Northrop F-89 Scorpion: Американский всепогодный перехватчик

Введение

Northrop F-89 Scorpion – американский реактивный всепогодный самолет-перехватчик с двумя двигателями, разработанный и произведенный американской авиастроительной корпорацией Northrop Corporation. Он стал первым реактивным самолетом, изначально спроектированным для выполнения задач перехвата, поступившим на вооружение, а также первым боевым самолетом, оснащенным ядерным оружием класса «воздух-воздух» в виде неуправляемой ракеты Genie. Название «Scorpion» произошло от приподнятого хвостового оперения и высоко расположенного горизонтального стабилизатора самолета, которые обеспечивали их расположение вне зоны выхлопных газов двигателей. Northrop разработал Scorpion в ответ на техническое задание, выпущенное Военно-воздушными силами США (USAAF) в августе 1945 года. Изначально, под внутренним обозначением N-24, самолет проектировался с относительно узким фюзеляжем, встроенными турбореактивными двигателями Allison J35 и крылом стреловидной формы, однако неблагоприятные характеристики на малых скоростях привели к замене этого крыла на относительно тонкое прямое крыло. Несмотря на то, что прямое крыло ограничивало летные характеристики, Scorpion стал одним из первых американских истребителей, оснащенных управляемыми ракетами. В марте 1946 года ВВС США выбрали для разработки как N-24, так и конкурирующий Curtiss Wright XP-87 Blackhawk, что привело к заключению первоначального контракта на два самолета, обозначенных XP-89, 13 июня 1946 года. 16 августа 1948 года прототип совершил свой первый полет с авиабазы Мурок. После сравнительных испытаний XP-89, руководство приняло решение о прекращении программы XP-87 и сосредоточении ресурсов на Scorpion, который продемонстрировал наивысшую скорость и считался наиболее перспективным. После катастрофы 22 февраля 1950 года были внесены различные изменения и улучшения; до этого уже было принято решение об установке более мощных турбореактивных двигателей Allison J33A-21 с форсажной камерой, радиолокационной станции AN/APG-33 и системы управления огнем Hughes E-1. В сентябре 1950 года Scorpion поступил на вооружение Военно-воздушных сил США (USAF), став его единственным эксплуатантом. Было построено всего 18 самолетов F-89A, поскольку они были быстро заменены более совершенной модификацией F-89B, большинство изменений в которой касались авионики, поступившей в июне 1951 года. За ней последовала модификация F-89C с усовершенствованными двигателями. В 1954 году была представлена окончательная версия F-89D, оснащенная новой системой управления огнем Hughes E-6 с радиолокационной станцией AN/APG-40 и вычислительной машиной AN/APA-84, заменившими пушечное вооружение, и оснащенная пусковыми установками для неуправляемых ракет FFAR "Mighty Mouse". Последней модификацией, поступившей на вооружение, стал F-89J, обычно оснащавшийся ядерной ракетой класса «воздух-воздух» AIR-2 Genie. Самолеты служили в Командовании ПВО, позднее переименованном в Командование Аэрокосмической Обороны (ADC), до 1959 года, а также в Воздушной Национальной Гвардии до конца 1960-х годов. Последние Scorpion были сняты с вооружения в 1969 году.

