удачной для самолета вертикального взлета — она требовала точной синхронизации тяги двигателей на режимах взлета и посадки, а также потенциально была более аварийной. Таким образом, конструкторы встали перед необходимостью радик&льно-го перепроектирования самолета. Отставание от британских инженеров, создававших «Хар-риер». в этом случае могло сыграть на руку — можно было «подсмотреть» уже готовые конструкторские решения. В 1967-1968 гг. в недрах якоатевского конструкторского бюро велись жаркие дебаты по поводу облика нового самолета. Сам генеральный конструктор, ссылаясь на опыт британцев, настаивал на создании однодвигательной машины, снабженной единым подъемно-маршевым ТРД. Его заместитель Мордовии оказался в оппозиции - он предлагал самолет с комбинированной силовой установкой, состоящей из подъемно-маршевого двигателя и двух дополнительных подъемных ТРД, установленных вертикально и работающих только на взлете и посадке. В инициативном порядке он выполнил эскизный проект, приложив необходимые расчеты, которые оказались убедительными - Министерство авиационной промышленности одобрило проект Мордовина, а 27 декабря 1967 г. вышло поста-ноыение Совмина СССР, предусматривавшее создание самолета вертикального взлета и посадки Як-ЗбМ, оборудованного одним подъемно-маршевым и двумя подъемными ТРД. В постановлении самолет классифицировался чдк легкий штурмовик - было очевидно, что с предлагаемым составом силовой установки его характеристики не дотянут до истребительных. Так началась история Як-38...

«Пегасус» — сердце «Харриера»

Успех британского самолета вертикального валета и посадки, пожалуй, в первую очередь был обеспечен его уникальной силовой установкой. Стоит остановиться на её развитии чуть подробнее. Как уже отмечалось, М. Вибо предлагал для своей «вертикалки» турбоваль-ный двигатель «Орион» с механическим приводом компрессоров, нагнетающих воздух и тем самым создающих подъемную силу. С. Хукер существенно переработал концепцию силовой установки. Вместо угловых редукторов и валов, приводящих четыре вентилятора, он предложил применить один редуктор с передаточным числом 1:5,1, приводящий в действие двухступенчатый компрессор низкого давления, взятый от нового ТРД «Бристоль» «Олимпус» В01.21. Воздух от компрессора подавался в поворотные сопла, расположенные по обе стороны двигателя. Проект такой силовой установки получил индекс ВЕ.48, но в металле он не воплощался. На его основе разработали проект ВЕ.52, в котором турбовальный двигатель «Орион», приводивший компрессор, заменили более простым, легким и дешевым «Орфеусом». Но и это изделие осталось лишь на бумаге. Следующий проект под индексом BE.53 представлял собой более продуманную и технологичную конструкцию: теперь передний компрессор представлял собой интегральную часть двигателя. Такие изменения получили одобрение М. Вибо, и в декабре 1956 г. он совместно с Гордоном Льюисом, одним из конструкторов фирмы «Бристоль», запатентовал компоновку самолета вертикального взлета и посадки, весьма напоминавшую будущего «Харриера».

Те исторические патентные рисунки представляют двигатель с двумя передними «холодными» соплами, в которые подается воздух из-за вентилятора и двумя задними «горячими» соплами. Вентилятор и главный вал ТРД вращаются в противоположных направлениях — это нивелирует возможность появления больших гироскопических моментов при маневрировании самолета в режиме висения, когда такие моменты невозможно парировать обычными аэродинамическими рулями. Предусмотрена возможность сжигания дополнительного топлива в струе воздуха, вылетающего из сопел низкого давления -т.е., попросту говоря, форсирования двигателя, увеличения его тяги за счет повышенного расхода топлива. Правда, реализацию режима форсирования отложили «на потом», опасаясь технических проблем. Без форсажа BE.53, согласно расчетам, мог развить тягу 8000 фунтов (3630 кгс).

Согласно достигнутым договоренностям, 75% финансирования работ по созданию BE.53 осуществлялось по линии MWDP, а президент «Бристоля» Реджинальд Вердон Смит согласился покрыть остаток расходов. После передачи первых материалов по BE.53 на фирму «Хоукер» появилась возможность приступить к проектированию самолета, ис-

ходя из габаритных и динамических характеристик двигателя. Сидней Кэмм поручил это двум молодым конструкторам - Ральфу Хуперу и Джону Фозарду. 28 июня 1957 г. Хупер представил первые эскизы самолета с управлением вектором тяги. На этой стадии сопло ТРД было неподвижным, и только передние «холодные» сопла предполагалось выполнить поворотными — то есть, на выходе получался самолет не вертикального, а лишь укороченного взлета. В течение лета специалисты «Бристоля» существенно переработали проект BE.53/2 - тогда он и получил наименование «Пегасус» 1. В его конструкцию ввели запатентованное Вибо и Льюисом решение по противоположному вращению вентилятора и главного вала, единый воздухозаборник вместо сложной конструкции с отдельными воздухозаборниками для вентилятора и компрессора высокого давления, а также сделали поворотными и задние, «горячие» сопла. Введение противоположного вращения вентилятора и вала стало возможным благодаря отказу от вентилятора ТРД «Олимпус» — вместо него конструкторы «Бристоля» спроектировали новый компрессор низкого давления с околозвуковыми лопатками.

