Проекты программы TIDDS-SOFTA от Scaled Composites (США. 1991 год).
#all_sky_HISTORY
Окончание холодной войны многое поменяло во взглядах американских военных на традиционные виды вооружений и задачи разных родов вооружённых сил. Лишь силы специального назначения не собирались резко меняться. Их задачей по-прежнему оставалось точечное воздействие на противника, пусть и не в ходе противостояния сверхдержав, а в качестве одного из средств в арсенале «мирового жандарма». С другой стороны, рассчитывать на финансирование уровня 1980-х уже не приходилось, да и политики не были склонны баловать вооружённые силы. Это переломное время породило новую программу по созданию транспортного самолёта для сил специальных операций SOFTA (Special Operations Forces Transport Aircraft).
Основным требованием было создание самолёта, способного незаметно забросить и забрать группу из 12 спецназовцев с 200 кг снаряжения на каждого бойца на дальность в 1900 километров. Также самолёт должен был уметь вертикального взлетать и садиться, его скорость не лимитировалась. С другой стороны, исчезло требование к высокому уровню незаметности: предполагалось, что ПВО противника будет уничтожена, либо SOFTA сможет преодолеть её в полёте на высотах менее 10 метров. К работам были привлечены фирмы LTV Aircraft Products, Boeing, Lockheed и Northrop, а в качестве независимого эксперта опять привлекли USAF Wright Laboratory. Разработки в рамках программы SOFTA начались в 1991 году. Первым в качестве ориентира был представлен проект от Wright Laboratory. Работы по созданию простого и дешёвого самолёта для специальных сил там начали ещё в 1988 году, во времена программы SOFA. За это время с привлечением специалистов из NASA было исследовано более 12 вариантов с различными типами двигателей, их размещением и различными вариантами общей компоновки летательного аппарата.
Наиболее эффективной для решения поставленных задач была признана схема конвертоплана с поворотными гондолами. Она сочетала в себе как использование уже разработанных технологий, так и достижение достаточных характеристик по дальности и скорости перехода из одного режима полёта в другой. В LTV Aircraft Products для начала решили не мудрить, и подготовили проект транспортного самолёта с вертикальными взлётом и посадкой (СВВП) под обозначением P916 на основе наработок, полученных ранее в ходе программы XC-142. Было ясно, что тягаться с крупными конкурентами фирме будет очень трудно, и тогда в LTV вспомнили о своём бывшем сотруднике Бёрте Рутане и его фирме. Так в этой истории во второй раз появилась Scaled Composites.
Выбор фирмы Рутана был вновь аргументирован их опытом в разработке самых сложных и необычных конструкций и применением новаторских решений. Договор о сотрудничестве с LTV был подписан летом 1991 года, и в Scaled Composites приступили к проектированию различных предварительных вариантов SOFTA. При этом первую роль играл сам Рутан, многие чертежи были выполнены им лично. Внутри фирмы для программы использовалось обозначение TIDDS — к сожалению, автору неизвестно, имеется ли у этой аббревиатуры какая-либо расшифровка. Всего до начала августа 1991 года было подготовлено 12 различных вариантов TIDDS/SOFTA.
TIDDS/SOFTA Model 208 был выполнен по тандемной схеме с двумя крыльями большого удлинения, оптимальными для дальних длительных полётов. Основной идеей данного варианта было размещение четырёх двигателей в фюзеляже в едином воздушном канале. Воздухозаборники располагались на гаргроте самолёта. При взлёте, посадке или зависании использовались все четыре двигателя, при этом выхлоп осуществлялся из двух длинных узких сопел по бокам фюзеляжа. Струя воздуха, используя эффект Коанда, создавала достаточную подъёмную силу. Для обычного полёта длинные боковые сопла блокировались, три передних двигателя прекращали работу, их воздухозаборники закрывались, и продолжал использоваться только один двигатель и одно обычное сопло в хвостовой части аппарата. Механизация крыла у Model 208 отсутствовала, манёвры производились при помощи изменения тяги и частичного закрытия сопел при зависании или при помощи скручивания и изгибания удлинённого второго крыла при обычном полёте. Десант размещался под воздушным каналом с двигателями в полулежачем положении. Каждый десантник имел свой индивидуальный люк для посадки и высадки. Снаряжение десантников размещалось вместе с ними и при высадке автоматически выбрасывалось после их выхода.
