Опытные палубные истребители SNCASO SO.8000 Narval. Часть 1.2

Винтажная статья сорокалетней давности из журнала «Le Fana de l’Aviation» (выпуск №180 за ноябрь 1984 года), которая, думаю, заинтересует читателей и коллег.

Двигатель ATAR

Оказалось, что в Германии были реквизированы 300 двигателей Junkers Jumo 213. Данными двигателями оснащались истребители Focke-Wulf FW 190 D и Ta 152, а также некоторые модификации бомбардировщиков Junkers Ju 88 и Ju 188. Jumo 213 представлял собой 12-цилиндровый инвертированный рядный двигатель жидкостного охлаждения, развивавший на взлете мощность 1750 л.с.. В 1946 оду перед компанией Arsenal de l’Aéronautique (Arsenal) была поставлена задача доработки этого авиамотора к французским запасным частям, а также изменений конструкции, необходимых для увеличения мощности и ресурса двигателя.

Двигатель, переименованный в Arsenal 12 H, был официально утвержден в 1946 году; его номинальная мощность составляла 1750 л.с.. В следующем году во время 10-часовых испытаний номинальная мощность двигателя была увеличена до 2100 л.с.. С впрыском водо-метаноловой смеси мощность возрастала до 2350 л.с.. С 1948 года двигатель подвергался испытаниям на продолжительность работы, состоявшим из ста 10-часовых периодов. Затем с использованием Ju 88 были проведены аэродинамические испытания и испытания в полете под управлением летчиков Вонье (Vonner) и Декру (Decroo). При собственной массе всего одну тонну двигатель Arsenal 12 H имела длину 2,53 метра, ширину 0,79 метра и высоту 1,17 метра, а его общий рабочий объем составлял 35 литров.

Серьезной проблемой был выбор воздушных винтов. Из-за двухбалочной компоновки использование простого одиночного винта создавало проблемы с его слишком большим диаметром, не говоря уже о влиянии эффекта сжимаемости на законцовках лопастей. По этой причине с самого начала работ по предварительному проекту инженер Дюпюи запланировал использование соосных винтов противоположного вращения. Не будучи специалистом в этом вопросе, он передал предварительное исследование в конструкторское бюро ATAR (Atelier technique aéronautique de Rickenbach), подразделения компании SNECMA и одновременно инженеру Рене Хиршу, которого он знал в Северной Африке и который был автором нового метода расчета винтов. После завершения работ результаты, полученные Рене Хиршем и специалистами ATAR, оказались очень похожими. Однако министерство авиации в своем контракте навязало национальному обществу SNCASO в качестве поставщика соосных винтов компанию Chauvière (CGEA). В свое время мы вернемся к этому важному вопросу. Отметим, что масса соосных винтов (два четырехлопастных винта диаметром по 2,70 метра) составляла около 385 кг; передний винт весил 130 кг, задний винт – 150 кг, соединительная муфта – 30 кг и редуктор с передаточным числом 1 к 2,4 – 70 кг.

Совершенствование конструкции самолета

По планам на июль 1946 года размеры SO 8000 составляли: размах крыла 11,70 метров (с топливными баками на законцовках), длина 11,57 метров и несущая поверхность 26 кв. метров. Оценка массы на тот момент была следующей: планер – 3788 кг, несъемное оборудование – 459 кг, съемное оборудование, изменяющееся в зависимости от выполняемой задачи: боевая задача I (истребитель) – 794 кг, боевая задача IIA (нанесение бомбовых ударов) – 1624 кг, боевая задача IIB (нанесение ударов ракетными снарядами) – 1014 кг и боевая задача III (так называемые «стратегические» перелеты) – 624 кг. При массе топлива и смазочных материалов, составлявшей 1134, 827, 1134 и 1827 кг соответственно, и массе полностью экипированного пилота 100 кг мы получаем общую массу 5816 кг для боевой задачи I, 6339 кг для боевой задачи IIA, 6036 кг для боевой задачи IIB и 6339 кг для боевой задачи III. Расчетная максимальная скорость составляла 730 км/ч на высоте 8500 метров, экономичная крейсерская скорость 530 км/ч, скорость захода на посадку 155 км/ч. Максимальная дальность полета (боевая задача III, перегоночный полет) достигала 4500 километров, в то время как радиус действия (расстояние, на котором может быть выполнено задание) при выполнении боевой задачи IIA составляло 1000 километров.