Уже в августе 1957 г. был представлен новый эскизный проект самолета под индексом Р.1127, фюзеляж которого буквально построили вокруг «Пегасуса» с его четырьмя соплами, размешенными у центра тяжести машины. Для управления в режиме висения предусмотрели систему маленьких воздушных сопел, расположенных на концах крыла и фюзеляжа. Воздух к ним подавался от первых двух ступеней компрессора. Самолет представлял собой одноместный высокоплан, штурмовик и разведчик с возможностью вертикального взлета и посадки. Однако расчетная дальность полета при вертикальном взлете была слишком малой. Проект требовал дальнейшей проработки, и, прежде всего, следовало поднять тягу двигателя, что позволяло увеличить взлетную массу, а значит — и запас топлива на борту. С этой целью конструкторы «Бристоля» применили в двигателе компрессор высокого давления от двигателя «Орфеус» 6, благодаря чему тяга новой модификации — BE.53/3 «Пегасус» 2 — возросла до 11000 фунтов (4990 кгс; напомним, что речь идет о расчетных параметрах, поскольку в металле «Пегасуса» ешё не существовало). Осенью 1957 г. в проект Р.1127 внесли ещё одно серьезное изменение, применив велосипедное шасси с носовой и основной (двухколесной) стойками под фюзеляжем и двумя небольшими вспомогательными стойками на законцовках крыла. Такое решение позволило поднять крыло выше и обеспечить его демонтаж в случае замены двигателя, так сказать, «через крышу».

 Долгий путь к «Харриеру»

Как и всякий принципиально новый летательный аппарат, самолет вертикального взлета доставил своим конструкторам немало хлопот, а при его создании пришлось решать массу технических проблем. Однако жизненный путь «Харриера» едва не прервался в самом начале - и причины тому были сугубо политические. Дело в том, что «ракето-мания» отнюдь не была уделом одного лишь советского лидера Н.С. Хрущева. В Великобритании как раз в 1957 г., когда облик вертикально взлетающего боевого самолета стал принимать реальные очертания, опубликовали «Белую книгу» по вопросам обороны, провозгласившую сворачивание работ в области пилотируемой авиации и приоритетное развитие ракетного оружия. Британское правительство не проявило заинтересованности в проекте Р.1127. Выручка пришла со стороны структур НАТО в лице все той же программы MWDP. Усмотрев в проекте значительный потенциал, программа продолжила финансирование работ по совершенствованию двигателя «Пегасус», выделив в начале 1958 г. 75% средств для изготовления шести опытных экземпляров ТРД (остальную четверть финансировала из своих средств фирма «Бристоль»). Одновременно была санкционирована разработка единых тактико-технических требований НАТО к легкому самолету вертикального (укороченного) взлета и посадки. предназначенного для непосредственной поддержки сухопутных войск и тактической разведки. Первоначальная их редакция фактически была «списана» с предполагаемых характеристик Р.1127. И хотя дискуссии вокруг требований длились несколько лет, дело было сделано — интерес к самолету вертикального взлета и посадки обозначился на самом высоком уровне. В такой обстановке британское правительство уже не могло попросту игнорировать проект, и в июне 1958 г. министерство снабжения приняло решение о продолжении разработки Р.1127 под патронатом правительства. Несколькими месяцами позже к исследованиям подключилось NASA — Национальное аэрокосмическое агентство США, построившее и испытавшее в свободном полете модель самолета в масштабе 1:6, а также проведшее цикл продувок в натурной аэродинамической трубе. Британским конструкторам открыли доступ к материалам, собранным в США в ходе исследований по тематике СВВП, а летчики-испытатели «Ха-укер Сиддли» Билл Бедфорд и Хьюго Ме-зервезер прошли цикл тренировок в США. Они совершали полеты на вертолете H03S-1, снабженном системой регулирования устойчивости (благодаря этому имитировалось поведения СВВП в режиме висения), на экспериментальном СВВП Х-14, а также провели тренировки на специальном тренажере самолетов вертикального взлета и посадки, имевшемся в исследовательском центре Амес. В марте 1959 г. фирма «Хаукер Сиддли» решила о финансировании постройки двух прототипов, что способствовало значительному ускорению работ. Таким образом, с самого начала «Харриер» не был чисто британским проектом. Более того, если бы международное содействие, этот самолет, вероятнее всего, так и остался лишь эскизным проектом!

