Беспилотный воздушный прицеп

Впервые беспилотные воздушные прицепы (ВП) как тип летательного аппарата были реализованы 0. К. Антоновым еще в феврале 1942 г. в Тюмени. Работы велись по двум направлениям:

– создание ВП-И (воздушный прицеп буксируется за истребителем);
– создание ВП-Б (воздушный прицеп буксируется за бомбардировщиком).

Первое направление было обусловлено привлечением истребителей для бомбардировки из-за малочисленности бомбардировочной авиации в начальный период войны, т. е. наметилось использование воздушных прицепов для буксировки самолетом-истребителем тяжелой бомбы.

По сравнению с подвеской бомбы непосредственно под самолет схема прицепа давала следующие преимущества:
– не перегружалось шасси из-за значительного увеличения взлетной массы комплекса ВП-И;
– возможность транспортировки бомб различного калибра, вплоть до 500 кг, которая позволяла беспрепятственно выполнять уборку шасси истребителя;
– незначительно увеличивался разбег при взлете.Второе направление обеспечивало увеличение боевой нагрузки бомбардировщиков.

Слабым звеном воздушной сцепки был длинный трос (обычно длиной до 100 м). Даже при полете аппарата на буксире в относительно спокойной атмосфере усилие, возникающее в тросе, обычно превышает минимальное допустимое его значение примерно на 15%, а при полете в болтанку за счет возникающих рывков усилие может быть в 10–15 и более раз больше нижнего предела. Это приводит к разрыву троса или даже к вырыву буксировочного замка.

В сентябре–октябре 1941 г. в ЛИИ были проведены уникальные экспериментальные исследования для выявления особенностей буксировки десантного планера на коротком тросе (5-10 м) и жесткой тяге (3 м).

В состав воздушного поезда вошли самолет СБ и опытный десантный планер РФ-8 (конструктор 0. К. Антонов). Ведущим летчиком на планере был С. Н. Анохин, а ведущим инженером по испытаниям – И. В. Эйнис. Следует заметить, что Анохин уже имел довоенный опыт аналогичных буксировок планера Г-9 за самолетом У-2 на Центральном аэродроме Осоавиахима в Тушино, где использовалась деревянная тяга длиной 2 м.

В результате проведенной работы был сделан вывод, что буксировка на коротком тросе усложняет пилотирование планера, а на жесткой тяге опасна и требует исключительного мастерства пилота-планериста. Но на ВП отсутствует пилот, поэтому для обеспечения полной синхронности действия буксируемого аппарата необходимо применять только жесткую тягу.

Первый ВП-Б (взлетная масса 120 кг), буксируемый за У-2, представлял собой бесфюзеляжный летательный аппарат с прямоугольным крылом, вертикальным оперением и шасси на высоких стойках, закрытых обтекателями. Между стойками шасси к крылу подвешивалась бомба (на испытаниях – ее макет). ВП-Б крепился шарнирно к хвостовой опоре самолета-буксировщика с помощью жесткой тяги (дышла).

Полеты показали, что ВП-Б ведет себя устойчиво и следует за самолетом при всех эволюциях. Только при заходе на посадку наблюдалось небольшое раскачивание прицепа.

В одном из полетов с прицепа был сброшен макет бомбы ФАБ-500, что не отразилось на дальнейшем поведении ВП.

Дальнейшая работа над улучшением динамической устойчивости с прицепом большего размера привела к прямо противоположным результатам.

Ряд воздушных прицепов, испытанных в ЛИИ в мае-июне 1942 г. на буксире за По-2 и ЛаГГ-3 (ВП-И), были неустойчивы на всех режимах полета, давая значительное раскачивание.

«Мне довелось сделать несколько полетов с ним (прицепом) наЛаГГ-3, – вспоминал Герой Советского Союза, заслуженный летчик-испытатель СССР М. Л. Галлай, – кстати, в присутствии самого ОК (так называли Олега Константиновича коллеги) и его сотрудницы Е. А. Шахатуни.

На взлете и в полете никаких претензий к поведению самолета с прицепом не возникало, но на посадке прицеп сильно прыгал и в каждом прыжке таскал хвост истребителя вверх и вниз, отчего, естественно, прыгал, иногда очень сильно, и сам самолет.

Помню, что тогда я высказал заключение, что для боевого применения это не имеет значения, так как прицеп будет сбрасываться над целью и садиться истребитель будет уже без него. Не знаю, по каким причинам эта разработка не пошла в дело».

Работу продолжили на модели МиГ-3 с прицепом, помещенной в аэродинамической трубе ЦАГИ. В результате были найдены некоторые формы ВП с малыми удлинениями для определенных скоростей полета.

На этом исследования прекратились, так как быстрого разрешения этой сложной проблемы с доведением ее до боевого применения не нашлось (в 1948–49 гг. КБ Г. И. Бакшаева успешно решило эту задачу при разработке буксируемых воздушных мишеней. – Прим. авт.).

Однако в 1942 г. на московском заводе № 388 НКАП уже успели изготовить 22 воздушных прицепа, которые выпускались под серийными обозначениями А-ИП (ВП-И) и А-БП (ВП-Б).

В сентябре 1950 г. согласно решению Совмина СССР от 14. 08. 1950 г. ОКБ-153 вновь вернулось к теме ВП.

