Бомбардировщики. Том I

ХВ-70 стал первой за рубежом крупной сверхзвуковой аэроупругой конструкцией. Его большие размеры, применение тонкого треугольного крыла и длинного гибкого фюзеляжа обусловили необходимость масштабных расчетов на аэроупругость. Эти расчеты выполнялись с применением новейшего по тому времени инструментария – цифровых и аналоговых ЭВМ, но все же не дали хороших характеристик самолета при полете в турбулентной атмосфере. Поэтому важной экспериментальной работой стали исследования на ХВ-70 системы GAS-DSAS, предназначенной для парирования нагрузок от воздушных порывов и подавления аэроупругих колебаний конструкции. Эта программа продолжила работы, проводившиеся на самолете Боинг В-52 (системы SAS и LAMS). Система GAS-DSAS предусматривала отклонение элевонов (по тангажу и крену), а также рулей направления по сигналам датчиков перегрузок. Исследования показали, что для уменьшения интенсивности изгибных колебаний фюзеляжа целесообразно использовать небольшие горизонтальные и вертикальные поверхности, расположенные по схеме «утка». В дальнейшем подобная система была применена на бомбардировщике В-1.

Летные исследования с участием NASA проводились также в области аэродинамики (флаттер панелей обшивки, сопротивление трения обшивки, донное сопротивление фюзеляжа и т.д.), конструкции (аэродинамический нагрев, полетные нагрузки) и эксплуатации (шум на местности).

Пилотажные характеристики самолета оценивались летчиками в целом как очень хорошие в полете и на малых, и на больших скоростях, особенно отмечалась легкость и мягкость посадки, как у пассажирских самолетов. Большое треугольное крыло создавало у земли воздушную подушку, увеличивавшую подъемную силу на 15%. В результате, вертикальная скорость в момент приземления составляла всего 0,3… 1,2 м/с.

В СССР с 1962 г. создавался аналог В-70. В результате конкурса проектов, в котором приняли участие ОКБ П.О.Сухого, А.Н.Туполева и А.С.Яковлева, в 1972 г. был разработан новаторский «трехмаховый» экспериментальный самолет Т-4 («сотка») конструкции П.О.Сухого, относившийся, правда, в отличие от «Валькирии», к категории средних бомбардировщиков (максимальная взлетная масса 135 т, а практическая дальность 4000 км, в сравнении с расчетными 244 т и 12000 км у В-70). Т-4 не строился серийно и его основное значение, как и ХВ-70, состоит в разработке новых технологий.

КОНСТРУКЦИЯ.

Самолет схемы «утка» с тонким треугольным крылом и двухкилевым вертикальным оперением. При М=3 температура обшивки могла достигать 330°С и в конструкции широко использовались нержавеющая сталь РН15-7Мо (68%), высокопрочная инструментальная сталь НИ (17%), титановые сплавы (9% по массе). Применены также нержавеющая сталь АМ-35 (4%) и сплав на никелевой основе Рене-41 (2%). Эти материалы сохраняют высокую прочность в расчетном диапазоне рабочих температур В-70, равном 230-330°С.

«Валькирия» выполнена по схеме «утка» с треугольным крылом большой площади

«Трехмаховый» экспериментальный самолет Т-4 («сотка») ОКБ им.П.О.Су- хого

Для В-70 были первоначально разработаны обычные листовые металлические обшивки, усиленные панели различной конструкции и слоистые панели. Исследования показали, что наилучшие характеристики для большей части планера имеют слоистые панели. В значительной мере это обусловливалось требованием хороших теплоизолирующих свойств. В противном случае, вследствие кинетического нагрева обшивки, температура топлива в баках-отсеках могла превысить 150°С предельно допускаемый уровень температуры топлива на входе в двигатель. В пользу слоистых конструкций говорили и их высокая жесткость (а, следовательно, сохранение гладкой поверхности и высокого аэродинамического качества на больших скоростях), устойчивость к акустической усталости (от колебаний воздушного давления в скоростном полете и шума двигателей) и относительно малая масса.

Слоистые панели выполнены из нержавеющей стали и имеют сотовый или гофрированный заполнитель. Из них изготовлены обшивка большей части крыла, нижней и верхней поверхности фюзеляжа, килей и другие компоненты. От склейки панелей отказались, так как клееные конструкции не работают при высоких температурах. Сотовый заполнитель припаивается к листам обшивки, а гофрированный заполнитель приваривается точечной сваркой. От инструментальных сталей, как материала для слоистых конструкций, отказались вследствие трудностей, связанных с необходимостью применения антикоррозийных покрытий, и проблем с их обработкой. Пришлось отказаться и от титана, как как лучшие из имевшихся титановых сплавов нельзя было одновременно подвергать пайке и термообработке, а листы из них нельзя было гнуть под углами, требуемыми для получения гофра.