An American jet powered all weather interceptor aircraft

The Northrop F 89 Scorpion is an all weather, twin engined interceptor aircraft designed and produced by the American aircraft manufacturer Northrop Corporation. It was the first jet powered aircraft to be designed for the interceptor role from the outset to enter service, as well as the first combat aircraft to be armed with air to air nuclear weapons in the form of the unguided Genie rocket. The name Scorpion came from the aircraft's elevated tail unit and high mounted horizontal stabilizer, which kept it clear of the engine exhaust. The Scorpion was designed by Northrop in response to a specification issued by the United States Army Air Forces (USAAF) during August 1945. Internally designated as the N 24, it was originally designed with a relatively slim fuselage, buried Allison J35 turbojet engines, and a swept wing configuration, however, the unfavorable low speed characteristics of this wing led to its substitution for a relatively thin straight wing instead. While its straight wings limited its performance, the Scorpion was among the first American fighters to be equipped with guided missiles. During March 1946, the USAAF selected both the N 24 and the rival Curtiss Wright XP 87 Blackhawk for development, leading to an initial contract for two aircraft, designated XP 89, being approved on 13 June 1946. On 16 August 1948, the prototype performed its maiden flight from Muroc Army Air Field. Following competitive evaluations of the XP 89, officials opted to cancel the competing XP 87 to concentrate resources on the Scorpion, it having proven to be the fastest aircraft evaluated and was viewed as the most promising. Various alterations and improvements were made following a fatal accident on 22 February 1950; prior to this, officials had already specified the adoption of more powerful afterburner equipped Allison J33 A 21 turbojet engines, AN/APG 33 radar, and the Hughes E 1 fire control system. During September 1950, the Scorpion entered service with the United States Air Force (USAF), its sole operator. Only 18 F 89As were completed as it was quickly superseded by the more capable F 89B configuration, most of the changes being avionics based, that arrived in June 1951. It was soon followed by the F 89C, which featured engine upgrades. During 1954, the definitive F 89D was introduced, which installed a new Hughes E 6 fire control system with AN/APG 40 radar and an AN/APA 84 computer in place of the cannon armament, being instead armed with "Mighty Mouse" FFAR rocket pods. The final variant to enter service was the F 89J, which was typically armed with the AIR 2 Genie nuclear air to air rocket. They served with the Air Defense Command, later renamed the Aerospace Defense Command (ADC), through 1959, and with the Air National Guard, into the late 1960s. The last Scorpions were withdrawn from use in 1969.

Предыстория

Истоки Scorpion можно проследить до спецификации Командования воздушных технических служб ВВС армии США (USAAF) ("Военные характеристики для всепогодных истребителей") для ночного истребителя, призванного заменить Northrop P-61 Black Widow. Предварительная спецификация, разосланная производителям самолетов 28 августа 1945 года, предусматривала два двигателя и вооружение из шести пушек, либо пулеметов, либо автоматических пушек. Пересмотренная спецификация была выпущена 23 ноября; она не оговаривала реактивную тягу, однако достижение заявленной максимальной скорости альтернативными способами представляло собой сложную задачу. Самолет должен был нести ракеты во внутреннем отсеке и шесть пушек, размещенных на двух гибких установках: четыре пушки в носовой части и две в хвостовой. Каждая установка должна была обеспечивать 15° отклонения от продольной оси самолета, а пушками каждой установки должно было автоматически управляться с помощью радиолокационной системы. Для поражения наземных целей самолет должен был иметь возможность нести бомбы и как минимум восемь ракет на внешних узлах подвески. Дополнительные требования включали способность подниматься на высоту 35 000 футов в течение 12 минут и радиус действия 600 морских миль. Предложения представили шесть авиастроительных компаний: Bell Aircraft, Consolidated Vultee, Douglas Aircraft, Goodyear, Northrop и Curtiss Wright. Для снижения сопротивления два турбореактивных двигателя Allison J35 были размещены в нижней части фюзеляжа, сразу за воздухозаборниками, с выхлопом вниз, под хвостовой частью. Горизонтальный стабилизатор был установлен непосредственно над местом соединения вертикального стабилизатора с фюзеляжем и имел небольшой угол V.