Целью этой работы было проведение изысканий по созданию беспилотного авиаприцепа для переброски техники ВДВ (размещалась внутри прицепа) на буксире за Ил-12 или Ту-2 с самостоятельной посадкой после сбрасывания на бреющем полете (высота 3-5 м).

Согласно ТТТ полетная масса ВП при полезной нагрузке 3,5 т должна была быть не более 4,5 т. Исходя из этого в проекте приняли следующие основные данные:
длина фюзеляжа 5,5–6 м;
размеры миделя (ВхН) 2,6×1,8 м;
удлинение крыла – не менее 5;
площадь крыла – 36 м2;
длина дышла – не более 1,3 м.

Все остальные параметры определялись по результатам аэродинамических исследований многочисленных вариантов моделей.

Для этого был проведен большой объем продувок динамически подобных моделей авиаприцепа в масштабах 1:35 и 1:12 за моделью самолета Ли-2 в аэродинамической трубе Т-203 Сибирского научно-исследовательского института авиации (СибНИА) в городе Новосибирске.

Ведущим конструктором по этой теме (из-за секретности проект изделия назывался «Б» – «Бобик») назначили Александра Юрьевича Маноцкова, талантливого конструктора и планериста.

В результате исследований определились данные для выбора форм прицепа, динамически устойчивых на буксире.

Основная трудность заключалась в обеспечении безопасного приземления при отцепке на бреющем полете. Решение этого предполагалось осуществить двумя путями.

В первом варианте ВП после сбрасывания рассматривался как обычный летательный аппарат, который после отцепления должен обладать достаточной устойчивостью для непродолжительного полета и посадки.

В силу особенностей схемы (короткий фюзеляж, наличие дышла), а также обеспечения продольной устойчивости была выбрана схема «утки». Стабилизатор с предкрылком устанавливался на передней части дышла, обеспечивая продольную балансировку на определенном угле атаки крыла.

Во втором варианте (безмоментный) авиаприцеп не рассматривался как ЛА с точки зрения необходимой продольной устойчивости.

Наоборот, принимаются все меры к тому, чтобы на летных углах атаки вектор силы тяжести проходил как можно ближе к фокусу крыла, чтобы в момент отцепления продольный момент или был равен нулю, или близок к нему (крыло смещалось относительно общего Ц. Т. вперед до центровки 30% САХ).

За время бреющего полета (0,5–0,8 сек) груженый прицеп в силу большого значения момента инерции не успевал повернуться вокруг поперечной оси на угол, вызывающий поломку при посадке.

По результатам исследований и расчетов был построен малый авиаприцеп (по безмоментной схеме) в масштабе 1:3 с полезной нагрузкой 100 кг для проведения летных испытаний на жесткой тяге за Ан-2. Этот прицеп выполнили в основном из дерева.

Фюзеляж набран был из шпангоутов и стрингеров с фанерной обшивкой (2 мм). Съемную переднюю часть, кок, выполнили из дюралюминия.

Крыло прямоугольной формы в плане двухлонжеронной схемы, обтянуто полотном и крепилось к фюзеляжу с помощью подкосов. Хвостовое оперение состоит только из киля.

Шасси прицепа четырехколесное, со свободно-ориентирующимися колесами (200×80 мм). Амортизационные стойки – пневмомасляной конструкции.

Дышло, выполненное из стальной трубы, для смягчения нагрузок при разбеге и посадке имеет резиновый демпфер.

Для выполнения автоматической отцепки при посадке на ВП выпускалась штанга (щуп) длиной 1 м, и как только она касалась (чиркала) земли, замок срабатывал и отцеплял прицеп.

Испытания малого авиаприцепа за Ан-2 проводились в 1951 г. (летчик В. А. Диденко).

В первых же полетах столкнулись с двумя основными проблемами: центровки и переворота прицепа от скоса потока за воздушным винтом самолета.

Сразу же после отцепки ВП взмывал вверх и колоколом падал на землю. Эти «дровишки» везли в цех на восстановление и после этого продолжали полеты. Для изменения центровки прицепа на дышле подвешивали кусок свинца, который перемещали вдоль него.

В результате таких манипуляций было найдено оптимальное положение центра тяжести аппарата для выполнения безопасной посадки.

Вторая проблема возникла из-за завихрения спутной струи от воздушного винта одного двигателя (может быть, за двухмоторным самолетом такого явления и не было бы).

При взлете авиаприцеп переворачивался на 90 градусов, и безопасная отцепка в таком положении была невозможна. Это проявилось в одном из первых же полетов при наборе высоты: воздушный прицеп перевернулся, а самолет опасно накренился. Летчик был вынужден сбросить прицеп, который сильно побился.

Затем ВП доработали, установив измененное хвостовое оперение (двухкилевое со стабилизатором). По результатам последующих полетов на всех режимах (взлет, набор высоты, горизонтальный прямолинейный полет, сбрасывание прицепа на бреющем полете) были выработаны рекомендации по наивыгоднейшим способам буксировки.

Дальнейшие работы по теме «Б» были приостановлены из-за их неперспективности. Да и малочисленное ОКБ-153 было сильно загружено серийным запуском Ан-2 в Киеве.
источник

 

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *