youroker (youroker) wrote,
youroker
youroker

Category:

Водородный загар. Проект Lockheed CL-400.

Проект этого самолёта я уже упоминал в статье Архангел из ЦРУ. Локхид А-1 – А-12, но лишь вскользь. Настало же рассмотреть CL-400 "Suntan" подробнее. Что же, садитесь поудобнее! И, мы отправимся в далёкие 50-ые, время, когда казалось, что нет помех инженерному гению и прогрессу.



В марте 1954 года английский инженер Рандольф Рэе (Randolph Rae) направил в Командование по научным исследованиям и перспективным разработкам ВВС США предложение о создании комбинированного реактивного двигателя с использованием сжиженных кислорода и водорода. Главным преимуществом этой идеи было, что жидкий водород легко испаряется и быстро распространяется по всему объему камеры сгорания, что способствует работе двигателя при различных температурах и на огромном диапазоне высот. Высокая массовая теплота и высокая полнота сгорания позволяет повысить эффективность двигателей, уменьшить удельный расход топлива, уменьшить массу и габариты двигателя. После изучения проекта, права на практическое использование предложенного принципа создания тяги были переданы двигателестроительной фирме "Garrett Corporation" (в дополнение купившей патент на этот тип двигателя и предложившие Рэе работать на них).

Так как "Garrett Corporation" не имела опыта создания самих самолётов, было решено заключить контракт с калифорнийским отделением концерна "Lockheed". В качестве силовой установки были предложены двигатели на жидком водороде, разработанные фирмой "Garrett": Rex 1, Rex 2 и Rex 3. Результатом работы проектировщиков Lockheed явился предварительный проект самолета под обозначением CL-325-1 с силовой установкой из двух Rex 3 тягой по 2040 килограмм.


Lockheed CL-325-1.

CL-325-1 представлял собой самолет с веретенообразным фюзеляжем длиной 46,7 метров и прямым тонким крылом трапециевидной формы размахом 24,35 метров. При взлетной массе 20,7 тонн он должен был преодолевать расстояние 5630 километров на высоте 30,5 километров со скоростью в 2,25 Мах. В ходе дальнейшей детальной проработки появился вариант самолета CL-325-2, отличавшийся размерами и использованием 6 более слабых двигателей Rex 2.


Lockheed CL-325-2.

Но трудности и необходимые затраты, связанные с практической реализацией машины с кислородно-водородным двигателем, поубавили энтузиазма у представителей ВВС, и к середине 1955-го интерес к этому проекту пропал. В это же время специалисты отдела перспективных проектов (уже получившие название "Скунсы") во главе с его директором, легендарным "Келли" Джонсоном, получили заказ от ЦРУ по созданию разведывательного сверхсамолёта на замену U-2. Ведущим специалистом по перспективным силовым установкам в "Lockheed" Бенжамином Ричем (Ben Rich) было предложено создать по этим требованиям проект с силовой установкой на водородном топливе.


Требования к миссии перспективного разведывательного самолёта.

Проект, получивший фирменное обозначение CL-400, должен был быть высотным сверхзвуковым разведчиком с крейсерской скоростью, в 2,5 раза превосходившей звуковую, расчетной дальностью полета в 5000 километров и экипажем из двух человек. В ЦРУ программа по созданию разведчика с силовой установкой на жидком водороде получила кодовое наименование "Suntan" - Солнечный загар. По контракту, заключенному в июне 1955 и рассчитанному на 18 месяцев, Lockheed обязывалась разработать конструкторскую документацию и подготовить к испытаниям два прототипа, которые впоследствии должны послужить эталоном для изготовления серии из шести машин. Главным требованием ЦРУ к новому самолету, предназначенному для развития успеха, достигнутого предыдущим разведчиком U-2, стала неуязвимость от средств ПВО в сочетании с комплексом высокочувствительного разведывательного оборудования.


Lockheed CL-400-10.

Конструкторы Lockheed заработали в лихорадочном темпе, а ЦРУ не жалело денег. В середине 1957 ВВС ассигновали на эту программу почти $ 500 миллионов (в ценах 1992), а общие затраты в конечном счете составили целых $ 1.2 миллиарда (в ценах 1992). Было разработано более 15 вариантов компоновки самолёта с различными двигателями.


Lockheed CL-400-11 с размещением двигателей на и под крылом.


Lockheed CL-400-12 - серьёзно увеличенная версия Lockheed CL-400-11.


Lockheed CL-400-13 - самолёт по схеме "утка" с треугольным крылом. Самый большой из всех CL-400 - длинной в 90 метров.