Контракт и перепроектирование

13 июня 1946 года был утвержден первоначальный контракт на 4 миллиона долларов на поставку двух самолетов, получивших обозначение XP 89, а также на создание полномасштабного макета. Запрошенные изменения в конструкцию были оформлены в виде серии распоряжений об изменениях, выданных компании Northrop. Дальнейшие изменения коснулись положения горизонтального стабилизатора, которое также оказалось неудовлетворительным, поскольку на него воздействовали выхлопные газы двигателя, а воздушный поток от крыла при больших углах атаки мог его "затенять". Стабилизатор был перемещен вверх по хвостовой части, но его расположение вплотную к передней кромке вертикального стабилизатора приводило к дополнительному сопротивлению из-за турбулентности и снижало эффективность рулей высоты и направления. Перемещение горизонтального стабилизатора вперед решило эту проблему. Еще одним важным изменением стало пересмотренное 8 октября техническое задание ВВС США, исключившее установку хвостовой пушечной установки. 17 декабря была проведена очередная проверка макета, и инспекторы предложили лишь незначительные изменения, хотя топливные баки фюзеляжа по-прежнему располагались над двигателями. Усилий Northrop по защите топливных баков сочли достаточными, поскольку единственной альтернативой была переработка всего самолета. XP 89 имел тонкое, прямое крыло среднего расположения и двухместную кабину с тандемным расположением кресел. Обтекаемый задний фюзеляж и высоко расположенный горизонтальный стабилизатор побудили сотрудников Northrop назвать его "Скорпион" – название, которое впоследствии было официально принято ВВС. В качестве временного решения, в ожидании разработки башенных установок, была спроектирована шестиствольная пушечная установка с боекомплектом по 200 патронов на ствол, размещенная под носовой частью самолета. Тонкое крыло имело удлинение 5,88, относительную толщину 9% и использовало профиль NACA 0009 64, выбранный из-за его низкого сопротивления на высоких скоростях и устойчивости на низких. Дополнительным преимуществом прямого крыла была возможность размещения тяжелых грузов на законцовках. Крыло не позволяло установить круглые (поворотные) спойлероны, использовавшиеся в P 61, поэтому Northrop применил "децлероны", разработанные для неудачного прототипа XP 79. Это были разделенные элероны типа "раковина", которые могли использоваться как обычные элероны, воздушные тормоза или закрылки по мере необходимости. Все управляющие поверхности, закрылки и шасси приводились в действие гидравлически. Тонкое крыло требовало высоких, узких, шин высокого давления для основных стоек шасси, а небольшая высота фюзеляжа обусловила использование двойных колес для носовой стойки. За несколько месяцев до этого ВВС провели сравнительную оценку трех существующих прототипов всепогодных перехватчиков: XF 87, XF 89 и XF3D ВМС США, хотя он и занял последнее место по удобству компоновки кабины и простоте обслуживания. В мае 1949 года ВВС заключили контракт на условиях "себестоимость плюс фиксированная прибыль" на сумму около 48 миллионов долларов, который охватывал модификацию второго прототипа, а также поставку первых 48 серийных самолетов, запасных частей, инструмента, наземного оборудования и одного статического испытательного образца. Через два месяца ВВС официально приняли первый прототип, примерно на год позже запланированного срока. После ремонта после аварийной посадки 27 июня 1949 года XF 89 был перевезен на авиабазу Марч для участия в фильме RKO "Jet Pilot" в феврале 1950 года. Вскоре после этого, 22 февраля, самолет потерпел крушение, в результате чего погиб наблюдатель, из-за возникшей флаттера руля высоты и последовавших вибраций, приведших к отрыву всей хвостовой части. Также были добавлены выхлопные дефлекторы на фюзеляж для уменьшения турбулентности и, как следствие, флаттера. Эти модификации первоначально были применены ко второму прототипу для проверки их эффективности.

On 13 June 1946, an initial $4 million contract for two aircraft, designated XP 89, along with a full scale mock up, was approved. The requested alterations to the design were formalized in a series of change orders issued to Northrop. Further changes included the position of the horizontal stabilizer also proved to be unsatisfactory, as it was affected by the engine exhaust, and it would be "blanked out" by airflow from the wing at high angles of attack. It was moved halfway up the tail, but its position flush with the leading edge of the vertical stabilizer proved to cause extra drag through turbulence and reduced the effectiveness of the elevators and rudder. Moving the horizontal stabilizer forward solved the problem. Another major change occurred when USAAF revised its specification to delete the rear gun installation on 8 October. Another mock up inspection was held on 17 December, and the inspectors suggested only minor changes, though the fuselage fuel tanks were still above the engines. Northrop's efforts to protect the fuel tanks were considered sufficient, as the only alternative was redesigning the entire aircraft. The XP 89 had a thin, straight, mid mounted wing and a crew of two seated in tandem. The slim rear fuselage and the high mounted horizontal stabilizer led to Northrop employees calling it the Scorpion—a name later formally adopted by the Air Force. Pending the availability of either turret under development, an interim six gun fixed installation, with 200 rounds per gun, was designed for the underside of the nose. The thin wing had an aspect ratio of 5.88, a thickness to chord ratio of 9% and used a NACA 0009 64 section, which was selected for its low drag at high speed and stability at low speeds. A further advantage of the straight wing was that it could accommodate heavy weights at the wingtips. The wing could not fit the circular type (rotating) spoilerons used in the P 61, so Northrop used the "decelerons" designed for the unsuccessful XP 79 prototype. These were clamshell style split ailerons, which could be used as conventional ailerons, as dive brakes, or function as flaps as needed. All flying surfaces, the flaps, and the landing gear were hydraulically powered. The thin wing dictated tall, thin, high pressure mainwheel tires, while the low height of the fuselage required the use of dual wheels for the nose gear. Several months earlier, the Air Force conducted a competitive evaluation of the three existing all weather interceptor prototypes, the XF 87, the XF 89, and the US Navy's XF3D. although it was in last place in cockpit arrangement and ease of maintenance. During May 1949, the Air Force issued a cost plus fixed fee contract, valued at roughly $48 million, which covered the modifications to the second prototype as well as the supply of the first 48 production standard aircraft, spare parts, tooling, ground handling equipment, and a single static test frame. Two months later, the Air Force officially accepted the first prototype, roughly one year behind schedule. After repairs from a crash landing on 27 June 1949, the XF 89 was flown to March AFB to participate in the RKO movie Jet Pilot in February 1950. Shortly afterward, the aircraft crashed on 22 February, killing the observer, when flutter developed in the elevator, and the subsequent vibrations caused the entire tail to break off. and the addition of exhaust deflectors to the fuselage to reduce the turbulence and the consequent flutter. These modifications were initially applied to the second prototype to validate their effectiveness.

