не терял свои прочностные характеристики при высоких температурах, но он трудно подвергался обработке. Для преодоления 'теплового барьера' необходимы были новые прорывы в технологии.
Чтобы использовать в максимальной степени все . преимущества титановых материалов необходимо было создать достаточно эффективную силовую установку - реактивно-прямоточный двигатель. В отделении Райт Эронотикал фирмы Кэртисс-Райт был разработан ТРД YJ67-W-1, у которого форсажная камера и контур ПВРД были объединены в единый блок. Этот же двигатель рассматривался и для одного из вариантов перехватчика Конвэр F-102.
Двигатель YJ67-W-1 был разработан на основе английского ТРД Бристоль 'Олимп' 1/2А тягой 4450 кгс (без форсажа), лицензию на выпуск которого получила фирма Кэртисс-Райт. Предварительные расчеты показали, что максимальная тяга на форсаже в течение 5 мин должна превышать 9980 кгс, на боевом режиме - 5900 кгс в течение 30 мин без форсажа и 13610 кгс - при работе в режиме ПВРД при числе М=3.
Сопло двигателя имело прямоугольную форму, что позволяло избежать ряд проблем, связанных с потоком газов, а также избавиться от необходимости изготавливать поверхности со сложной кривизной. Подвижные створки сопла, воздушные тормоза и другие детали имели достаточно простую конструкцию. (Кстати сказать, подобные прямоугольные сопла исследуются и в настоящее время для высокоманевренных самолетов, а также для сверхзвукового пассажирского самолета нового поколения).
Силовая установка самолета XF-103, благодаря своей новизне, была предметом шуток среди ученых мужей фирмы Рипаблик. Они говорили, что если самолет совершит вынужденную посадку с убранным шасси на одно из картофельных полей, окружавших завод фирмы, то через его воздухозаборник может пройти огромное количество клубней, которые будут выбрасываться из сопла уже в жареном виде. Таким образом самолет станет самым большим в мире титановым производителем чипсов.
На самолете XF-103 предлагалось использовать крыло с системой управления углом установки, как на опытном истребителе XF-91. Но эта система рассматривалась не как средство повышения маневренности, а как альтернатива использованию двухщелевых закрылков при взлете и посадке. Дело в том, что кабина экипажа перехватчика имела очень ограниченный обзор вперед и поэтому взлет и посадка должны были осуществляться почти при полном отсутствии угла атаки. Однако испытания в аэродинамических трубах показали, что подъемная сила у сверхзвукового симметричного профиля (с относительной толщиной 3%) с закрылками и без них вполне приемлема. Было показано, что при этом обеспечивается требуемый незначительный угол атаки на взлетно-посадочных режимах. Поэтому от системы управления углом установки крыла отказались (которая оказалась к тому же слишком сложной с точки зрения механики) в пользу двух-щелевых закрылков.
Макет XF-103 (первоначальный вариант еще с прямоугольным соплом)
Вариант установки ракет GAR-1, убираемых в специальные отсеки вооружения
Несколько слов о горизонтальном оперении. Выше уже говорилось, что поверхности оперения крепились к нижней поверхности хвостовой части фюзеляжа. Такая схема была выбрана после интенсивных продувок моделей самолета. Низкорасположеный стабилизатор обеспечивал хорошую маневренность и устойчивость на всех углах атаки и не экранировался при выпущенных закрылках. На начальном этапе разработки рассматривался цельнопово-ротный стабилизатор.
Элероны и руль направления первоначально имели аэродинамическую компенсацию, т.е. их оси поворота располагались на некотором расстоянии от носка. В дальнейшем элероны были заменены цельноповоротными законцов-ками крыла. Эффективность такой системы оказалась достаточно высокой, что позволило отказаться от цельноповорот-ного стабилизатора с дифференцированными углами отклонения. Интересный факт: когда фирма Боинг вела разработку зенитной крылатой сверхзвуковой ракеты 'Бомарк' и имела проблемы с управлением по крену, то фирма Рипаблик посоветовала применить цель- ноповоротные законцовки крыла.
В соответствии с требованиями к перехватчику MX-1554 вооружение самолета XF-103 состояло из шести управляемых ракет класса воздух-воздух Хьюз ХААМ-2А (позднее получивших обозначение GAR-1 'Фалкон') и 36 неуправляемых PC калибром 70 мм со складывающимся оперением. Ракеты 'Фалкон' размещались в индивидуальных отсеках по бокам передней части фюзеляжа перед крылом (по три с каждой стороны) и перед пуском выдвигались наружу. Неуправляемые ракеты также располагались внутри фюзеляжа, причем их отсек находился в нижней части фюзеляжа за воздухозаборником.
Позднее пришли к необходимости исключить PC из состава вооружения. Если на истребителе типа F-102 неуправляемые ракеты еще как-то можно было использовать, то на таком самолете как XF-103 они были нецелесообразны. Да и ракеты GAR-1 'Фалкон' также рассматривались как промежуточные к более совершенному ракетному оружию и использовались только на макете перехватчика.
В марте 1953 г. инспекция ВВС США осмотрела макет самолета XF-103 на заводе фирмы Рипаблик. И с этого момента в конструкцию самолета стали вноситься различные изменения. В частности, сопло двигателя стало квадратным, причем боковые створки его могли выполнять роль воздушных тормозов. Передняя секция фюзеляжа была удлинена и теперь длина самолета составляла 23,4 м. Размах крыла был уменьшен до 10,48 м, а его законцовки получили небольшое закругление. В результате уменьшения удлинения вертикального оперения высота самолета стала равной 5,06 м. Усложнилась конструкция воздухозаборника: теперь его нижняя кромка стала управляемой и больше по размерам.
В качестве ракетного вооружения рассматривались усовершенствованные ракеты XGAR-1A 'Эдвансд Фалкон', размещавшиеся как и прежде в шести индивидуальных отсеках по бокам фюзеляжа. Неуправляемые ракеты пока еще сохранялись, но их отсек располагался в верхней части фюзеляжа в районе крыла.
В марте 1953 г. стало ясно, что разработка двигателя YJ67-W-1 затягивается, более того, данный вариант не мог обеспечить требуемую тягу. Поэтому все внимание было переключено на более совершенный двигатель YJ67-W-3, тяга которого отвечала требованиям. С форсажной камерой и контуром ПВРД двигатель получил обозначение XRJ55-W-I.
Выдвижная пусковая установка МУР
Установка макета двигателя Райт J67
Хотя силовая установка разрабатывалась фирмой Кертисс-Райт, патент на нее имела фирма Рипаблик. Следует отметить, что нечто подобное было разработано французской фирмой Норд для экспериментального перехватчика 1500 'Гриффон'. Поднявшийся впервые в воздух в сентябре 1955 г. самолет 'Гриффон' имел ТРДФ SNECMA 'Атар' 101 Е (позднее устанавливалась модификация 10 1 ЕЗ) и небольшой ПВРД, разработанный фирмой Норд. Эта комбинированная установка имела единые воздухозаборник и сопло, но ТРДФ был установлен внутри соплового канала контура ПВРД. В результате двигатель 'Атар' использовал только часть воздуха, протекавшего в контуре ПВРД, поэтому воздухозаборник в большей степени относился к ПВРД, чем к ТРДФ. Если сравнивать силовые установки самолетов XF-I03 И 'Гриффон', то у последнего она была проще И легче, так как не требовала каналов перепуска воздуха, клапанов и других агрегатов. Но при этом концепция фирмы Рипаблик обладала меньшим сопротивлением, так как большая часть воздуха, проходящего через воздухозаборник, использовалась ТРДФ.
Особенностью силовой установки самолета XF-103 был канал перепуска воздуха, который начинался сразу за отверстием воздухозаборника, проходил над ТРДФ и заканчивался в отсеке, где разме ща л и сь форса ж н а я камера и ПВРД. Начало и 'конец перепускного канала имели подвижные створки, которые, в зависимости от режима, подавали воздух в ТРДФ или ПВРД.
Особое внимание инспекторы ВВС при осмотре макета обратили внимание на кабину экипажа. Дело в