Размеры Lockheed CL-400-13.


Lockheed CL-400-14 - ещё немного увеличенный CL-400-12.


Вариант CL-400 с использованием обычных двигателей.

Основным двигателем стал Pratt&Whitney Aircraft 304, параллельно разрабатывался вариант адаптации двигателя Pratt&Whitney J-57 под жидкий водород. Так же рассматривался вариант использования дальнейшего развития двигателя Rех-3 - STR-12. В разных вариантах двигатели перемещались по всему самолёту, менялось их количество, менялись размеры самолёта.


Схема работы Pratt&Whitney 304.


Теплообменник двигателя Pratt&Whitney 304.


Испытательный образец двигателя Pratt&Whitney 304.


Схема работы Pratt&Whitncv J-57.


Сравнение обычного J-57 (сверху) и водородного J-57 (снизу).

Основным вариантом был выбран Lockheed CL-400-10. В этом варианте длина самолета равнялась 50,25 метров, размах крыла - 25,53 метра, взлетная масса - 31,7 тонн. Этот проект сильно напоминал CL-325-1 - похожий веретенообразный корпус, размещение двигателей на законцовках трапециевидного крыла. В целом самолёт можно было бы назвать сильно увеличенным "Старфайтером". Полезная нагрузка составляла 680 килограмм, и в основном состоял из самого разнообразного разведывательного оборудования. Двигатели - ПВРД Pratt&Whitney 304-2. Для самолёта была разработана система дозаправки от другого CL-400. Потолок самолёта - 32 километра, маршевая скорость - 2,6 Мах.


Проекции Lockheed CL-400-10.


Система дозаправки Lockheed CL-400-10.

Считалось, что самолёт с такой скоростью и высотой полёта будет способен проводить разведку объектов, прикрытых зенитными комплексами ПВО и перехватчиками с управляемым ракетным оружием, а возможность дозаправки позволит вести наблюдениями за любыми объектами на земном шаре.


Основные части Lockheed CL-400-10.


Крыло Lockheed CL-400-10 от модели в масштабе 1 к 3.

Кроме проблем по проектированию самолёта (а их было не мало, например, на максимальной скорости фюзеляж самолёта удлинялся почти на 2 метра) перед Келли Джонсоном вставали и проблемы иного типа. Так требовалось наладить производство жидкого водорода. В 1956 году при плотном сотрудничестве с Pratt&Whitney было решено вложить средства в постройку завода по производству этого топлива, способного производить в день до 220 тонн, этот проект получил название "Papa Bear". Завод должен был располагаться в местечке Пейнсвиль. Пока не было завода, топливо для испытаний двигателей поступало из криогенной лаборатории в Боулдере (которую внутри "Скунсов" именовали как "Baby Bear" - медвежонок) и хранилось в бункере времён Второй Мировой войны неподалёку от цехов "Скунсов" - бункер, в штуку, из-за жесточайших требований безопасности называли "форт Робертсон" - по фамилии ответственного за безопасность.


Трейлер на котором доставлялось водородное топливо.

Несмотря на то, что к 1957 году удалось решить многие конструктивные проблемы, была проделана гигантская работа, ко всем заинтересованным сторонам пришло понимание, что в ближайшее время самолёты на водородном топливе слишком дороги и опасны. Келли Джонсон в октябре 1957-го предложил вести дальнейшую разработку самолета-разведчика с реактивными двигателями на традиционном авиационном топливе. В 1959 ЦРУ адаптировала свои требования для этого самолёта и переименовала программу в "Archangel". У тому времени были построены 4 водородных двигателя и продувочный макет CL-400 в масштабе 1 к 3.



Видео с двумя CL-400-10 производящими дозаправку от Jozef Gatial.


Источники:
Ben R. Rich, "Lockheed CL-400 Liquid Hydrogen-Fueled Mach 2.5 Reconnaissance Vehicle."
"A Statement by Col. Norman C. Appold of the Sun Tan Project Office-Dec. 1958"
"SF-1: Model 304 Liquid Hydrogen Engine," Apr. 1958
Blackwell C. Dunnam, "Air Force Experience in the Use of Liquid Hydrogen as an Aircraft Fuel."
xplanes.free.fr
secretprojects.co.uk
В качестве иллюстрация использовались изображения художника Jozef Gatial.
Tags: США, авиация, атомпанк, видео, проекты, разведывательная авиация, сверхзвук, холодная война
Subscribe

Recent Posts from This Journal

  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

  • 8 comments