Эксплуатационная история

28 сентября 1950 года первый F 89A был принят ВВС для оценки, к концу года было принято еще два самолета. Через два месяца ВВС приняли решение поддержать программу, хотя и с жесткими условиями. Они включали ускорение программы летных испытаний, проведение специальных тестов на первых серийных самолетах для подтверждения устранения проблемы флаттера, а также установление крайнего срока – январь 1951 года – для окончательного решения этой проблемы. Серийные самолеты оснащались радаром AN/APG 33 и вооружением из шести 20-мм пушек Т 31 с 200 патронами на ствол. Поворотная носовая установка была упразднена, а топливные баки постоянно устанавливались на законцовках крыльев. Подкрыльевые держатели могли нести 16 авиационных ракет или до 300 бомб. В июне 1951 года "Скорпион" поступил на вооружение 84-й истребительной эскадрильи. Однако F 89B столкнулся со значительными проблемами с двигателями и другими системами, что привело к его снятию с передовой в 1954 году. Улучшенные F 89C начали поступать на вооружение в сентябре 1951 года, но ВВС решили приостановить поставки четыре месяца спустя из-за возникших проблем. Несмотря на неоднократную замену двигателей и другие модификации, проблемы сохранялись и усугублялись обнаружением структурных дефектов крыльев, что привело к временной приостановке эксплуатации F 89 и необходимости переоборудования 194 самолетов моделей A, B и C. 22 сентября 1952 года все "Скорпионы", за исключением участвовавших в летных испытаниях, были временно выведены из эксплуатации до следующего года. F 89C был снят с вооружения ВВС в 1954 году, но продолжал эксплуатироваться Национальной гвардией до 1960 года. Окончательной серийной моделью стал F 89D. Первый полет состоялся 23 октября 1951 года, но серийное производство было сорвано проблемами, выявленными на ранних моделях, что потребовало серьезных структурных изменений, после чего в 1953 году возобновилось полномасштабное производство. Около 170 F 89D, большинство из которых были построены до возобновления производства, были модернизированы до уровня более поздних самолетов. 7 января 1953 года F 89D был принят на вооружение. Он был лишен пушек в пользу новой системы управления огнем Hughes E 6 с радаром AN/APG 40 и вычислительным устройством AN/APA 84. Вооружение составляли два блока по 52 неуправляемые ракеты FFAR "Mighty Mouse". Всего было построено 682 F 89D. В августе 1956 года пара перехватчиков F 89D была поднята в воздух с авиабазы Окснард для перехвата беспилотного летательного аппарата F6F 5K, что привело к так называемой "Битве при Палмдейле". Предлагаемые модификации F 89 с новыми двигателями, получившие обозначения F 89E и F 89F, так и не были построены, как и предлагаемый F 89G, который должен был использовать систему управления огнем Hughes MA 1 и ракеты GAR 1/GAR 2 Falcon, подобные тем, что использовались на Convair F-106 Delta Dart. Последующий F 89H, поступивший на вооружение в 1956 году, был оснащен системой управления огнем E 9, аналогичной ранним F-102, и большими новыми обтекателями на законцовках крыльев, каждый из которых вмещал три ракеты Falcon (обычно три полуактивные радиолокационные GAR 1 и три инфракрасные GAR 2) и 21 ракету FFAR, в общей сложности шесть ракет и 42 ракеты. Проблемы с системой управления огнем задержали ввод F 89H в эксплуатацию, к тому времени его характеристики значительно уступали более новым сверхзвуковым перехватчикам, поэтому он был выведен из состава ВВС США к 1959 году. Последней модификацией стал F 89J, который был основан на F 89D, но вместо стандартных крыльевых блоков ракет/топливных баков устанавливал топливные баки и пилон под каждым крылом для одной ядерной ракеты MB 1 Genie (иногда дополняемой до четырех обычных ракет Falcon). Новых F 89J не строилось, но 350 самолетов D были модифицированы до этого стандарта. Они находились на вооружении Командования ПВО, позже переименованного в Командование Аэрокосмической Обороны (ADC), до 1959 года, а подразделения Национальной гвардии воздушной обороны получали их от ADC до 1969 года. Эта версия самолета широко использовалась в составе системы автоматизированной наземной обороны (SAGE). Всего было произведено 1050 "Скорпионов" всех модификаций.