Определяющими для дальнейшего развития проекта Р.1127 были работы по созданию двигателя. В сентябре 1959 г. на стенде был впервые запушен ТРД «Пегасус» 1, показав тягу 9000 фунтов (4080 кгс). В феврале 1960 г. состоялся первый пуск «Пегасу-са» 2, развившего 10000 фунтов (4535 кгс), но этот параметр был явно недостаточен, особенно в свете проблем, вскрывшихся при испытаниях в США экспериментального СВВП «Белл» Х-14. Эта машина, по компоновке весьма напоминавшая советский Як-36 (два ТРД, установленные по реданной схеме, с отклоняемыми соплами в районе центра тяжести самолета), предназначалась для отработки вопросов вертикального взлета, перехода в горизонтальный полет и обратно. Во время одной из вертикальных посадок появились проблемы с управлением по крену и самолет разбился. Причиной была признана недостаточная эффективность струйных рулей. Требовалось увеличить подвод воздуха к ним -а это означало уменьшение тяги при вертикальном взлете. Теперь Р.1127 попросту не мог бы взлететь с заданной стартовой массой. «Поднатужившись», конструкторы «Бристоля» смогли выжать из «Пегасуса» 2 дополнительную тысячу фунтов тяги, а когда весной 1960 г. был подготовлен образец ТРД, предназначенный для установки на самолет, он развил тягу 5130 кгс.

Пока инженеры «Бристоля» мучились с доводкой «Пегасуса», Роберт Балмер из «Хаукер Сиддли» проектировал систему управления самолетом. Он привлек к работам студентов из Технического колледжа Кингстона, и к концу 1958 г. совместными усилиями им удалось подготовить компьютерную модель системы управления самолетом в режиме висе-ния и на стадии перехода к горизонтальному полету и обратно.

Тем временем на фирме «Хаукер Сиддли» своим чередом велось проектирование Р. 1127. Первые рабочие чертежи были выпушены в марте 1958 г. Два прототипа, строившиеся на средства фирмы, получили номера ХР831 и ХР836, а министерство снабжения выпустило под них технические требования (экспериментальные) ER.204D. К лету 1960 г. постройка первого экземпляра была завершена, и 15 июля его перевезли с завода в Кингстоне на аэродром Дансфолд для окончательной сборки. Несколькими неделями ранее, 22 июня 1960 г., в истории будущего «Харриера» состоялось ешё одно знаменательное событие - правительство Великобритании согласилось финансировать дальнейшие работы по Р.1127.

В ходе подготовки к первому полету Хукер предложил Кэмму сначала испытать Р.1127 как обычный самолет - с нормальным взлетом и посадкой, для проверки пилотажных качеств новой машины. Кэмм же ответил, что такие испытания лишены смысла — мол, все самолеты «Хоукера» имеют отличные пилотажные качества, и испытания следует начинать сразу с вертикального взлета. Возможно, этот диалог — лишь легенда, но тесты Р.1127 действительно проводились сразу как «верти-калки». До первого взлета самолет несколько месяцев проходил наземные испытания, для чего в Дансфолде построили специальный стенд — решетку, под которой находился газоотводный канал. Такое решение позволяло избежать засасывания горячих газов двигателя в воздухозаборник - явления, с которым столкнулись советские специалисты, испытывая «Турболет». Хотя на полевых площадках, где предстояло базироваться серийным СВВП, столь «тепличные» условия отсутствовали по определению, для испытаний такой стенд признали необходимым: мощности ранних модификаций «Пегасуса» едва хватало, чтобы оторвать Р. 1127 от земли, и потеря тяги из-за засасывания горячих газов была недопустимой.

31 августа 1960 г. начались газовки двигателя на первом прототипе. После проверки всех систем самолет максимально облегчили, сняв все обтекатели, лючки, створки шасси и даже бортовое радиоэлектронное оборудование. Но даже в таком «раздетом» виде машину не рискнули выпустить в свободный полет — установив на решетке испытательного стенда, его зафиксировали множеством канатов, ограничивающих высоту подъема. В таком виде Р. 1127 весьма напоминал Гулливера в плену у лилипутов. 21 октября под управлением ведущего летчи-ка-испытателя фирмы «Хоукер Сиддли» Билла Бедфорда борт ХР831 впервые оторвался от земли. В первом полете (точнее, подъеме) высоту ограничили всего полуметром. В этом и последующих «подлетах» самолет заправляли топливом всего на три минуты работы двигателя — чего хватало для подъема и быстрой проверки работы системы струйного управления. Никаких проблем не было отмечено. Однако в последующем, когда длину ограничивающих канатов увеличили до 1,5 м, возникли проблемы со стабилизацией. При подъеме не удавалось удерживать идеальную балансировку -одно крыло приподнималось, и когда слабина тросов, прикрепленных к нему, выбиралась, самолет тянуло в сторону. Он начинал скакать, из-за чего заслужил у аэродромной братии прозвище «пьяная корова». Дальнейшие испытания в режиме висения (а в общей сложности самолет «пролетал» на привязи 15 часов) были направлены на отработку системы управления и стабилизации. Наконец, 19 ноября 1960 г. Бедфорд впервые поднял в воздух ХР831, лишенный «привязи». Это ешё не был полноценный полет - лишь подъем и посадка. При этом в определенном диапазоне оборотов двигателя проявилась сильная вибрация. Над её причинами и мерами по устранению начали работать инженеры «Бристоля», пока же пилоту посоветовали плавно проходить этот диапазон, не задерживая ручку управления двигателем в опасном промежутке.

