Звездный боец: истребитель Lockheed F-104 Starfighter

 Война в Корее в очередной раз наглядно продемонстрировала и без того очевидную истину. Для обеспечения превосходства над противником военная техника должна не только иметь лучшие характеристики. Зачастую необходимо использовать новые технологии и новые решения. Без этого вряд ли удастся добиться успеха.

В контексте авиации начала пятидесятых годов прошлого века это означало большие скорости и высоты полета, а также лучшую маневренность. Надо заметить, в то время авиация только-только начала осваивать сверхзвуковые скорости и диапазон скоростей М>1 был скорее загадочной новинкой, нежели привычной «обстановкой». Именно штурмовать большую скорость в начале 50-х надумали инженеры компании Lockheed. По их задумке, новый самолет должен был в два раза обгонять звук и, как потом окажется, весь проект будет подчинен именно этой цели.

Рождение «Звездного бойца»

Идея создания двухмахового истребителя была предложена главой локхидовского отдела по секретным разработкам Кларенсом «Келли» Джонсоном еще в начале 1950 года. Однако в то время будущий отдел Skunk Works – это название появится лет через десять – был занят другими проектами и новый истребитель начали создавать только через полтора года. Дело в том, что поначалу идея Джонсона казалась руководству и военным слишком смелой. Но к середине Корейской войны стало понятно, что на имеющейся технике больше не повоюешь и истребительная авиация просто обязана менять свой облик. В то же время, команде Джонсона не запретили проводить исследования на предмет перспектив истребителей. Позже это благоприятно сказалось на сроках воплощения концепции.

Погоня за скоростью обусловила ряд основных особенностей конструкции самолета L-246 (таким было обозначение проекта в конструкторском бюро). Для достижения скорости в M=2 конструкторы «Локхида» одновременно стали воплощать две идеи. Первая касалась установки двигателя максимально возможной мощности, а вторая подразумевала обеспечение минимального сопротивления планера. Поскольку создание двигателя для двухмахового L-246 не входило в обязанности конструкторской группы Келли Джонсона, мы пока остановимся только на аэродинамической и весовой стороне проекта. Как в первые годы авиации, конструкция L-246 делалась максимально легкой, естественно, без потери прочности. Похожим образом старались сделать и внешние обводы самолета. Так, на поверхности фюзеляжа и крыльев конструкторы постарались оставить только минимально необходимое количество технических лючков и т.д. Более крупные агрегаты, такие как фюзеляж, крыло или хвостовое оперение, делались в виде своеобразного компромисса между минимальным сопротивлением и эффективной работой. Поэтому крыло нового истребителя в итоге оказалось непривычно малым. Впоследствии это приведет к появлению прозвища «The missile with a man in it» («Ракета с человеком внутри»).

Надо заметить, подобный подход к аэродинамике самолета не стал исключительно положительным. Да, скоростной потенциал истребителя стал гораздо выше, чем у «традиционных» для того времени самолетов. Но высокая максимальная скорость плохо сказалась на маневренности. Правда, заказчик в лице ВВС США был не против. Предполагалось, что L-246 станет перехватчиком в классическом понимании этого термина. Он будет взлетать, быстро выходить в район перехвата, быстро атаковать цель и возвращаться на базу. Маневренный воздушный бой в эту концепцию входил исключительно в качестве небольшого и далеко не основного дополнения. Так что военные не возмущались по поводу специфических характеристик создаваемого самолета.

Сравнительно плохие маневренные качества L-246 имели несколько причин. Главная из них касалась крыла. Несколько экспериментальных самолетов серии «X» и ряд испытаний в NACA к началу создания нового истребителя позволили выяснить особенности полета со скоростью, в два раза превышающей скорость звука. Среди прочего, на таких скоростях теряло эффективность стреловидное крыло. Более удобными и перспективными выглядели треугольные или трапециевидные плоскости. Большие скорости также требовали еще более тонкого крыла, чем раньше. В итоге конструкторы «Локхида» остановились на трапециевидном крыле с удлинением около 2,45 и тончайшим для того времени профилем – всего 3,4%. Малая толщина крыла привела к тому, что радиус кривизны носка крыла не превышал 0,5 миллиметра. Все это требовало новых материалов и новых технологий, способных обеспечить должную точность изготовления деталей. Впоследствии техникам строевых частей приходилось даже накрывать крылья самолетов F-104 специально изготовленными брезентовыми чехлами с мягкими вставками. Без них запросто можно было повредить кромку крыла и даже получить травму. Однако тонкое крыло малого удлинения эффективно только на высоких скоростях. Для обеспечения нормальных взлетно-посадочных характеристик Джонсону сотоварищи пришлось оборудовать крыло отклоняемыми носками по всей длине и щелевыми закрылками большой площади.

