Peферат по "История на науката и техниката"

PEФЕРАТ

на Павел Божинов Петров ІІІ курс, ТФ, Ф№ 07020028

София

“Стратосферната крепост”

Във всичко има върхове. Своебразен връх в дозвуковите бомбардировачи е стратегическият бомбадировач от SAC на USAF Boeing B - 52 Stratofortress. Когато за пръв път прочетох за този нов самолет, вече бях посветен в тайните на аеродинамиката, нещо повече, готвех се след няколко месеца да започвам да летя в Аероклуба. Въпреки и “подкован” теоретически, представяйки си как тази грамада с маса над 180 тона се издига във въздуха, просто настръхвах…

Минаха години, появиха се много по-голями самолети, но винаги, когато си спомням за първите ми преживявания, свързани с появата на B - 52, изпитвам необяснимо вълнение. И може би поради това този самолет винаги ме е вълнувал. Доскоро светът беше черно-бял. В този беден спектър B - 52 бе “лош” самолет, “заплаха за мира”. За него можеше да се пише само в тези нюанси. Дори и специалисти, запознати с истинските качества на самолета, се въздържаха от положителни оценки.

Както много други самолети, за които се разказва в тази книга, Boeing В-52 е рожба на глобалното противопоставяне на двете идеологически непримирими системи от годините след Втората световна война. Лидерът в тежкото самолетостроене на САЩ Boeing през 1946-1947 г. започва работа по невиждан дотогава свръхтежък бомбардировач, който представлява уголемен вариант на Boeing B - 47. Подобно на него и В - 52 ще има изключително гъвкаво крило, натоварено вече не с шест, а с осем турбореактивни двигателя, висящи по двойки на четири пилона. Работата върви с бързи темпове и през ноември 1951 г. първият прототип ХВ - 52 е готов за наземни изпитания. На 15.03.1952 г. започват наземните изпитания и на втория, YB - 52.

На 15.04.1952 г. YB - 52 прави първият полет, а ХВ - 52 ще излети доста по-късно, едва на 02.10.1952 г., защото му монтират допълнително оборудване. И двата прототипа са с двигатели Pratt & Whitney J57 - P - 1 с тяга 38,70 kN.

В същото време друг авиационен гигант, Convair, прави опит за пробив в позициите на Boeing чрез своя проект YB - 60, един също така огромен стратегически бомбардировач. За разлика от авангардния във всичко Boeing B - 52 самолетът Convair B - 60 използва много от елементите на на В - 36. По своите предварителни харектеристики двата конкуренти почти не се раличават. На 18.04.1952 г. и този самолет прави своя първи изпитателен полет. Макар да има по-голяма готовност за производството му, тъй като се използва голяма част от готовото оборудване и дори цели големи детайли от B - 36, Convair B - 60 не е приет от ВВС, а е предпочетен носещият безброй нови решения В - 52.

Boeing B - 52 е стратегически бомбардировач за нанасяне на удари в дълбокия тил на противника по военни и икономичиски обекти с конвенционални, ядрени и термоядрени боеприпаси.

Самолетът има тяло с елиптично сечение и грамадна бомбова шахта с обем 185 m³ . Тялото е целометалически полумонокок. Херметични са само двете кабини - пилотската в носа и на стрелеца в опашката. Степента на херметизация е такава, че екипажите летят и в стратосферата с обикновенно облекло. Пред и зад бомбовата шахта са нишите на основния колесник с велосипедна схема. Той има четири основни стойки с по две колела на всяка стойка. Разположени са като крака на маса, базата е 15,48 m, а коловозът е 2,51 m. Към краищата на крилото има подпорни стойки с малки колелца. Нормално те не се допират до земята, но осигуряват самолета при евентуални наклони.

