Кіріспе

1940-1950 жылдардағы америкалық әскери ұшақ жобасы. Республика XF-103 – бұл 3 Мах жылдамдығымен ұшып бара жатқанда совет бомбалаушыларын жоюға қабілетті, зымыранмен қаруланған жойғыш ұшақты жасау жөніндегі американдық жоба. Ұзақ дамуға қарамастан, ол макет кезеңінен әрі жылжымады.

Даму

1949 жылы АҚШ Әуе күштері Ауа қорғаныс командериін жабдықтау үшін жетілдірілген үстіндыбыстық жойғышқа қатысты сұраныс білдірді. Ресми түрде WS 201A қару жүйесі деп танылған, бірақ бейресми түрде «1954 жылғы жойғыш» деп белгілі болған бұл сұраныс, кез келген ауа райында жұмыс істей алатын, қуатты әуедегі жойғыш радарымен және әуеден әуеге зымыран қаруларымен жабдықталған үстіндыбыстық ұшақты талап етті. Republic компаниясы ұсыныс берген алты компанияның бірі болды. 1951 жылдың 2 шілдесінде үш жоба одан әрі дамыту үшін таңдалып алынды: Convair компаниясының үлкейтілген XF 92 жобасы, ол F 102 ұшағына айналды, Lockheed компаниясының F 104 ұшағына әкелген жобасы және Republic компаниясының AP 57 жобасы. AP 57 – титаннан жасалған және кем дегенде 3 Мах жылдамдыққа жете алатын перспективті жоба болды. AP 57-нің толық көлемді макеті 1953 жылдың наурыз айында салынды және тексерілді. 1954 жылдың маусым айында үш прототипке келісімшарт жасалды.

Қозғалтқыш

1950 жылдары 3 Мах жылдамдығына жету қиын болды. Реактивтік қозғалтқыштар келіп түсетін ауаны қысып, отынмен араластырады, содан кейін қоспаны тұтандырады. Газдардың кеңеюі итермелеу күшін жасайды. Компрессорлар әдетте ауаны тек дыбыс жылдамдығынан төменгі жылдамдықпен қабылдай алады. Үшіншісі – ауаның жылдамдығын азайту. Бұл процесте жоғалған энергия ауаны қыздырады, демек, қозғалтқыш таза итермелеуді қамтамасыз ету үшін үнемі жоғары температурада жұмыс істеуі керек. Бұл процестегі шектеуші фактор – қозғалтқыштардағы материалдардың температурасы, әсіресе, жану камераларының артындағы турбина қанаттары. Сол кезде қолданыстағы материалдармен 2.5 Махтан жоғары жылдамдыққа жету қиын болды. Бұл мәселенің шешімі – турбинаны алып тастау. Рамджеттік қозғалтқыш көбінесе үлкен түтікшені құрайды және қозғалтқыштың айналасына қосымша ауа жіберу арқылы ауамен салқындату оңай. Lockheed X 7 сияқты тәжірибелік рамджеттік ұшақтар 4 Мах жылдамдығына жете алды. Дегенмен, рамджеттік қозғалтқышта көптеген мәселелер бар. Отынның экономиясы, немесе ұшақ терминдеріндегі итермелеуге қатысты отын шығыны өте нашар. Бұл әуе базасынан әуе базасына ұшу сияқты операцияларды қымбатқа айналдырады. Одан да маңыздысы, рамджеттік қозғалтқыштар келіп түсетін ауаны қысу үшін алға жылдамдыққа тәуелді және 1 Махтан жоғары жылдамдықтан ғана тиімді болады. Республиканың бас конструкторы Александр Картвели осы мәселелерді шешудің жолын тапты. Ол Wright J67 турбореактивтік қозғалтқышын (Bristol Olympus лицензиясы бойынша құрастырылған) және оның артында RJ55 W 1 рамджеттік қозғалтқышын пайдалануды ұсынды. Екі қозғалтқыш бірнеше жылдамдық өзгертетін арналармен байланыстырылды, олар ауаны қозғалтқыштар арасында бағыттай алатын. Төмен жылдамдықтарда ұшақ J67 қозғалтқышымен қуаттанады, ал RJ55 дәстүрлі форсаждық қозғалтқыш ретінде әрекет етеді, шамамен 40 000 фунт (180 кН) итермелеу күшін жасайды. Жоғары жылдамдықтарда, 2.2 Махтан жоғары, реактивтік қозғалтқыш тоқтатылады және кіріс арнасынан ауа ағыны тікелей RJ55-ке бағытталады. Реактивтік қозғалтқышты тоқтату арқылы жалпы итермелеу күші азайтылғанымен, рамджеттік қозғалтқышта жұмыс істеу ұшақтың әлдеқайда жоғары жылдамдыққа жетуіне мүмкіндік берді. Екі қозғалтқыш та бір үлкен, құрсақ типті Ferri кіріс арнасының артында орналасқан, ол алға қарай созылған ернекке ие, бұл конфигурация F 105 Thunderchief ұшағының қанат тамырындағы кіріс арналарында да қолданылған. J67 кіріс арнасының астында бұрышпен орналасқан, ал RJ55 ұшақ фюзеляжымен қатар, артқы бөлігіне орнатылған, дәстүрлі қозғалтқыш орнатылымының шығару құбыры сияқты. J67-нің үстінде арналар үшін едәуір бос кеңістік болды.