Экономия объемов фюзеляжа потребовала от инженеров оснастить F-104 Т-образным хвостовым оперением. Других способов дать самолету цельноповоротный стабилизатор просто не было. Стоит отметить тот факт, что эффективность стабилизатора, выполнявшего функции руля высоты, была достаточной для парирования момента на пикирование, который возникает в трансзвуковом диапазоне скоростей. Одновременно с этим склонность к пикированию в некоторой мере компенсировалась высокой тяговооруженностью – самолет мог быстро «проскочить» через опасный диапазон скоростей и далее лететь более стабильно. Руль направления разместили в задней части киля. По своим размерам он не представлял чего-либо примечательного.

В качестве силовой установки для будущего F-104 был выбран двигатель General Electric J79-GE-3. Этот форсированный турбореактивный двигатель создавался одновременно с самолетом. Расчетная тяга ТРД превышала 4500 кгс, что в сочетании с расчетной взлетной массой истребителя порядка десяти тонн давало достаточно неплохую тяговооруженность. Разработка двигателя шла достаточно трудно, из-за чего в ходе испытаний самолета возникло несколько проблем, но о них немного позже.

Вооружение проекта L-246 имело в своем составе одну шестиствольную автоматическую пушку M61 Vulcan и два узла для подвески управляемых ракет. Подразумевалось, что двух ракет будет достаточно для перехвата самолетов противника. По современным меркам этого мало, но в начале 50-х посчитали, что две ракеты и двухмаховая скорость вполне приемлемы для перспективного перехватчика. В конце концов, пушка «Вулкан» имела огромную для того времени скорострельность в четыре тысячи выстрелов в минуту. В свете отсутствия достойных серийных ракет «воздух-воздух» сочетание всего двух управляемых боеприпасов и скорострельной пушки выглядело наилучшим решением с заделом на несколько лет вперед.

Наконец, в соответствии с последними требованиями к безопасности авиационной техники, команда Джонсона предусмотрела на L-246 катапультное кресло. Поскольку облик средств спасения в 50-х годах еще не был отработан, выброс кресла с летчиком происходил не вверх, как принято сейчас, а вниз. Такой способ спасения пилота был выбран по нескольким причинам. Во-первых, катапультирование вниз было проще в техническом плане; во-вторых, по причине невозможности столкновения кресла с хвостовым оперением можно было уменьшить скорость выброса, а в-третьих, летчик почти не рисковал получить компрессионную травму позвоночника. Только все три плюса компенсировались довольно серьезными минусами. Так, при отстреле кресла вниз пилот испытывал немалую отрицательную перегрузку, что само по себе далеко не полезно для здоровья и самочувствия. Кроме того, перед раскрытием парашюта кресло с летчиком теряло не менее 400-450 метров высоты. Таким образом, на взлете или при посадке серьезная авария ставила пилота перед непростым выбором: катапультироваться и быть «выстреленным» в землю либо упасть вместе с самолетом. И хорошо, если была возможность спланировать и жестко сесть на брюхо...

Строевые летчики вряд ли бы одобрили такую особенность системы спасения. Но военное руководство США, видя результаты воздушных боев над Кореей, больше внимания уделяло летным характеристикам и тактическим преимуществам нового самолета, нежели катапультированию летчика. Осенью 52-го проект L-246 был одобрен комиссией ВВС и 12 марта 1953 года от Lockheed потребовали построить два опытных экземпляра истребителя XF-104. Вместе с армейским обозначением новый самолет получил и собственное имя – Starfighter («Звездный боец»). На сборку первых двух экземпляров теперь уже F-104 ушло менее года. При этом еще до начала испытаний Пентагон – по-видимому, оценив перспективы истребителя – сделал заказ на еще 17 предсерийных самолетов YF-104 и шести серийных F-104 версии «А». В целом, господа из Пентагона относились к проекту с большим оптимизмом. К примеру, планировалось, что первые «Старфайтеры» пойдут в войска уже в 59-м году. В компании Lockheed этот оптимизм не разделяли. Проблемы начались еще на стадии сборки опытных экземпляров. Когда первый XF-104 был в достаточно высокой степени готовности, выяснилось, что «Дженерал Электрик» не успевают доделать новый двигатель к ранее оговоренному сроку. Поскольку в «Локхид» не хотели срывать сроки, пусть даже и по чужой вине, в срочном порядке пришлось переделывать конструкцию опытных самолетов для установки двигателей Armstrong Siddeley Sapphire. Он имел немного более низкие характеристики, чем J79-GE-3, но выбирать было почти не из чего.