После пяти недель испытаний в режиме висения испытания временно приостановили — на первом прототипе провели доработку воздухозаборников. Дело в том, что поначалу конструкторы не могли справиться с созданием воздухозаборников, способных эффективно работать в широком диапазоне скоростей - от нулевой до околозвуковой. ХР831 поначалу оборудовали большими, «разваленными» в стороны воздухозаборниками, идеально подходящими для нулевой и малой скорости. Во время перерыва в испытаниях на машину установили воздухозаборники меньшего размера.

После этого последовала серия скоростных рулежек, вскрывших недостатки в конструкции шасси - недостаточную управляемость переднего колеса и шимми (нарастающие колебания относительно курсового направления) колес основной стойки. Полностью устранить эти проблемы не удалось, лишь смягчить. Ешё одна проблема была связана с вспомогательными боковыми стойками. Дело в том, что первоначально эти стойки не доставали до земли, когда самолет находился в горизонтальном положении. При стоянке на аэродроме ХР831 был как бы «завален» на одно крыло, опираясь лишь на одно вспомогательное колесо. При рулежке оба вспомогательных колеса отрывались от земли, и самолет двигался на колесах основной и носовой стоек. Но при попытке поворота одно из колес касалось ВПП, «отбивалось» от неё, и самолет перебрасывало на противоположную сторону. Управлять машиной оказалось крайне трудно. Проблему устранили, подобрав соответствующий шаг и силу сопротивления амортизаторов вспомогательных стоек — теперь они при горизонтальном положении самолета касались земли и машина стояла -на всех четырех». В конечном итоге, самолет признали пригодным для полноценных полетов. Это сказалось и на позиции правительства - в ноябре 1960 г. министерство снабжения приняло решение выделить средства на постройку ещё четырех прототипов, а также подключилось к финансированию доводки двигателя «Пегасус».

Тем временем ХР831 перевезли в испытательный центр RAE (Royal Aircraft Establishment) на аэродром Бедфорд, где 13 марта 1961 г. Бедфорд совершил на нем первый настоящий полет по-самолетному. Вопреки уверениям С. Комма, поведение Р.1127 в воздухе было отнюдь не идеальным — проявилась недостаточная устойчивость самолета при выпуске закрылков и шасси, был сделан вывод о необходимости введения ограничений в режимы работы двигателя во избежание помпажа. Также отмечался бафтинг горизонтального оперения — его вибрация, вызванная завихрениями потока воздуха за крылом. Сместить стабилизатор ниже, чтобы вывести его из зоны влияния этих вихрей было невозможно — в таком случае нижняя поверхность стабилизатора попадала в зону действия газов из сопел двигателя (при горизонтальном полете). Это, в свою очередь, вело к появлению кабрируюшего момента, возрастающего при увеличении тяги ТРД (из-за большой скорости обтекающего потока стабилизатор как бы присасывало вниз). Перенести стабилизатор выше, на киль, тоже было проблематично - требовалось кардинально перепроектировать и усилить киль. В конечном итоге, выход нашли, установив стабилизатор с отрицательным поперечным V. Попросту, его консоли были отклонены вниз. Тем самым, стабилизатор вывели из закрыльевого потока, а струи газов из сопел двигателя проходили под его прифюзеляжными, выше расположенными частями.

В июне 1961 г. на первом прототипе установили ТРД «Пегасус» 3, имевший восьмиступенчатый компрессор высокого давления вместо шестиступенчатого и двухступенчатую турбину высокого давления вместо одноступенчатой. После этого самолет участвовал в очередном цикле испытаний в режиме висения, поднимаясь на высоту до 15 м. Самолет летал не только вперед, но и вбок и назад со скоростью до 60-80 км/ч — в «вертолетном» режиме, без перехода к горизонтальному полету.