В конце 1947 года, когда уже шло изготовление двух заказанных прототипов (с 1 августа 1946 года и с 2 февраля 1947 года соответственно), ситуация несколько изменилась. Размах крыла увеличился до 11,77 метров (топливные баки с законоцовок крыла были удалены), а общая длина увеличилась до 11,83 метров. Сводка распределения масс, как обычно, была увеличена: масса планера теперь составляла 4724 кг, в том числе 1655 кг приходилось на всю силовую установку. Общая масса составляла 6606 кг для боевой задачи I, 7261 кг для боевой задачи IIA, 6926 кг для боевой задачи IIB и 7171 кг для боевой задачи III. Наконец, изготовленные прототипы имели размах крыла 12,052 метров при длине 11,875 метров.

Охлаждение двигателя обеспечивалось радиатором, который размещался внутри фюзеляжа и который продувался вентилятором, приводимым в движение валом двигателя. Соединение вала двигателя с вентилятором осуществлялось посредством трехскоростного редуктора с автоматическим управлением (редуктор Коталя), позволявшего изменять интенсивность охлаждения в зависимости от частоты вращения вала. По бокам фюзеляжа, в задней части кабины, имелись два воздухозаборника, питавших вентилятор. Этот воздух смешивался с выхлопными газами двигателя и затем выводился в соединения фюзеляжной гондолы и крылом.

Начало испытаний прототипа SO 8000 02

На заводе в Курбевуа, которым руководил г-н Бентежак (Bentejac), производство прототипов продолжалось в течение 1947 и 1948 годов под руководством начальника цеха г-на Делена (Delayen). Поскольку только первый прототип SO 8000 01 должен был быть оснащен шестью 20-мм пушками, то было решено сначала изготовить и испытать второй прототип SO 8000 02. Наконец, 26 ноября 1948 года механик Муйе (Mouillé) на аэродроме Орлеан-Бриси впервые запустил двигатель прототипа SO 8000 02. После нескольких дней испытаний и регулировок 6 декабря были проведены первые рулежечные испытания для проверки работы тормозов и устройства для подавления колебаний (демпфер шимми [1] носовой стойки шасси). Даниэль Растель взял на себя управление прототипом SO 8000 02 (общая масса 5700 кг при запасе топлива всего 300 литров) для выполнения некоторых маневров. Жак Гиньяр заменил Растеля во время второго полета, состоявшегося 23 декабря, а затем 5 января Гиньяр выполнил четыре пролета по прямой туда и обратно продолжительностью по 10 минут каждый.

7 января завод посетила комиссия летно-испытательного центра для проведения осмотра самолета и проверки его безопасности. Обзор вперед, особенно во время выполнения посадки, был признан плохим из-за узкого переднего стекла. Тем не менее, самолет был признан годным к эксплуатации как таковой, и национальное общество SNCASO в случае массового производства должно было предусмотреть замену на улучшенную версию лобового стекла. Безопасность пилота также требовала тщательного изучения: наличие толкающих винтов позволяла безопасно покинуть самолет только с помощью катапультируемого кресла Heinkel, для которого в то время был доступен только один пиропатрон неопределенного качества. Во время осмотра экспертами летно-испытательного центра был выявлен еще один недостаток: устройство, которое обеспечивало срабатывание катапультируемого кресла Heinkel, могло действовать только при закрытом фонаре кабины. Для серийных самолетов было предложено разработать устройство, которое могли сбрасывать заднюю часть фонаря, когда она находится в открытом положении.

Четвертые рулежечные испытания прототипа SO 8000 02 были проведены 13 января под управлением Жака Гиньяра. Он разогнал свой самолет до скорости 200 км/ч; двигатель работал на полную мощность. На этой скорости руль высоты был отклонен, но самолет не отреагировал несмотря на приложенные пилотом значительные усилия. 21 и 22 января было проведено взвешивание прототипа. С406 кг балласта в передней части фюзеляжа (для компенсации отсутствия вооружения), 525 литрами топлива в центральном и расходном топливных баках и с 200 литрами в двух балочных топливных баках масса прототипа SO 8000 02 составила 6223 кг.

25 января самолет, заправленный 423 литрами топлива, и с общей массой 6043 кг вернулся на взлетно-посадочную полосу. Жак Гиньяр выполнил пять прямых пролетов, что самолет буквально остается прижатым к земле, когда ручка управления находилась в крайнем заднем положении (кабрирование), а триммер руля высоты находился в крайнем верхнем положении. Кроме того, во время последнего разворота обнаружилось, что биение органов управления по крену настолько сильное, что настолько сильное, что самолет раскачивался из стороны в сторону и пилот уже не мог им управлять. После изменения углов отклонения руля высоты и сервокомпенсатора шестые испытания, проведенные 2 февраля, завершились гораздо удачнее. Жак Гиньяр, который снова совершил пять пробежек по прямой, почувствовал, что прототип SO 8000 02, наконец-то, готов взлететь на скорости 200 км/ч. Однако оказалось, что внесенных изменений было недостаточно, чтобы самолет смог оторваться от земли.

Сотрудникам компании пришлось пойти на радикальные меры и придать стабилизатору отрицательный угол установки 2°15′. Для этого пришлось распилить хвостовые балки у передних частей килей, после чего хвостовое оперение было отклонено на нужный угол. Элементы жесткости из листового металла обеспечивала стыковку элементов в месте рассечения. После этих работ, проведенных под руководством начальника испытательного цеха Жоржа Жиля (Georges Gilles) результаты испытаний, проведенных 10 и 11 февраля оказались лучше.

Жаку Гиньяру удалось оторвать самолет от земли для краткого по времени подскока, но летчик отметил, что из-за усилия на органах управления (20-30 кг для удержания) и значительного пикирующего момента он не смог правильно выровнять машину.

15 февраля состоялась окончательная проверка прототипа SO 8000 02, которую провели г-н Юо (Huot; надзор CAR) и г-да Марке (Marquet), Феррон (Ferron), Омовер (Omhover) и Фруассан (Froissant), контролеры завода в Курбевуа. По результатам проверки был дан зеленый свет на продолжение испытаний. В тот же день Жан Гиньяр выполнил девятую рулежку, на следующий день последовала еще одна.

В это время из-за возникших проблем Люсьен Серванти с помощью инженера Отфиновского сделал более тщательный анализ конструкции SO 8000. С самого начала анализа разразилась полемика с конструктором самолета Жаном Дюпюи; последний предпочел расположить горизонтальное оперение как можно дальше от турбулентности воздушных винтов, в то время как Люсьен Серванти рекомендовал противоположное. Как бы то ни было, последний, стремясь повысить эффективность руля высоты, выдвинул его за пределы килей и увеличил его площадь с 1,75 до 2,60 кв метров. С другой стороны, была произведена замена передней стойки шасси, которая использовалась во время рулежечных испытаний и испытаний на торможения, на переднюю стойку первого прототипа SO 8000 01. После завершения этих работ 10 и 12 марта были проведены две рулежки, во время которых масса самолета составляла 5987 кг.

Второй прототип SO 8000 02 поднимается в небо

Наконец, 1 апреля 1949 года, в 19 часов 15 минут прототип SO 8000 02 совершил четвертьчасовой полет под управлением Жака Гиньяра. Во время полета Гиньяр изучал зависимость поведения самолета от изменений количества воздуха, поступающего в воздухозаборники, и от изменения положения интерцепторов. Взлетная масса самолета составляла 6015 кг, на его борту было 498 литров топлива. Взлет происходил на скорости 210 км/ч с последующим набором высоты 500 метров при частоте вращения вала двигателя от 2900 до 3000 оборотов в минуту. Во время очень осторожного выравнивания (скорость самолета не превышала 240 км/ч, стойки шасси оставались выпущенными) пилот заметил, что управление самолетом требует осторожности. Во время снижения Жак Гиньяр обнаружил, что самолет крайне чувствителен к изменениям количества воздуха, поступающего в воздухозаборники: снижение частоты вращения вала до 2200 оборотов в минуту сопровождалось значительным пикирующим моментом. В результате выполнить заход на посадку выполнить с корректным выравниванием было невозможно. Прототип SO 8000 02 резко коснулся полосы всеми тремя колесами на скорости 222 км/ч. Следующие три недели были заняты новой модификацией машины: были доработаны интерцепторы, руль высоты, рычажные механизмы створок ниш шасси, а также была проведена проверка размещения пиропатрона в цилиндре катапультируемого кресла.

В наши дни мы привыкли к большой продолжительности первых полетов, во время которых прототипы боевые самолеты позволяют себе превышать скорость звука. Как правило, затем количество испытательных полетов и летных часов быстро увеличивается. По сравнению с этой практикой долгие поиски, сопровождавшие испытания в послевоенный период, могут показаться удивительными.

Подчеркивая трудности испытаний в первые послевоенные годы, автор статьи хотел, чтобы читатели поняли масштаб проблем, которые пришлось решать французским инженерам и техникам после многолетнего перерыва в исследованиях и на пороге новой эры, когда во многих областях разрыв в уровне технологического развития, который необходимо было заполнить, был значительным.

21 апреля прототип SO 8000 02 был готов ко второму полету. С увеличенным до 548 литров запасом топлива взлетная масса составляла 6098 кг. Взлет состоялся в 18 часов 30 минут. При частоте вращения вала двигателя 3250 оборотов в минуту самолет оторвался от земли на скорости 200 км/ч и поднялся на высоту 500 метров. Уборка шасси была выполнена без каких-либо проблем и затем после уборки закрылков самолет показал скорость 400 км/ч. Посадка произошла через 35 минут полета на скорости 190-200 км/ч. Жак Гиньяр отметил, что совершать посадку всегда было сложно из-за усилий, необходимых для выравнивания. Кроме того, во время этого маневра необходимо было поддерживать относительно высокую частоту вращения вала двигателя – 2000 оборотов в минуту. Третий испытательный полет, состоявшийся 28 апреля, был прервано через 15 минут из-за отказа тахометра двигателя.

12 мая Жак Гиньяр снова поднял самолет в воздух; машину массой 6110 кг Гиньяр должен был доставить в аэропорт Орли, где в то время проходил авиасалон (первый в этом месте, включавший с себя демонстрационные полеты). На этом авиасалоне прототип SO 8000 02, получивший к этому времени наименование Narval (единорог; нарвал), должен бы стать частью наземной экспозиции. Четыре дня спустя SO 8000 02 вернулся на завод в Бриси. Во время посадки Жаку Гиньяру сильно мешал проникший в кабину синий дым, при этом температура охлаждающей жидкости внезапно возросла; радиатор лопнул. После замены радиатора 24 мая Жак Гиньяр в пятом полете разогнал прототип SO 8000 02 до скорости 500 км/ч. На этой скорости, которая для истребителя была все еще скромной, на Sсамолет влияли колебания по тангажу, которые его пилот мог погасить, только крепко держась за ручку обеими руками. Во время этого полета Гиньяр также заметил, что самолет на скорости 240 км/ч практически без предупреждения сорвался в штопор. 9 июня Гиньяр в течение 1 часа 10 минут провел испытания на продольную устойчивость в диапазоне режимов от малых оборотов до полного газа. Данные испытания были повторены Жаком Гиньяром два дня спустя. Постепенно самолет становился тяжелее; 15 июня перед девятым полетом масса самолета с 723 литрами топлива составляла 6025 кг. В этот день Narval совершил полет продолжительностью 55 минут, во время которого пилот определил, что при частоте вращения вала двигателя 1200 оборотов в минуту минимальная скорость с убранным шасси составляет 244 км/ч. 10 июля после короткого 10-минутного полета самолет снова поднялся в воздух 17-го числа, совершив одиннадцатый полет. Во время испытаний по изучению охлаждения двигателя при наборе высоты и во время продольного демпфирования скорость самолета не превышала 430 км/ч. 20 июля во время двенадцатого полета была такая же летная программа, к которой были добавлены испытания на сваливание во взлетно-посадочной конфигурации. Состоявшийся на следующий день тринадцатый полет был точным повторением предыдущего. 23 июля снова был тот же сценарий. Жак Гиньяр отметил, что с высоты 3000 метров давление на входе «прокачивалось» (нерегулярные колебания давления с большой частотой), и по этой причине полет был ограничен 35 минутами.