Това, което особено впечатлява в B - 52 Stratofortress, е крилото. То е със стреловидност 35, много голямо удължение и отрицателна “V” - образност, когато самолетът е на земята. Крилото има само един надлъжник. Основна роля при понасяне на всичките натоварвания играе дебелата носеща обшивка. Изнесените силно напред двигатели играят ролята на теглови компенсатори на това изключително гъвкаво крило. Интересно е решено напречното управление на самолета. Класическите елерони в края на крилото биха били не на място. Стреловидното гъвкаво крило в полет изменя ъгъла на атака в краищата си. Елероните биха създавали допълнителни деформиращи и поведението на В - 52 може да стане непредсказуемо при отклонение на елероните, особено при големи скорости. Конструкторите са поставили съвсем малки елерони в близост до тялото, а на горната повърхност на крилото има трисекционни интерцептори(спойлери), които при отклоняване нарушават обтичането и съответното крило остава с по-малка подемна сила и по-голямо челно съпротивление. В резултат на това крилото “пада”, самолетът започва да се накланя към страната на отклонения интерцептор. От двете страни на елероните има големи по площ клапи - задкрилки, модифициран “Фаулър”. След като самолетът опре земята, интерцепторите се отклоняват максимално и служат за въздушни спирачки.

Описвайки крилото, казахме, че то има отрицателна “V” - образност на земята. Подчертахме го, защото в полет, вследствие на аеродинамичните сили, крилото претърпява такава деформация, че неговата “V” - образност става положителна. Под крилото отляво и отдясно се окачва по един допълнителен резервоар с различна за отделните варианти на самолета вместимост.

Опашните плоскости са стреловидни. Хоризонталната има площ почти 100 m² и представлява управляем стабилизатор, който е кормило за височина. Отклонението на атакуващия ръб е 10 нагоре(пикиране) и 25 надолу(кабриране). Управлението на стабилизатора и кормилото за посока е електрохидравлично с дистанционно електрическо командване. Вертикалният стабилизатор е с подвижно кормило за посока.

Опашната част на тялото завършва с кабина на бордния стрелец и ”батарея” за защита на задната полусфера. В опашката се намира и спирачен парашут с диаметър 14,5 m.

Boeing получава поръчка за производството на от 36 бомбардировача от новия тип. Но по ред причини са произведени само 3 самалета от серията Boeing B-52A.

• 
  Boeing B-52A. Самолетът се отличава от прототипните най-вече по новото оформление на пилотската кабина. Прототипите повтарят решениета при В-47, пилотите са в тандем в изтребителна кабина. На самолетите от серия В-52А е възприета кабина от нов тип. Тя не излиза над контура на тялото, а е вписана в него и вместо прозрачен похлупак, както е при изтребителите, има прозорци както при транспортните самолети. Това решение е много по-добро при грамадната кабина, когато налягането в нея е многократно по-високо от околното в стратосферата. Натоварването върху малко прозорче е несравнимо по-благоприятно, отколкото върху големия капковиден прозрачен похлупак. Осемте двигателя на В-52 са тип J57-P-3 с тяга 44,90 kN. Първият полет на В-52 е на 05.08.1954 г. Една от трите машини е предадена на NASA за носител на експериментални самолети. Преустроена е като стартова рампа на хиперзвуковия ракетен North American X-15. Другите две остават за фирмени изпитания и доизбистряне на концепцията. В същото време Пентагонът дава на Boeing нова поръчка за 50 самолета, които ще се появят като Boeing B-52B.
  
• 
  Boeing B-52В. Практически това е В-52А, но с основно подобрено навигационно оборудване и по-сигурни системи за окачване и пускане на ядрените бомби. От цялата серия 23 машини остават като стратегически бомбардировачи, а 27 са оборудвани за стратегическо разузнаване и са преименувани на RB-52B. Масата при старт на тези самолети с пълно натоварване достига 190 500 kg срещу 158 150 kg.
  
• 
  Boeing B-52С. От тази модификация са произведени 35 броя. Максималната стартова маса достига 200 тона. Увеличено е количеството гориво, самолетите са оцветени в бяло, защото се предполага, че това ще намали въздействието на светлинното излъчване от взрива на термоядрена бомба, пусната от самолета. По изчисления дори при максимално допустима скорост на снижение не е възможно отдалечението от епицентъра на взрива на бомба с голяма мощност на напълно безопастно разстояние. Първият полет на В-52С е на 09.03.1956 г.
  