7 июля 1961 г. вДансфолде начались испытания второго прототипа (ХР836). 12 сентября после очередной серии изменений, внесенных в систему реактивных рулей, он совершил полет без автостабилизации на переходных режимах по полному профилю: вертикальный взлет - переход в горизонтальный полет -переход в режим висения - вертикальная посадка. Таким образом, работоспособность концепции СВВП с управлением вектором тяги, заложенной в конструкцию Р. 1127, была подтверждена на практике. В дальнейшем этот экземпляр достиг в горизонтальном полете скорости 500 узлов (927 км/ч), а в декабре 1961 г. совершал маневры с перегрузкой до 6 g, достиг потолка в 40000 футов (12 200 м), а в пикировании превысил скорость звука, разогнавшись до М=1,02. Испытательные полеты с околозвуковыми скоростями вскрыли новые проблемы: самолет имел тенденцию к внезапному сваливанию на крыло. Дело в том, что, как в почти каждом самолете, у Р. 1127 верхняя поверхность крыла обтекалась воздухом с большей скоростью, чем нижняя. При приближении к скорости звука поток сверху крыла двигался уже со сверхзвуковой скоростью. Возникала локальная ударная волна, вызывавшая резкое падение давления за ней и мгновенное увеличение несущей способности крыла, причем несимметричное для правой и левой консолей. В итоге самолет сваливался на крыло. Замена профиля на сверхзвуковой не бралась в расчет - ведь самолет должен был действовать, прежде всего, на дозвуковых скоростях. Выход нашли довольно быстро - на передней кромке верхней поверхности крыла установили 11 наплывов-генераторов вихрей (позднее их количество увеличили до 13). Они незначительно возмущали набегающий поток, но при приближении к скорости звука замедляли.

Чуть ранее, в октябре 1961 г., была проведена серия испытаний с различных типов поверхности, а также начались пробы с укороченным взлетом. В последнем случае сопла устанавливались под углом 55 градусов после разгона до скорости примерно 60 узлов (110 км/ч). Увы, карьера ХР836 оказалась короткой. 14 декабря Билл Бедфорд отправился на нем в очередной испытательный полет, целью которого было изучение возможности появления флаттера при маневрировании на больших скоростях. Уже при наборе высоты пилот отметил возрастание уровня шума в кабине. Появилась вибрация, а самолет начало клонить в сторону. Бедфорд принял решение садиться на ближайший аэродром - базу морской авиации Йовилтон. Вибрация нарастала, пилотировать самолет было все труднее. На высоте 100 м при скорости 310-320 км/ч крен стал неконтролируемым. Когда он достиг 30°, пилоту пришлось катапультировать-

ся. Самолет разбился, а причина потери машины прояснилась очень скоро. У ворот базы Йовилтон появился местный фермер с непонятной штуковиной в руках, отвалившейся от самолета. Штуковина оказалась левым передним поворотным соплом двигателя. Когда сопло оторвалось, тяга компрессора оказалась направлена вбок, и возник кренящий момент. Во избежание подобных инцидентов в дальнейшем передние сопла, изготавливавшиеся из стекловолокна, заменили более прочными и термостойкими стальными. Естественно, это привело к увеличению их массы, но другого выхода не было.

Четыре прототипа, заказанные на средства министерства снабжения в ноябре 1960 г., должны были существенно отличаться от первых двух машин. Прежде всего, переделке подвергли крыло, получившее новые законцовки с более толстым профилем. На верхней поверхности крыла появился ряд генераторов вихрей. Также была увеличена площадь горизонтального оперения, а его консоли установлены под углом -18°, модифицирована система реактивных рулей, усилены вспомогательные стойки шасси и увеличена длина хода их амортизаторов. Дальнейшее совершенствование силовой установки позволило повысить тягу новых модификаций «Пегасуса», предназначенных для этих прототипов.

К концу 1961 г. были готовы третий и четвертый прототипы (ХР972 и ХР976), а в июле 1962 г. — и пятый (ХР980). На них установили двигатели «Пегасус» 3 тягой 5925 кгс. Поскольку проблема обеспечения оптимальной работы воздухозаборников в широком диапазоне скоростей так и не была решена, на этих машинах применили резиновые надувные кромки. На взлетно-посадочных режимах они наполнялись воздухом, меняя контуры с острых на закругленные. Такое решение, правда, было лишь паллиативом — существовала вероятность повреждения резины при полете на высоких скоростях. Поэтому скоростные испытания осуществлялись с привлечением первого прототипа — его воздухозаборники имели обычные металлические заостренные кромки.

Борт ХР972 впервые поднялся в воздух 5 апреля 1962 г. В одном из испытательных полетов он едва не был потерян — во время маневрирования с перегрузкой 5g титановая лопатка компрессора «чиркнула» о стенку двигателя, как спичка о коробок. Начался пожар, но пилот Хьюго Мезервезер сумел посадить машину «на брюхо», повредив самолет. В 1963 г. получил повреждения первый прототип — во время одного из демонстрационных полетов на Парижском авиасалоне ХР831, пилотируемый Биллом Бедфордом, рухнул из режима висения на ВПП. Причиной происшествия стал самопроизвольный перевод одного из сопел двигателя из вертикального положения в горизонтальное. Хотя и ХР972, и ХР831 были отремонтированы, в воздух они больше не поднимались, а использовались лишь для наземных испытаний и как источники запчастей для других прототипов.

12 июля 1962 г. начались летные испытания ХР976. На нем были модифицированы обтекатели задних сопел, что несколько улучшило аэродинамику хвостовой части фюзеляжа. В мае 1963 г. начались испытания ХР980, отличающегося новыми законцовками крыла, лучше приспособленными для околозвуковых скоростей. Также на этом самолете удалось, наконец, решить проблему бафтинга хвостового оперения, подобрав оптимальный угол поперечного V стабилизатора.

