Постройка тяжелого самолета с использованием схемы «летающее крыло» сулила высокое значение весовой отдачи, невообразимое для самолета аналогичной массы, построенного по классической схеме. Именно этот фактор стал определяющим в разработках талантливого американского авиаконструктора Джона К. Нортропа.
Нортроп всегда являлся сторонником доведенной до совершенства аэродинамической чистоты летательных аппаратов. Еще работая на фирме «Локхид», он создал в конце двадцатых годов серию легких одномоторных пассажирских монопланов «Вега», имевших очень чистые формы и лишенных многочисленных подкосов и расчалок, являвшихся обязательными элементами конструкции большинства современников «Веги».
Нортроп с середины тридцатых годов начал последовательно претворять в жизнь инженерную мечту своей жизни: создание большого самолета – летающего крыла. На свой страх и риск он в 1940 г. построил легкомоторный деревянный самолетик N1M с двумя поршневыми двигателями «Франклин» мощностью всего по 65 л. с., обладавший несколькими интересными особенностями.
Самолет N-9M в полете над Калифорнией. В кабине Джон Нортроп
Большинство бесхвосток и летающих крыльев до этого момента имели прямое крыло, оптимальное с точки зрения создания максимальной подъемной силы. Но эти машины имели плохую управляемость в канале тангажа по причине, описанной выше. N1M имел толстое стреловидное крыло большого удлинения (более 7). Уменьшение коэффициента подъемной силы из-за применения стреловидного крыла с лихвой компенсировалось хорошими несущими свойствами толстого профиля. Стреловидность увеличивала плечо выноса элевонов относительно центра масс самолета до вполне приемлемой величины, обеспечивая самолетику приемлемую управляемость по тангажу. Убирающееся шасси с носовой стойкой, двигатели, баки и прочие агрегаты были утоплены в крыло. Плавные линии самолета нарушал лишь выпуклый фонарь кабины летчика и два небольших кронштейна с толкающими пропеллерами. В передней кромке крыла имелось два больших овальных воздухозаборника двигателей.
Для улучшения путевой устойчивости Нортроп снабдил свое детище отогнутыми вниз законцовками крыла. Правда, в ходе летных испытаний выяснилось, что путевая устойчивость от применения отогнутых законцовок практически не возросла, а конструкцию они значительно усложнили. Кроме того, при грубой посадке существовал риск задеть законцовкой за поверхность ВПП. Поэтому в дальнейшем от этой детали конструкции решили отказаться.
Элевоны N1M монтировались на отогнутых вниз законцовках. А ближе к оси симметрии самолета в заднюю кромку крыла были встроены оригинальные расщепляющиеся щитки. При педалировании щиток на одной из консолей раскрывался вдоль своей хорды, а его половинки отклонялись вверх и вниз, вызывая резкий рост сопротивления и падение подъемной силы. В результате самолет входил в разворот «блинчиком» при одновременном медленном сваливании в вираж. На всех последующих «летающих крыльях» Нортропа эти щитки совмещали в себе функции рулей поворота и элевонов.
Джон К. Нортроп и его любимое детище
Основным недостатком N1M, выявленным еще до первого полета, состоявшегося 3 июня 1940 года, был отвратительный обзор из низкой и расположенной далеко от передней кромки крыла кабины летчика. Но так как самолет предназначался для проверки концептуальной правильности теоретических выводов авиаконструктора, на недостаточный обзор смотрели сквозь пальцы. А после демонстрации N1M, только что прошедшего летные испытания, представителями армейских ВВС США с фирмой «Нортроп» был заключен контракт на разработку более совершенного летающего крыла, легко моторного аналога тяжелого стратегического бомбардировщика.
Контракт пришелся очень кстати: он помог исправить финансовое положение фирмы, находившейся буквально на грани банкротства. Незадолго до начала полетов N1М были аннулированы экспортные заказы на одноместный легкий истребитель и патрульный гидросамолет Нортропа, а ВВС и флот США не проявили заинтересованности в этих, безусловно, неординарных машинах.