• 
  Boeing B-52D. e произвеждан почти паралелно с В-52С. Прави първия си полет на 04.06.1956 г. Различава се от него по това, че отбранителната батарея от четири 12,70 mm картечници в опашката е с подобрена система за управление на огъня. Тази версия чувствително засилва нападателната мощ на американската стратегическа авиация, защото от нея са произведени 170 машини. Увеличен е обемът на бомбовата шахта. На 26.09.1958г. два самолета В-52D по затворен маршрут прелитат съответно 5000 и 10 000 km. Първата машина постига средна скорост 961,80 km/h, а втората - 902,40 km/h. И двата полета са световни рекорди за самолети от този клас. През 1975 г. Пентагонът отделя 280 милиона долара за основна модернизация на електронното и навигационно оборудване на 80 машини от този тип. Те служат още 10 години на армията. Междувременно в Пентагона започват дебати по това, дали е целесъобразно по-нататъшното производство на този тип самолет. В момента е на мода свръхзвуковата авиация и много от стратезите се замислят дали огромният В-52 със своята скорост от 850-930 km/h отговаря на новите изисквания. Проектът на North American за стратегически бомбардировач със свръхзвукова скорост е много примамлив. Въпреки всичко здравият разум надделява и до появата на футуристичната “Валкюрия” на North American е решено да се произвежда и модернизира В-52.
  
• 
  Boeing B-52E излита за пръв път на 03.10.1957 г. Той има нова навигационна система и ново оборудване за откриване на целите и пускане на бомбите. От този вариант са произведени 100 самолета.
  
• 
  Boeing B-52F се отличава с новите си двигатели. В Pratt & Whitney са създали нова версия на двигателя J57. J57-P-43-W има тяга 61,30 kN . Енергосистемата е с генератори за трифазен променлив ток с предавка за постоянна скорост на въртене, което осигурява напрежение с постоянна честота 400 Hz. Първи полет вариант F прави на 06.05.1958 г., произведени са 89 самолета, но през ноември производството е прекратено. Появил се Boeing B-52G.
  
• 
  Boeing B-52G е коренно променен вариант. Нова е конструкцията на крилото, височината на вертикалната опашна плоскост е намалена с 2.31 m, което променя силуета на самолета. Изменено е оборудването, свързано с въоръжението. На “Джи” е поставено технологически ново крило. В него няма резервоари за гориво. Самото крило е резервоар. Така се намалява собственат маса на самолета, а се увеличава възможността му за вземане на гориво. “Мокрото крило”, както е известна тази технология, в следващите години ще стане господстваща в самолетостроенето. Намалени са допълните резервоари под крилата, което подобрява аеродинамиката на самолета. Така при по-малка собствена маса и по-малко гориво самолетите В-52G имат по-голям радиус на действие. Първият самолет B-52G излита на 26.10.1958 г. През февруари 1959 г. самолетите започват да постъпват на въоръжение. Това е най-масовият В-52. Произведени са 193 самолета.
  
• 
  Boeing B-52Н. На 06.03.1961 г. излита първият самолет с двигатели от ново поколение. Поставени са му турбовентилаторни двигатели Pratt & Whitney TF-33-P-3 с тяга 75,57 kN. Но не само в тягата е разликата. Новите двигатели имат 30% по-малка консумация на гориво, което автоматично увеличава далечината на полета със същия процент. Чувствително скача и таванът на самолета. Самолетите от този тип много лесно се различават от останалите по-ниската вертикална плоскост и по двигателите, които имат широк пръстен в предната част, под който се намира вентилаторният контур. От тази модификация са произведени 102 самолета.
  

На 10.01.1962 г. от военновъздушната база на САЩ на японския остров Окинава излита самолет В-52Н. В щатните горивни резервоари и в допълнително поставените резервоари гигантът е погълнал 179 430 литра керосин. След полет от почти едно денонощие самолетът се приземява на военно летище край Мадрид, Испания. Зад него са останали 20 168 km.

По време на своята дълга служба за Стратегическото авиационно командване на САЩ самолетите В-52 носеха бойно дежурство във въздуха около границите на бившия Варшавски пакт с по 4 мегатонни термоядрени бомби в шахтите.

Колкото и да е сигурен един самолет, и с него се случвата аварии и катастрофи. Те са особено опасни, когато на борда на самолета има ядрено оръжие. На няколко пъти цели континенти бяха поставяни пред опасността от ядрен Апокалипсис вследствие произшествия с бомбардировачи.