Помимо наземных испытаний самолеты Р.1127 с февраля 1963 г. испытывались с авианосца «Арк Ройял».

С самого начала испытаний Р.1127 было ясно. что его летные характеристики не дотягивают до требований к полноценной боевой машине. Понимали это и военные, разработав требования NBMR-3 (NATO Basic Military Requirement-3) к сверхзвуковому самолету вертикального или укороченного взлета и посадки. и конструкторы «Хоукер Синили», начавшие проработку проекта Р.1150. Эта машина была рассчитана на сверхзвуковую скорость в горизонтальном полете и должна была по массе превосходить Р.1127 примерно на 50%. В качестве силовой установки для Р. 1150 предлагалась новая модификация «Пегасуса» с форсажем в контуре вентилятора. При таком решении передние сопла уже нельзя было назвать «холодными» — включение форсажа практически уравнивало температуру вытекающих из них газов с аналогичным показателем задних сопел. Использование такой схемы позволило увеличить полезную нагрузку самолета при взлете, а в горизонтальном полете — выйти на сверхзвук. Однако новая редакция NBMR-3, подготовленная в марте 1961 г., не оставила Р.1150 шансов - этот проект был слишком мал для того, чтобы удовлетворить указанные требования (возможность базирования на грунтовых ВПП длиной не более 200 м, боевая нагрузка 900 кг, скорость М=0,9 на высоте 150 м, радиус действия 460 км). На «Хоукер Сиддли» начали проектирование самолета Р.1154, отличавшегося более совершенной аэродинамикой, увеличенными размерами и массой. Максимальная скорость на большой высоте должна была составлять М=2,5. Самолет должен был стать настоящим истребителем не только по своим летным данным, но и по составу бортового оборудования — его предполагалось оборудовать РЛС. Для Р. 1154 предполагалось создать новый двигатель BS.100 расчетной тягой 13600 кгс (с форсажем в контуре вентилятора)и перспективой её увеличения до 18000 кгс. В конце 1962 г. проект Р.1154 наряду с французским самолетом «Мираж» III-V (вертикально взлетающим истребителем на базе «Миража» III, снабженного дополнительными подъемными двигателями) был признан победителем в конкурсе на NBMR-3 (всего было представлено около 20 проектов). Работы по Р.1154 велись в течение нескольких лет, но в конечном итоге в октябре 1964 г. были прекращены. К тому времени прототип был готов примерно на 30%.

Летно-технические характеристики самолета Р.1127

 Интернациональный «Кестрел»

Требования NBMR-3 и проект Р.1154 едва не поставили крест на дозвуковом Р. 1127 -он явно недотягивал до НАТОвских требований. Все внимание военных было обращено на более тяжелый сверхзвуковой СВВП. Но и в этом случае на выручку пришел руководитель MWDP Чапмэн. Он сумел убедить правительства Великобритании, ФРГ и США в необходимости создания интернациональной части для войсковых испытаний СВВП — TES (Tripartite Evolution Squadron). При этом американцы и англичане руководствовались соображениями о необходимости накопления опыта перед принятием на вооружение Р. 1154, а немцы - СВВП собственной разработки VAK 191В.

После дебатов по поводу подлежащих закупке самолетов (назывались цифры от 4 до 18 машин) было решено, что каждая из стран-участниц финансирует закупку шести самолетов. Но вновь «саботажником» оказалась Великобритания - из соображений экономии бюджетных средств её правительство настояло на уменьшении этого количества до трех. 19 января 1963 г. в Париже было подписано окончательное соглашение о закупке для TES девять модифицированных самолетов Р.1127, получивших в ноябре 1964 г. наименование «Кестрел» FGA Mk.l («Пустельга»; FGA - Fighter Ground Attack, т.е., истребитель-штурмовик). Все стороны соглашения подчеркивали, что программа является исследовательской, и не влечет за собой никаких обязательств по закупке серийных самолетов.

Прототипом «Кестрела» стал шестой Р. 1127 (ХР984), сборку которого завершили в феврале 1963 г. В конструкцию самолета внесли существенные изменения по сравнению с первыми прототипами. Прежде всего, это коснулось крыла: стреловидность по передней кромке увеличили с 38 до 40°, задней кромке, которая ранее была прямой, также придали небольшую стреловидность (14°). Вместо дельтовидной формы со срезанными законцовками крыло стало трапециевидным - такие очертания сохранились на всех последующих самолетах семейства. Увеличили и угол отрицательного поперечного «V» крыла - до 14°. Размах крыла уменьшился с 7,4 до 6,8 м, но объем крыльевых топливных баков увеличили. В качестве силовой установки применили новую модификацию «Пе-гасуса» - «Пегасус» 5 тягой 6900 кгс (теоретически можно было «выжать» и больше, но тягу намеренно ограничили, дабы увеличить межремонтный ресурс с 25 до 100 часов). Благодаря этому, самолет мог поднять при вертикальном взлете не только самого себя, но и кое-какую нагрузку на подкрыльевых пилонах. «Пегасус» 5 существенно отличался от предыдущих модификаций двигателя - колоколообразную камеру сгорания на нем заменили кольцевой, доработали компрессор и турбину высокого давления, получившую для улучшения охлаждения полые лопатки (на «Пегасус» 3 для охлаждения турбины применялся впрыск воды).