Воодушевленный интересом со стороны потенциального заказчика, подкрепленным неплохой суммой, Нортроп на своем небольшом заводе в Калифорнии построил серию из четырех более крупных летающих крыльев, получивших индекс N9M. Размах крыла этих красивых стреловидных самолетов составлял 18,3 м, а взлетная масса – 3220 кг. N9M вообще не имели вертикального оперения: устойчивость на курсе обеспечивалась двумя высокими и массивными пилонами, на которых располагались толкающие винты. Два 300-сильных двигателя «Франклин» разгоняли N9M до вполне солидной скорости – более 400 км/ч.
Обзор из кабины летчика улучшили, приподняв кресло и закрыв его обтекаемым беспереплетным фонарем.
Один из N9M был потерян в ходе летных испытаний из-за отказа двигателя, но три оставшиеся с честью завершили программу летных испытаний в 1942 году. В это время фирма «Нортроп» активно занималась проектированием сразу трех боевых машин бесхвостой схемы.
Первый из них, чистая фюзеляжная бесхвостка, истребитель ХР-56 «Крылатая пуля», был представлен на конкурс ВВС США, предполагавший создание новых истребителей нетрадиционных схем. Оснащенный 2000- сильным ПД «Пратт-Уитни» R-2800, работавшим на два соосных толкающих винта, самолет развивал весьма приличную скорость – до 752 км/ч, но при этом был весьма трудноуправляем и имел огромный радиус виража, так как был не способен, как и любая бесхвостка, к форсированным виражам. Кстати, этим же недостатком страдал и немецкий Me-163. Один из ХР- 56 был разбит, а второй, так и не закончив программу летных испытаний, был от греха подальше отправлен в музей.
Вторая боевая бесхвостка «Нортроп» – уникальный реактивный таранный истребитель ХР-79 – имела уплощенный фюзеляж-капсулу, в котором лежа располагался летчик. Фактически самолет представлял собой относительно чистое летающее крыло, обводы которого нарушали лишь гондолы реактивных двигателей. Для улучшения путевой устойчивости на больших скоростях ХР-79 снабдили двумя надфюзеляжными килями. Острая передняя кромка умеренно стреловидного крыла была усилена для того, чтобы в бою можно было использовать ее для усекновения хвостовых оперений супостатских самолетов. Но если у ХР-56 с управляемостью были серьезные проблемы, то у 79-го эти проблемы, видимо, стали непреодолимыми. В первом же полете самолет разбился, похоронив под своими обломками летчика-испытателя Хэрри Кросби.
Самолет Джона Нортропа, по схеме приближающийся к «летающему крылу». Стабилизатор играет вспомогательную роль. 1929 г.
Итак, стало ясно, что истребитель – «летающее крыло» с умеренной стреловидностью – машина норовистая и неперспективная. А вот тяжелый бомбардировщик… В сентябре 1941 года фирма «Нортроп» начала проектировать гигантский самолет – «летающее крыло» с четырьмя звездообразными двигателями воздушного охлаждения «Пратт-Уитни» R-4360-17 мощностью по 3000 л.с., рассчитанный на доставку 10 000 фунтов (4540 кг) бомб на фантастическую дальность 5500 км. Проектная перегоночная дальность с этой боевой нагрузкой составляла 12 400 км. Перед инженерным коллективом Джона Нортропа встало такое количество инженерных, компоновочных и аэродинамических задач, что процесс НИОКР затянулся до конца 1945 года, а первый опытный самолет ХВ-35 совершил первый полет лишь 25 июня 1946 года.
Самолет поражал гигантскими размерами и мощью – размах крыла ХВ-35 составлял 52,5 м. Это было аэродинамически чистое летающее крыло с симметричным толстым профилем. Компоновка машины была достаточно плотной и весьма рациональной – преимущества выбранной схемы реализовали по максимуму. Конструктивно корпус- крыло ХВ-35 состояло из центральной секции (центроплана) и двух консолей. В носке центральной секции самолета была оборудована просторная и удобная герметизированная кабина для шести членов экипажа. Командир экипажа, он же левый летчик, помещался на возвышении и имел круговой обзор благодаря наличию большого каплевидного фонаря, смещенного от плоскости симметрии самолета влево. Второй летчик располагался справа от первого и несколько ниже. Перед ним имелась прозрачная панель лобового стекла, дававшая неплохой обзор вперед и вниз. Штурман-бомбардир располагался справа от второго летчика. Над его рабочим местом имелся астрокупол.