Следующий базовый дизайн TIDDS/SOFTA Model 209 можно назвать даже консервативным в сравнении с иными проектами той же темы — это был небольшой конвертоплан с поворотным крылом. Основным отличием должно было стать максимальное уменьшение размеров, использование технологий малозаметности и максимальная проработка аэродинамики для подобной конструкции. Как и в предыдущем варианте, крыло было лишено механизации, управление самолётом в режиме полёта осуществлялось при помощи отклонения гондол или скручивания и изгибания крыла. Форма лопастей была адаптирована для создания наибольшей тяги при любом угле наклона крыла. Кроме того, в хвосте был размещён малый винт для лучшего контроля во время зависания. Высадка десанта производилась из двух дверей по бортам фюзеляжа.
Вариант TIDDS/SOFTA Model 212 проектировался как тандемный асимметричный винтокрыл с прямыми крыльями-роторами. Тандемная асимметричная схема позволяет иметь большую подъёмную силу при зависании, а за счёт высокой нестабильности конструкции самолёт имеет лучшие манёвренные характеристики при обычном полёте. В качестве маршевых были выбраны два турбореактивных двигателя в хвостовой части винтокрыла, они же предназначались для управления по рысканию при зависании. Переход от режима зависания к режиму полёта осуществлялся менее чем за секунду, что позволяло бы винтокрылу применять манёвр сверхбыстрого сброса высоты переходом из пике в режим зависания. Обратный переход от зависания к полёту — 5 секунд. Управление винтокрылом в полёте — при помощи скручивания и отклонения крыльев. Десант размещался в обычном отсеке с двумя дверями по бортам.
Идея TIDDS/SOFTA Model 213 напоминала предыдущую Model 212 — это винтокрыл с прямым крылом-ротором. От тандемности и асимметричности отказались в пользу обычного крыла-ротора большего размаха, что позволило уменьшить размеры машины. Для ликвидации несимметричности крыла-ротора в момент перехода от зависания к обычному полёту одна из лопастей поворачивается на 180 градусов, то же происходит и при обратной ситуации. Небольшое вспомогательное крыло в передней части самолёта используется для лучшего маневрирования на низких скоростях и для возможности маневрирования во время перехода из одного режима полёта в другой. В остальном все параметры схожи с Model 212.
В отличие от других проектов, TIDDS/SOFTA Model 215 проектировался как самолёт укороченного взлёта и посадки, выполненный по тандемной схеме, напоминающей одновременно АТТТ и Model 208. Базовая конфигурация была оптимизирована для полётов на скоростях 500–700 километров в час. Model 215 мог совершать обычный взлёт и посадку с разбегом в 250 метров. На случай необходимости сверхкороткого взлёта и посадки машина оснащалась раздвижным крылом. Это убирающаяся конструкция между крыльями из лёгкого, почти тканеобразного, но прочного пластика. При заходе на посадку Model 215 уходит в сваливание, и в этот момент происходит натяжение пластикового покрытия, что увеличивает площадь крыла в три раза. Кроме того, при необходимости можно использовать тормозные и разгонные ракетные двигатели. Всё это позволяет сократить пробег при посадке до 40 метров, а разбег при взлёте — до 35 метров.