От теории к практике

В феврале 1954-го, как и оговаривалось, первый XF-104 был доставлен на авиабазу Эдвардс. 27 февраля начались рулежки. Всего через несколько дней – 4 марта – пилот Т. Левье впервые потянул ручку на себя и поднял «Старфайтер» в воздух. Радость первого полета была омрачена сразу двумя неполадками. Сначала не удалось убрать шасси, а затем начались перебои в работе топливного насоса. Самолет был тщательно исследован и причины проблем, вроде бы, исчезли. Тем не менее, в течение следующих нескольких полетов время от времени неполадки с шасси и насосом давали о себе знать. На полную их ликвидацию ушло несколько месяцев. Одновременно с этим устранялись и другие дефекты конструкции. В результате при помощи неродного двигателя от «Армстронг-Сиддли» самолет XF-104 25 марта 55-го забрался на высоту 15 километров и развил скорость, в 1,79 раз превышающую скорость звука.

В апреле 54-го были начаты испытания оружия. 20-мм шестиствольная пушка подавала большие надежды. Пока не начались стрельбы. Во время первого же залпа выяснилось, что гильзы вылетают из горловины гильзосброса со слишком большой скоростью. После нескольких очередей гильзы пробили в обшивке истребителя немаленькую дыру. По счастливому стечению обстоятельств топливопровод, проходивший в этом месте конструкции, не пострадал. После этого инцидента была усилена обшивка в «зонах риска». Усиление помогло, но опытный самолет все равно был потерян. Во время вылета на полигон 25 апреля 1954 года при стрельбе от огромной отдачи пушка M61 сорвалась с креплений. Пока летчик Г. Саломон отреагировал и отпустил гашетку, орудие успело буквально разнести носовую часть самолета. Надежды на спасение машины не было и летчик катапультировался. Именно так и начался печальный список потерь, который потом будут ставить в вину F-104.

После потери опытного самолета испытания были приостановлены почти на десять месяцев. В течение этого периода теперь уже YF-104 получил «родной» двигатель J79-GE-3, а также регулируемые конусы воздухозаборников. На XF-104 они были стационарными и, как оказалось, неспособными обеспечить стабильную работу двигателя на всех режимах полета. Подвижные конусы имели специфическую конфигурацию и оригинальный механизм перемещения. Из-за этого во время торжественной выкатки первого истребителя YF-104 (16 февраля 56-го) входные устройства воздухозаборников были закрыты специальными чехлами из металла. Также YF-104 имел более длинный фюзеляж. Дело в том, что для установки ТРД «Сапфир» пришлось значительно пересмотреть конструкцию самолета. Этот двигатель имел меньшие размеры – для установки GE J79-GE-3 пришлось «нарастить» фюзеляж почти на два метра. Помимо ряда других внешних изменений (новые лючки для обслуживания и т.д.) экстерьер самолета изменился из-за размещения на законцовках крыла пилонов для управляемых ракет или подвесных топливных баков.

Испытания YF-104 полностью подтвердили правильность выбора двигателя, хотя характеристики перехватчика все же были недостаточными. Прежде всего, вопросы вызывала слишком большая взлетно-посадочная дистанция. Здесь пригодилась недавно появившаяся система сдува пограничного слоя с закрылков. От компрессора двигателя отбирался воздух и перенаправлялся на закрылки. Эффективность их работы значительно выросла: посадочная скорость снизилась на 20% до 260-270 км/ч, а посадочная дистанция сократилась на четверть. Во время испытаний пришлось потратить много сил и времени на доводку не только самолета. Двигатель от General Electric все еще был достаточно «сырым».

На заводе фирмы «Локхид» собирали предсерийную партию самолетов YF-104, а Пентагон уже делал заказ на 155 истребителей, 18 разведчиков и 26 учебных самолетов на основе проекта F-104. При этом последние версии все еще находились на ранних стадиях разработки. Такой «жирный» контракт был подписан в декабре 55-го, за два месяца до первого полета YF-104. Следует заметить, что это было не самой лучшей идеей и военные довольно быстро это поняли. После начала испытания бортовой электроники нового самолета многие инженеры и военные перестали скрывать свои сомнения в перспективах F-104. Так, бортовая РЛС к началу полетов уже не соответствовала требованиям Пентагона, а радиодальномер прицела на высоких скоростях начинал допускать слишком большие ошибки. В сочетании с плохой маневренностью на сверхзвуковых скоростях это не позволяло нормально атаковать противника при помощи встроенного «Вулкана». Кроме того, были проблемы и непосредственно с пушкой. Большая отдача плохо действовала на конструкцию самолета, пороховые газы попадали в воздухозаборник, а на скорости больше М=1,5 при определенных обстоятельствах самолет мог буквально догнать собственные снаряды. В результате серийные F-104A лишились встроенной пушки, а на ее место был установлен груз для сохранения балансировки. Таким образом, все вооружение первых серийных «Старфайтеров» состояло только из двух управляемых ракет.