On 28 September 1950, the first F 89A was accepted by the Air Force for evaluation purposes; a further two aircraft were accepted by the end of the year. Two months later, the Air Force decided to give its endorsement to the programme, albeit with stringent conditions being applied. These included the remaining flight test programme being accelerated, special tests being performed upon early production aircraft to prove the flutter issue had been resolved, and a deadline of January 1951 was set for the final resolution of this issue. Production aircraft were equipped with the AN/APG 33 radar and an armament of six 20 millimeter T 31 cannon with 200 rounds per gun. The swiveling nose turret was abandoned, and fuel tanks were permanently fitted to the wingtips. Underwing racks could carry 16 aerial rockets or up to of bombs. During June 1951, the Scorpion entered service with the 84th Fighter Interceptor Squadron. However, the F 89B experienced considerable problems with both the engines and other systems, resulting in its withdrawal from frontline duties during 1954. The improved F 89C had started to be introduced in September 1951, although the Air Force opted to halt allocations four months later due to issues. Despite repeated engine changes and other modifications, problems had persisted, compounded by the discovery of structural problems with the wings that led to the grounding of the F 89 and forced a refit of 194 A, B, and C models. On 22 September 1952, all Scorpions, save for those involved in flight testing, were grounded until the following year. The F 89C left active service with the Air Force in 1954, it was operated by the Air National Guard as late as 1960. The definitive production model was the F 89D. While it performed its first flight on 23 October 1951, quantity production was disrupted by the issues encountered on early models, resulting in major structural modifications, after which full production was resumed during 1953. Approximately 170 F 89Ds, the majority of which having been built prior to the resumption of production, were retrofitted to bring them up to the same standard as later built aircraft. On 7 January 1953, the F 89D was introduced to service. It removed the cannon in favor of a new Hughes E 6 fire control system with AN/APG 40 radar and an AN/APA 84 computer. Armament was two pods of fifty two "Mighty Mouse" FFAR rockets. A total of 682 F 89Ds were built. In August 1956, a pair of F 89D interceptors were scrambled from Oxnard Air Force Base to shoot down a runaway F6F 5K drone leading to the so called Battle of Palmdale. Proposed re engined F 89s, designated F 89E and F 89F, were not built, nor was a proposed F 89G that would have used Hughes MA 1 fire control and GAR 1/GAR 2 Falcon air to air missiles like the Convair F 106 Delta Dart. The subsequent F 89H, which entered service in 1956, had an E 9 fire control system like that of the early F 102 and massive new wingtip pods, each holding three Falcons (usually three semi active radar homing GAR 1s and three infrared GAR 2s) and 21 FFARs, for a total of six missiles and 42 rockets. Problems with the fire control system delayed the H's entry into service, by which time its performance was notably inferior to newer supersonic interceptors, so it was phased out of USAF service by 1959. The final variant was the F 89J, which was based on the F 89D, but replaced the standard wingtip missile pod/tanks with fuel tanks and fitted a pylon under each wing for a single MB 1 Genie nuclear rocket (sometimes supplemented by up to four conventional Falcon air to air missiles). There were no new build F 89Js, but 350 Ds were modified to this standard. They served with the Air Defense Command, later renamed the Aerospace Defense Command (ADC), through 1959 and with ADC gained units of the Air National Guard through 1969. This version of the aircraft was extensively used within the Semi Automatic Ground Environment (SAGE) air defense system. A total of 1,050 Scorpions of all variants were produced.