Летные испытания ХР984 начались в октябре 1963 г. На нем удалось достичь скорости М=1,15 (в полого пикировании). Также на этом экземпляре испытывали авангардный по тем временам индикатор на фоне лобового стекла и автоматическую систему стабилизации (работающую в режиме висения). Постоянно приходилось бороться с «детскими болезнями», проявляющимися в отказах различных систем - однажды ХР984 пришлось даже сажать «на брюхо» на лугу острова Торнби Айленд. Но после ремонта самолет вновь вернулся к летным испытаниям и окончательно был разбит 31 октября 1975 г. В тот день пилот Джон Болтон отрабатывал на ХР984 укороченную посадку с соплами, частично отклоненными вниз, при сильном боковом ветре. Из-за ошибки летчика самолет приземлился на носовую стойку и «протанцевал» по ВПП, завершив эффектный пируэт за её пределами — на грунте. Стойка подломилась, и нос самолета зарылся в землю. Машина опрокинулась на спину, а затем снова встала на колеса. Пилот вышел и этих перипетий невредимым, но самолет пришлось списать. Но и так ХР984 эксплуатировался дольше всех других прототипов Р.1127.

7 марта 1964 г. впервые поднялся в воздух первый серийный (или предсерийный -ввиду небольшого количества построенных экземпляров) «Кестрел» FGA Mk.l (бортовой номер XS688). Вся партия была готова к марту 1965 г. Серийные «Кестрелы» отличались от ХР984 удлиненной на 23 см хвостовой частью фюзеляжа — поскольку распределение тяги между передними и задними соплами «Пегасуса» 5 изменилось, потребовалось сместить центр тяжести самолета назад. Также были модифицированы сопла, удлинены в сторону фюзеляжа закрылки. Створка основной стойки шасси была усилена, что позволяло использовать её в качестве воздушного тормоза. Вновь увеличили площадь горизон-тального оперения, а угол отрицательного поперечного Vero уменьшили с 18° до 16°. Длинную штангу приемника воздушного давления (ПВД), устанавливавшуюся на прототипах в носовой части фюзеляжа, заменили двумя короткими, по бокам носовой части. Это позволило разместить в носовой части «Ке-стрела» фотокинопулемет, имитировавший вооружение. Также самолет получил два подкрыльевых узла подвески для дополнительных топливных баков или учебных авиабомб (боевого вооружения «Кестрелы» никогда не несли). «Кестрелы» оборудовались индикаторами на фоне лобового стекла, а также некоторыми элементами системы управления вооружением, позволяющими имитировать атаку наземных целей. По результатам первых испытательных полетов XS688 для улучшения продольной устойчивости увеличили размах стабилизатора.

В январе 1964 г. были отобрании десять пилотов, которые должны были войти в летный состав TES. Командиром назначили британца - скуадрон-лидера Дэвида Скримжура, а его заместителем стал полковник Герхард Баркгорн, известный немецкий ас времен Второй мировой войны. Американское звено возглавил лейтенант-коммандер Дж. Тайсон, морской летчик, проходивший стажировку в авиации Корпуса морской пехоты. Ешё двух летчиков выделила армия США. Эти пилоты ранее летали на турбовинтовых разведчиках OV-1 «Мохаук», а весь их «реактивный» опыт сводился к 10-часовому ознакомительному курсу на двухместном «Хантере», который они прошли перед назначением в TES, а также нескольким полетам на экспериментальных СВВП XV-4A и XV-5A.

«Интернациональная» эскадрилья TES была сформирована на аэродроме Дансфолд 15 октября 1964 г. В течение нескольких месяцев летчики осваивали технику пилотирования СВВП. 1 апреля 1965 г. эскадрилью передислоцировали на авиабазу Уэст Райнем, и персонал TES приступил к программе войсковых испытаний. Начало оказалось далеко не обнадеживающим - майор Дон Солт из армии США при попытка взлета «по самолетному» забыл «сняться с ручника» — отпустить тормоз колес. «Кестрелу» это не помешало — ведь он, как и все последующие «Харриеры», обладал феноменальным (потем временам) избытком тяги, необходимым для вертикального взлета. Самолет начал разбег с заблокированными колесами главной стойки. Пневматики смогли выдержать такое издевательство до скорости примерно в 100 км/ч, после чего дружно выстрелили. Одна из поддерживающих стоек подломилась, и самолет заскользил по ВПП на хвостовой части фюзеляжа. Все закончилось пожаром. Незадачливого пилота успели спасти, но самолет пришлось списать. Так уже в первый день полетов состав TES уменьшился на одну машину. Но оставшаяся восьмерка благополучно долетала до расформирования эскадрильи в марте 1966 г.