Қанат және басқару беттері

Барлық басқару беттері таза дельта қанаттардан тұрды. Негізгі қанат 55 градусқа бұрылып, айналмалы бұрышты қамтамасыз ету үшін тіреу осінің айналасында айналуға болатын. Ұшу мен қону кезінде қанатты жоғары көтеріп, фюзеляжды шамамен көлденең ұстап, шағылысу бұрышын арттыру қажет болды. Фюзеляждың ұзындығы ұшақтың бүкіл конструкциясын жоғары көтеру арқылы бірдей нәтижеге жетуді қиындатты, бұл қону шассиндегі ұзақ кеңейтімді қажет ететін еді. Бұл жүйе сонымен қатар фюзеляждың әртүрлі жылдамдықтарда ауа ағынына қатысты жазық ұшуына мүмкіндік берді, бұл ұшақтың жалпы шағылысу бұрышын тәуелсіз түрде орнатуға болатындығын білдірді. Бұл аэродинамикалық сүйреуді азайтып, ұшу қашықтығын арттырды. Қанаттың ұзындығының екі бөлігінен бірінде бөлініс жасалған. Бұл сызықтан тыс бөлігі қанаттың қалған бөлігінен тәуелсіз айналуға қабілетті болды. Бұл жылжымалы бөліктер үлкен элерондықтардың орнында жұмыс істеді, немесе Республика оларды типерон деп атады. Бөлініс сызығы, бұрылыс нүктесінің алдындағы және артындағы беттік аудандарды шамамен бірдей ету үшін, тіреу осіне жақын фюзеляжға жақын орналасқан. Үлкен, стандартты жақтаулар фюзеляждан типеронға дейін созылды. Қанат тамырынан шамамен 1/3 қашықтықта қосымша жанармай бактерілері орнатуға арналған бекіткіштер болды. Көлденең тұрақтандырғыштар көлемі жағынан кішкентай болып көрінді және қанаттың сызығынан төмен орнатылған. Үлкен тік қанат, жоғары жылдамдықтағы тұрақтылықты арттыру үшін құрсақ қанатымен толықтырылды. Бұл қанат ұшу кезінде және қону кезінде жерге тимеу үшін арттан қарағанда оңға қарай бүгілді. Көлденең беттердің тікелей артында екі жапырақша тәрізді ауа тежегіштері орналастырылған, олар көлденең және тік беттер арасындағы кеңістікке шамамен 45 градус бұрышпен ашылып, кеңейді. Бұл кезеңдегі ұшақтар үшін кең таралған нәрсе болғанымен, тоқтату парашютының қарастырылғандығы модельде де, түрлі суреттерде де анық көрінбейді.