Печална известност придоби испанското рибарско селце Паломарес. На 17.01.1966 г. в небето над селцето се случи ужасна трагедия, която можеше да бъде край на Западна Европа, а останалата част от континента щеше да получи като подарък радиацията на безброй Чернобили. Дежурящият във въздуха с четири мегатонни бомби В-52 има среща за дозареждане от летящия танкер Boeing KC-135 Stratotanker. При взаимното маневриране за скачване с тръбата за зареждане двата колоса се сблъскват и рухват в пламъци. Само шансът спаси Европа. От всички защитни системи за предотвратяване на случайна експлозия на бомбите последната бе предотвратила взривяването им…

Бойната биография на В-52 минава и през жестоките бомбардировки над Южен Виетнам, а по-късно и над главните градове на Северен Виетнам - столицата Ханой и пристанището Хайфон. Последното участие в бойни дествия на В-52 е по време на войната в Ирак. Самолетите нанасяха удари със свръхтежки конвенционални бомби по позициите на иракската армия в пустинята.

След настъпилото разведряване в отношенията между САЩ и Русия самолетите В-52 бяха снети от дежурство във въздуха и започна постепенното им изваждане от въоръжение.

Тридесет самолета бяха въоръжени с противокорабни ракети от клас “въздух-море” тип AGM-86 Harpoon за действия в акваторията на Световния океан. Тази ракета с ядрена бойна глава е в състояние да унищожи и най-мощния военен кораб.

Отбранителното оръжие на В-52 до вариант G включително са разположените в опашката четири картечници с калибър 12,70 mm. Те се обслужват от борден стрелец в херметична кабина. За откриване на целите и управление на огъня има насочен назад радар. При В-52Н четирите картечници са заменени от едно шестцевно оръдие М-61 Вулкан с калибър 20 mm.

Оборудване :

за да изпълнява успешно задачите си, стратегическият бомбардировач трябва да има сложен комплекс от навигационно, радиоелектронно, оптическо и пилотажно оборудване.

За далечна навигация бомбардировачите В-52 разполагат с приемник AFSATCOM от системата за спътникова навигация NAVSTAR, както и системи за глобална навигация LORAN и ONS(Omega). На борда на самолета има и две напълно автономни навигационни системи - астрокомпас MD-1 и инерциална система за навигация GEINS. Не са забравени и старите изпитани автоматични радиокомпаси.

Постиженията на оптикоелектрониката дадоха “очи” на стратосферния гигант за всякакви атмосферни условия и за всяко време на денонощието. Това са инфрачервените сензори FLIR-AAQ-6, телевизионна камера AVQ-22, работеща при ниска интензивност на осветлението и телевизионна камера за кръгов обзор в опашката. Оптико-електронната система AN/ASQ151 помага при визуални полети на малка височина.

Радиоелектронното оборудване включва цифров радар ALR-46, импулсен доплеров радар ALQ-153, радар за защита на задната полусфера MD-9. Системата AN/ALQ-172 за В-52Н служи за активно електронно противодействие на средствата за ПВО на противника. Оборудването AN/ALE-1 изхвърля при нужда отражатели за пасивни смущения на радиолокационните станции. Приемник AN/ALR-46 предупреждава за облъчване на самолета от чужд радар. Радиосвръзка се подържа в целия честотен обхват, включително и чрез спътници. През 1989 г. на оставащите на въоръжение самолети бе монтирана система за навигация за проникване през противниковата противовъздушна отбрана Offensive Avionics Sistem (OAS).

Въпреки неоспоримо високите качества на В-52 както всяко творение на техниката той остарява морално. Появата на високоефективни средства за ПВО правят огромния и сравнително бавен бомбардировач уязвим, въпреки огромното количество средства за противодействие на ракетите от различните системи. Поради това след неуспеха на North American В-70 в САЩ нито за миг не спира работата по създаване на сръхзвуков заместник на ветерана В-52.

“ТРИГЛАВИЯТ ЗМЕЙ” MARTIN XB-51

По време на Втората световна война се утвърждава клас самолети за непосредствена подръжка на сухопътните войски. В немската армия тази роля играят Junkers Ju-87, Henschel Hs-123 и Hs-129. В авиацията на Русия първоначално това е Сухой Су-2, а по-късно - уникалният “летящ танк” Илюшин Ил-2 и Ил-10. Британската авиация използва успешно Hawker, Tempest и Typhoon. В авиацията на САЩ типичен представител на самолет от този клас е Martin B-26 Marauder.