После того, как в ходе первых 14 испытательных полетов прототип SO 8000 02 налетал в общей сложности 8 часов 30 минут. 25 июля в летно-испытательном центре состоялось совещание, на котором присутствовали: подполковник Аккар (Accart), главный инженер Кенен (Quénin), майоры Кабаре (Cabaret; начальник летного состава летно-испытательного центра), Табо (Thabaud) и Шатель (Chatel), капитан-лейтенант Мобан (Mauban), капитан Карпантье (Carpentie), а также инженеры Жирар (Girard; руководитель летных испытаний SNCASO) и Люсьен Серванти. По сути, речь шла о том, чтобы определить, какие испытания необходимо провести, чтобы можно было вынести суждение о самолете как с точки зрения способность выполнять посадку (без тормозного гака, поскольку прототипы им не были оснащены), так и в отношении его летных качеств на низких скоростях, поведения при изменении давления на входе, посадочной скорости, а также в отношении управления охлаждением на очень низких скоростях. В качестве примера были приведены данные о характеристиках палубного истребителя Supermarine Seafire Mk3, который, как было сказано ранее, входил в состав авиагруппы авианосца «Арроманш». У этого самолета скорость сваливания на малых оборотах составляла 113 км/ч; на полной мощности она падала до 104 км/ч, а сама скорость захода на посадку составляла 126 км/ч.

Ввиду периода отпуска было решено, что проверочные испытания будут проводиться в Бриси.

Масса второго прототипа SO 8000 02 снова была увеличена: 27 июля перед пятнадцатым полетом она составляла 6282 кг. Продолжительность светового дня позволила Жаку Гиньяру вновь подняться в воздух в 20 часов 05 минут для выполнения второго за день полета (продолжительность 35 минут). Во время приземления Гиньяра ждал сюрприз: в начале полета он забыл убрать закрылки и, начиная заход на посадку, он обнаружил, что ему легко выравнивать машину, поскольку усилия на руле высоты были нулевыми.

Кстати, следует отметить, что двигатель Jumo 213 оказался полон непредвиденных особенностей: изменения его оборотов были чрезвычайно быстрыми. Он мог увеличить частоту вращения вала до 800 оборотов в минуту за 3 секунды или остановиться через 50 секунд после выключения зажигания с 3250 оборотов в минуту. Было настоятельно рекомендовано установить тахометр немецкого производства, так как тахометр Jaeger не помогал. В компании Arsenal рекомендовали набирать высоту с постоянной скоростью, постепенно увеличивая давление на впуске.

Июль был очень напряженным месяцем, поскольку 28-го числа прототип SO 8000 02 совершил свой семнадцатый полет, продолжительность которого составила 45 минут. Жак Гиньяр сосредоточил свое внимание на торможении и продольной устойчивости, а также на поведении самолета в конфигурации «заход на посадку». На следующий день очередной 40-минутный полет был полностью посвящен изучению сваливания. Самолет сопровождения (малый туристический самолет SO 3050-01 [2] летал вместе с прототипом SO 8000 02 во время следующего полета, состоявшегося 30 июля. Двадцатый полет, 6 августа, должен был включать в себя набор высоты 7000 метров с контролем температуры двигателя. К сожалению, уже на взлете Жак Гиньяр заметил, что регулятор воздушного винта не работает, и ему пришлось приземлиться спустя 10 минут после старта.

[1] шимми – это явление быстрых колебаний, которое воздействует на передние стойки трехопорных шасси

[2] SO 3050 01 – легкий туристический самолет, который был разработан во время оккупации и который стал первый французским самолетом, совершивший полет после окончания войны (27 мая 1945 года)

источник: Pierre Gaillard et Alain Marchand «Le S.O.8000» «Le Fana de l’Aviation» 1984-11 (180)