Фюзеляж

Фюзеляж толығымен тегіс болды, сонымен қатар гипердыбыстық жылдамдықтарда төмен соққы жасау үшін жоғары қабықшалық коэффициентке ие болды. Дизайн кеңістіктік ереженің ашылуына дейін жасалған, сондықтан 1952 жылдан кейін жасалған ұшақтарға тән, "араның белі" сияқты тартылулар байқалмайды. Фюзеляж контурлары негізінен цилиндрлі болды, бірақ қанат тамырынан басталып, кіретін жерге дейін бірігіп, ортасында дөңгелек, тікбұрышты пішінге ие болды, ал қозғалтқыш соплосына жақын жерде таза цилиндр пішініне қайта оралды.

Кокпит

Кокпит дизайны бастапқыда шатырмен жабдықталған, бірақ жоғары жылдамдыққа қатысты төмен соққы талаптары оны алып тастауды ұсынды. Ол кезде жоғары жылдамдықты ұшақтарда алдына қарау үшін перископты пайдалану идеясы кең таралған еді, Avro 730 да осыған ұқсас жүйені таңдады. Әуе күштері F-103 ұшағында оны қолдануды талап етті. Картвели бұл макетке қарсы болды және «нағыз» шатырды пайдалануды жалғастырды. Бағдарламаның жобалау құжаттарында бұл мүмкіндік опция ретінде сақталды, сонымен қатар өнімділік бағалаулары айырмашылықтың минимал болатынын көрсетті. Модельде көрсетілген жүйеде ұшқыш кабинасының екі жағында екі үлкен сопақша терезелер және тікелей ұшқыш алдындағы Френель линзасына бейне проекциялайтын перископ жүйесі қолданылды. 1955 жылы перископ тұжырымдамасы модификацияланған F-84G ұшағында сынақтан өтті, ол ұшқыштың алдына қарау мүмкіндігі шектелген ұзақ, мемлекетаралық рейсте ұшырылды. XF-103 үшін ерекше дыбыс жылдамдығынан асып түсетін құтқару капсуласы жасалды. Ұшқыштың орнына үлкен жылжымалы қалқан орнатылды, ол әдетте ұшқыштың аяқтарының алдындағы кеңістікке сырғып түсетін. Депрессия жағдайында қалқан ұшқыштың алдына шығып, орындықты қысыммен жабдықталған кабинаға бекітетін. Капсула ішіндегі негізгі ұшу құралдары ұшақты базаға қайтаруға мүмкіндік берді, ал қалқанның алдыңғы жағындағы терезе перископ жүйесін пайдалануға мүмкіндік берді. Төтенше жағдайларда капсула ұшақтың фюзеляжының шағын бөлігімен бірге төмен қарай шығарылатын, бұл капсулаға тұрақты аэродинамикалық пішін беретін. Ұшаққа кіру және шығу үшін, құтқару модулі ұшақтың төменгі бөлігінен рельстер арқылы түсіріліп, ұшқышқа орындыққа кіруге, отыруға және модульді ұшаққа көтеруге мүмкіндік берді. Капсула толық қысыммен жабдықталған, бұл ұшқышқа капсула жабық болғанда қысымды киімсіз ұшақты басқаруға мүмкіндік берді.

Авионика және қару-жарақ

Ұшақтың барлық мұрны үлкен Хьюз радарымен толып тұрды, ол (сол кезде) ұзақ қашықтықта анықтау мүмкіндігін ұсынды. Жетектеу және отты басқаруды барлық WS 201 жобалары үшін әзірленіп жатқан MX 1179 жиынтығы қамтамасыз етуі тиіс еді. Hughes бұл келісімшартты Hughes MA 1 отты басқару жүйесімен жеңіп алды, ол әзірлемеде болды. Қарулар пилот кабинасының артында, фюзеляждың екі жағында орналасқан бөлімдерде тасымалданды, олар жоғары қарай ашылып, зымырандарды бөлімдерінен сыртқа шығарып, айналдыратын. Ол алты GAR 1/GAR 3 Falcon (сол кезде MX 904 деп аталған) зымырандарымен қаруланбақ, GAR 1 және GAR 3 зымырандарының үш немесе төрттен орналасуы мүмкін, соққы тигізу мүмкіндігін арттыру үшін жұптармен (радарлық және инфрақызыл басқарылатын бір-бірден) атылатын. XF 103 сонымен қатар 36 2.75 дюймдік "Mighty Mouse" FFAR зымырандарымен де жабдықталуы керек еді.