В края на войната на фирмата “Martin” е предложено да разработи аналогичен по предназначение с “Marauder” самолет с реактивни двигатели. Самолетът трябва да има мощно нападателно съоръжение, а липсата на отбранително оръжие трябва да се компенсира със скорост, съизмерима с тази на изтребителите. Кострукторите от “Glenn L. Martin & Co” създават един уникален в самолетостроителната практика самолет - ХВ-51. По начални изчисления се предвижда максималната стартова маса на самолета да бъде около 36 тона. От тях 5450 kg са бомби. В носа батарея от 8 по 20 mm или 4 по 76 mm оръдия трябва да “мете” всичко, което се появи пред атакуващата машина. За самолета са избрани двигатели General Electric J47-GE-9 с тяга 23,13 kN. Но два двигателя са недостатъчни и е приета нетипичната за боен реактивен самолет схема с три двигателя. Поради дългата бомбова шахта пред конструкторите стои проблемът със запазване центровката на самолетът - когато е с бомби и когато ги хвърли. Така се стига до решение двата двигателя да бъдат прилепени към носовата част на тялото в мотогондоли на къси пилони. Третият двигател е в опашката и има въздухозборник в основата на форкила. С това разположение на двигателите освен благоприятна центровка се постига и разтоварване на крилото, което е направено съвсем тънко.

Тук е мястото да отбележим, че на ХВ-51 е осъществено едно решение, патентовано от нашия изобретател и строител на самолети Георги Божинов през 1912 г. в Париж. Един от приоритетите на този патент е Промяна на ъгъла на поставяне на самолетното крило по време на полет за увеличаване на подемната сила. Защо се прибягва до това технологически много сложно решение?

Разположението на двигателите и високо поставеното тънко крило не оставят много възможности пред конструкторите за избор на схема на колесника. Правят го велосипеден. Две основни стойки се прибират в ниши пред и зад бомбовата шахта. В двата края на крилото има малки подпорни стойки с колела, които се прибират в крилото. Самолетите с други схеми на колесника при излитане с помощта на кормилото за височина поставят носа на самолета под такъв ъгъл, който осигурява на крилото нужния ъгъл на атака. Така се създава нужната за отлепяне от земята подемна сила. При самолетите с велосипеден колесник това е невъзможно, тъй като задната стойка е много далече от центъра на тежестта и не е по силите на кормилото за височина да вдигне носа, като завърти тялото около задното колело. Практикуват се или предни стойки, които се повдигат, или задни стойки, които “пропадат” при засилването на самолета. Конструкторите правят друго. Те възприемат решението на Г. Божинов - крило с изменяем ъгъл на поставяне. Самолетът се засилва в хоризонтално положение и постепенно крилото увеличава ъгъла си на поставяне спрямо надлъжната ос, респективно ъгъла си на атака. Самолетът получава нужната подемна сила и излита. Крилото отново се връща към нормалния си ъгъл на поставяне. Работата на системата се оказва толкова ефикасна, че самолетът излита практически сам. Предвижда се нейното използване и при рязка промяна на масата след освобождаване от бомбите, при кацане или при минаване на втори кръг.

Построени са два прототипа. Първият полет на уникалната машина е на 28.10.1949 г. До края на 1950 г. са проведени пълни изпитания. Но… Преоценката на начините на водене на война в новите условия налага като самолети за непосредствена подръжка на пехотата изтребител-бомбардировачите. На проекта “Модел 234” - той е и ХВ-51 - е сложена черта… След този самолет фирмата произвежда сериино по лиценз от Англия бомбардировача и височинен разузнавач “Канбера” под обозначението Martin B-57 и RB-57. Това е последната проява на Glenn L. Martin & Co в самолетостроенето. Фирмата се ориентира към ракетно-космическите технологии.

Като технологическо решение ХВ-51 е високоплощник със стреловидно тънко крило и опашни плоскости. Вретеновидно тяло с мощна артилерииска батарея в носа и типична изтребителска кабина завършваща с двигател. Пилотът е сам в кабината. Втория член на екипажа - щурман, навигатор и бомбардир - е в “сляпа” кабина с един малък илюминатор на десния борд. Информация за външната обстановка щурманът получава от оптичиски системи, прицели и перископи. От двете страни на носа са монтирани двата предни двигателя. Бомбовата шахта е точно по средата на тялото.

1. 
   Иван Бориславов - “РЕАКТИВНИТЕ САМОЛЕТИ - 1946-1960 г. “
   
2. 
   “AVIONS” - Fev ’94.
   
3. 
   “АЭРОХОББИ” - 3/94.