При проектировании TIDDS/SOFTA Model 216 конструкторы поставили себе задачу создания конвертоплана с максимально разгруженным крылом и максимальной стабильностью при переходе из одного режима в другой. Для этого было решено отказаться от размещения гондол двигателей на крыле; также, в отличие от иных проектов, на нём разместили элероны, при этом сохранив возможность изгибания крыла для лучшего управления в полёте. Цельноповоротное переднее оперение использовалось для управления по высоте в обычном полёте. Тянущий винт был размещён в носовой части самолёта и мог поворачиваться вверх, два более слабых толкающих винта были размещены в поворотных гондолах на хвостовом оперении и отклонялись вниз. Работали винты от двух турбореактивных двигателей в центре конвертоплана. Ни один из трёх винтов не был оснащён автоматом перекоса, управление в режиме зависания происходило при помощи постоянного изменения углов наклона задних винтов. Интересно, что из-за подобной конструкции пилоты практически не имели обзора вверх, но в отчёте указывалось, что для транспорта это не критично.
Другой идеей, предложенной в целом ряде машин, стало создание самолёта, взлетающего из вертикального положения. Несмотря на то, что эта концепция была опробована ещё в 1950-х и в 1980-х годах признана неудачной, инженеры считали, что в этот раз им удастся побороть все минусы.
Первая модель из этого ряда TIDDS/SOFTA Model 217 наиболее показательна: несущий фюзеляж и полностью разгруженное крыло обеспечивают проекту отличную подъёмную силу в горизонтальном полёте. При переходе в режим посадки в работу активно включались компьютеры, начиная управлять машиной за счёт шага лопастей, цельноповоротного крыла с возможностью скручивания и органов управления на килях. Переход от вертикального полёта к зависанию происходил за 30 секунд. В итоге компьютерная помощь позволила реализовать во время зависания управление, ничем не отличающееся от обычного вертолёта. При этом контроль над Model 217 получал второй пилот, более тренированный в управлении винтокрылыми машинами, при переходе к обычному полёту процедура повторялась. Для удобства кресла пилотов были стабилизированы и могли поворачиваться более чем на 100°, что обеспечивало управление самолётом во всех режимах полёта, а дополнительное остекление предоставляло отличный обзор в вертикальном положении. Выбор в пользу соосной схемы винтов позволял при большом размахе лопастей сохранить достаточно небольшие габариты. Самолёт садился на выдвижные опоры в хвосте, способные сохранить вертикальное положение аппарата на пересечённой местности и склонах до 30°. Другим интересным новшеством стал опускаемый грузовой отсек. После приземления он поворачивался на 100°, обеспечивая максимально удобную погрузку и выгрузку десанта.
TIDDS/SOFTA Model 218 был уменьшенным вариантом Model 217 с выносом гондол и двух винтов на край изогнутого крыла. Переднее цельноповоротное оперение используется для управления в полёте и стабилизации самолёта при переходе в режим зависания. Основное преимущество конструкции — лучшая манёвренность в обычном полёте и большая эффективность управления в зависании, плюс лучший обзор из пилотских кабин в полёте. К недостаткам можно отнести необходимость большей площадки для посадки и более сложную и уязвимую конструкцию. В остальном по техническим решениям Model 218 схожа с Model 217.
В рамках попыток упростить конструкцию Model 217, в TIDDS/SOFTA Model 219 было решено отказаться от системы с двумя роторами. Борьба с закручиванием должна была осуществляться с помощью Х-образного крыла с цельноповоротными плоскостями, с их же помощью отклоняется поток воздуха от ротора и этим осуществляется управление в зависании. Основным недостатком подобной схемы является малая стабильность в вертолётном режиме и меньшая манёвренность. По сути, Model 219 может только совершить посадку с минимальным маневрированием в режиме зависания. Остальные компоненты и решения схожи с Model 217.
В TIDDS/SOFTA Model 220 совмещены достаточно простая конфигурация крыла и оперения от Model 217 и использование двух несущих роторов от Model 218. Для управления в режиме зависания использовались автоматы перекоса и цельноповоротное крыло. Интересной особенностью Model 220 было использование низкоскоростных малошумных винтов, позволяющих как снизить заметность самолёта, так и реализовать закручивание потока для нейтрализации концевого вихря, сходящего с крыла. Кроме того, Model 220 был адаптирован как к вертикальному взлёту, так и более экономному сверхкороткому обычному, с разбегом всего в 10 метров. Для этого на самолёте было установлено специально колёсное шасси.