 В ходе интенсивных испытаний «Кестрелы» выполнили 938 полетов, налетав в обшей сложности 600 часов. При этом «Кестрелы» действовали не только с аэродрома, но и с расположенных поблизости плошадок с различным покрытием — из металлических плит, матов из стекловолокна, и просто грунтовых, в т.ч., усеянных различными обломками - для максимально полного приближения к боевым условиям. Типичной была миссия, в ходе которой выполнялся укороченный взлет, выполнение боевого задания и возвращение на аэродром с вертикальной посадкой. Предполагалось, что за то время, пока «Кестрелы» наносят удары по противнику, его авиация, в свою очередь могла повредить ВПП - и воттуг-то возможность приземлиться вертикально пришлась бы как нельзя кстати. Во избежание повреждения двигателя камешками и другими предметами была выработана особая методика захода на посадку: «Кестрел» снижался до высоты порядка 1 м с поступательной скоростью около 30 км/ч — тогда «сдуваемый» с земли мусор оставался за самолетом. В результате испытаний были отработаны сценарии боевого применения по поддержке сухопутных войск, с имитацией ударов с пикирования и с горизонтального полета, как при самостоятельном поиске цели, так и во взаимодействии с передовыми авианаводчиками. В феврале 1966 г. провели цикл ночных испытательных полетов. Одновременно наземный персонал отрабатывал способы восстановления боевой готовности самолетов при базировании на полевых площадках, организацию и очередность технического обслуживания, размещение оборудования и машин аэродромного обеспечения в укрытиях и пр.

Одним из результатов испытаний «Кест-релов» стало то, что, наконец, удалось найти решение проблемы с воздухозаборниками (первоначально снабженных надувными резиновыми накладками по образцу прототипов Р.1127), причем довольно изящное, не требующее от пилота никаких манипуляций с органами управления. Кромки воздухозаборников оставались острыми (из дюралюминия), но за ними расположили шесть дополнительных щелей, прикрытых свободно подвешенными подвижными створками. На малой скорости эти створки находились в открытом положении, увеличивая поступление воздуха в двигатель. При разгоне напор воздуха в воздухозаборнике поджимал их, закрывая щели. Такое решение применялось и на серийных «Харриерах», только количество щелей увеличили до восьми.

После завершения испытаний эскадрилью TES расформировали. Пять «Кестрелов» (два американских и три выкупленных у Германии) попали в США, где самолеты получили статус экспериментальных летательных аппаратов и обозначение XV-6A. Поскольку к тому времени американские ВВС утратили интерес к «вертикалкам», испытания проводило NASA. Самолеты «обкатывали» в испытательных центрах Эдвардс, Драйден и Лэнгли. Неравнодушным к «Кестрелу» оставался флот - машина виделась идеальным средством непосредственной авиационной поддержки морских десантных операций. Машины прошли цикл тестов в испытательном центре ВМС Патаксент Ривер, а в апреле 1966 г. один из «Кестрелов» совершал полеты с палубы «Рейли» (LPD-1) — десантного транспорта-дока, изначально предназначенного для базирования лишь вертолетов. Американцы остались, в целом, довольны приобретенными «по случаю» «Кестрелами» — правда, испытания сильно затруднял малый ресурс двигателей.

Именно от успешного развития «Пегасуса» зависела дальнейшая судьба «Кестрела» и его возможных потомков. Пока основное внимание было сосредоточено на создании BS.100 дтя нового сверхзвукового СВВП, группа Хукера шла эволюционным путем, развивая «Пегасус». В конструкцию двигателя ввели новый вентилятор с титановыми лопатками. позволивший увеличить расход воздуха, модифицировали камеру сгорания, предусмотрев возможность кратковременного форсирования путем впрыска воды, ввели воздушное охлаждение всех ступеней турбины. В итоге, ресурс двигателя, получившего обозначение «Пегасус» 6, возрос до 300 часов, а его тяга - до 19000 фунтов (8620 кгс). Даже с прежним ТРД «Пегасус» 5 самолет вертикального взлета «Кестрел» считался способным выполнять примерно те же боевые задачи и нести то же вооружение, что и истребитель-штурмовик «Хантер» с обычным взлетом. Существенное улучшение параметров новой модификации «Пегасуса» позволяло надеяться, что самолет с таким двигателем превзойдет характеристики «Хантера» -и к тому же, будет обладать возможностями вертикального взлета и посадки. Даже начальник воздушного штаба Королевских ВВС Томас Пайк допускал возможность закупки таких самолетом наряду со сверхзвуковыми СВВП Р.1154. Когда же программа создания последних была закрыта, развитие Р. 1127 продолжилось.

 Летно-технические характеристики самолета «Кестрел»