Использование для вертикального полёта турбореактивных двигателей в Scaled Composites считали неэффективным. Главными недостатками являлись высокий расход топлива и сложность в управлении. Дополнительно на это накладывались проблемы, создаваемые турбинами при высадке десанта — подымаемое пылевое облако было куда больше, чем у схем с винтами, кроме того, выхлопные газы могли навредить и десанту. Глушение двигателей до высадки было неприемлемым вариантом из-за требования проведения максимально быстрой выгрузки и погрузки. Кроме того, подъёмные двигатели в обычном полёте являлись бесполезным грузом.
Но у турбореактивных двигателей есть свои плюсы — это скорость спуска и подъёма, большая стабильность при переходе от одного режима полёта к другому. Поэтому в TIDDS/SOFTA Model 222 было решено попробовать применить их для самолёта специального назначения. Для решения вопроса с защитой десанта от выхлопа подъёмные двигатели установили под небольшим углом к корпусу и прикрыли отражающими панелями. Тем не менее из-за размещения основного двигателя сзади расположить грузовой люк было возможно только в носу Model 222. Для экономии места при высадке десанта раскрывалась вся носовая часть вместе с пилотами. Интересно, что это можно было сделать и в режиме зависания, для спуска десанта по тросам. В остальном Model 222 был самолётом обычной схемы, максимально адаптированным для полётов на скорости М=0,7.
Проект TIDDS/SOFTA Model 223 наиболее сильно отличался от всех иных вариантов. От вертикального взлёта и посадки полностью отказались в пользу высокого уровня радиолокационной малозаметности. Десант осуществляется с помощью сброса на парашютах двух десантных капсул на шесть человек или 900 килограмм полезной нагрузки с самолёта, подобного бомбардировщику В-2. Капсулы оснащены тормозными двигателями, посадочной подушкой и противоперегрузочными креслами, рассчитанными на девятикратные перегрузки. Кроме того, капсулы имеют системы наведения, способны работать как по сигналам GPS, так и по лазерному целеуказанию, осуществляемому с земли. Пока отряд выполняет операцию, самолёт либо барражирует в отдалении, либо возвращается на базу. После окончания операции десант загружается в капсулы, передаёт сигнал самолёту или на базу и выпускает трос на шаре. Model 223 обнаруживает капсулы по сигналу и, используя схему, аналогичную системе персональной эвакуации Skyhook на С-130 — крюк на носу самолёта — захватывает трос на шаре и затягивает капсулу в самолёт. По мнению разработчика, Model 223 может дополнить обычный самолёт сил специального назначения для проведения операций на территории стран, обладающих ПВО «красного» уровня вроде России или Китая.
В сентябре 1991 года внутри Scaled Composites для дальнейшей работы были выбраны три проекта: Model 215, Model 220 и Model 223. Некоторые из них были немного доработаны, по всем были проведены углублённые исследования. Так, после продувки в аэродинамических трубах у Model 215 был удлинён и заужен фюзеляж, была пересмотрена конструкция остекления кабины, в носу были установлены дополнительные ракетные тормозные двигатели. Также достаточно серьёзно переработали Model 220, в свою очередь, укоротив и расширив фюзеляж и по-иному расположив десант. Кроме того, было решено отказаться от управления самолётом через закручивание и изгибание крыла, вернувшись к обычным органам управления. Менее всего подвергся изменениям Model 223 — конструкция самолёта и десантной капсулы была немного доработана для достижения большего уровня незаметности. Все три проекта были переданы в LTV Aircraft. В декабре 1991 года Model 223 была признана наиболее интересной для дальнейшей работы. На этом открытая информация о TIDDS заканчивается.