В строю

До конца 1957 года 52 построенных самолета использовались в ходе испытаний на базе Эдвардс. Первоначальные планы о начале поставок в 56-м году были сорваны, но даже через год после этого срока истребитель все еще не был готов. Особенности управления, вооружение и эксплуатационные показатели F-104 уже не в полной мере устраивали военных. В результате Starfighter перестал рассматриваться в качестве основного перехватчика на ближайшие несколько лет. Теперь он стал только лишь временной мерой в ожидании F-106 Delta Dart. В конце зимы 57-го Пентагон отказался от закупки разведывательного RF-104. Заказ на F-104, в свою очередь, сократился до 146 машин. О старых планах на 650-700 машин уже не вспоминали.

26 января 1958 года можно считать началом карьеры «Старфайтера». В этот день состоялась торжественная церемония передачи первых строевых самолетов 83-й эскадрилье ПВО. Летчики отнеслись к новой технике с энтузиазмом. Правда, вскоре оптимизм пропал: в течение пары месяцев было потеряно полдесятка машин. F-104 оказался слишком строгим даже для опытных военных летчиков. Причем, как отмечали те, кому посчастливилось не разбиться вместе с самолетом, Starfighter никак не «предупреждал» о неправильном пилотировании. Он сразу же сваливался в штопор. Из-за аварий в 58-й эскадрилье с апреля по июнь 58-го года полеты на F-104 были приостановлены. Тем не менее, производство новых самолетов продолжалось и они по-прежнему уходили в части. В прочих соединениях освоение нового самолета тоже было далеко не простым. Истребители регулярно бились и порой уносили жизни пилотов. Вероятность гибели летчика увеличивала и катапульта. Поскольку переделывать ее было уже поздно, летчикам при полетах на малой высоте рекомендовалось перевернуть самолет «кверху брюхом» и катапультироваться. Само собой, не всегда была возможность проделать этот маневр.

Армейские острословы быстро придумали «Старфайтеру» новые прозвища. На разных базах F-104 стали называть то «Летающим гробом» («Flying Coffin»), то «Оставляющим вдов» («Widowmaker»). На этом фоне кличка «Беременная булавка» («The Pregnant Hatpin») выглядела не так уж обидно. А тем временем фирма «Локхид» предлагала новые варианты использования и оснащения самолета. К примеру, была начата разработка ракеты «воздух-воздух» с ядерной боевой частью. Однако ракета с килотонной боеголовкой не позволяла подвешивать ее на крылья. Под фюзеляжем «Старфайтера» она сильно мешала на взлете и не позволяла садиться, не сбросив ее. Зато были созданы и серийно производились несколько модификаций истребителя:
- F-104A. Базовая версия;
- F-104B. Учебный двухместный истребитель. За исключением дополнительной кабины и некоторой электроники аналогичен варианту «А»;
- F-104C. Представляет собой базовый «Старфайтер» с новым двигателем GE J79-GE-7, новой прицельной аппаратурой и подфюзеляжным пилоном для подвески вооружений;
- F-104D. Модернизированный учебный F-104B;
- F-104G, F-104J, F-104S – экспортные варианты F-104A, предназначенные для поставок в Германию, Японию и Италию соответственно. Друг от друга и от исходного истребителя отличаются составом бортового оборудования.

В середние 60-х годов перспективы «Старфайтера» были достаточно понятными. Поэтому на 22 серийных самолетах были демонтированы некоторые части БРЭО, а взамен их установлены телекамеры и аппаратура дистанционного управления. Под индексом QF-104 эти самолеты использовались на испытаниях зенитных ракет в качестве радиоуправляемых мишеней.

Несмотря на то, что F-104 дослужили до самой Вьетнамской войны, особых успехов в бою они не имели. В 1965 году 476-е крыло было отправлено в Южный Вьетнам. По имеющимся данным, там были F-104C с возможностью атаки наземных целей. Подробности применения никогда не публиковались, из чего часто делается вывод об отсутствии каких-либо успехов. Пару месяцев американские летчики поработали во Вьетнаме, после чего их перевели на Тайвань работать в ПВО острова. 20 сентября один из F-104 случайно (по официальной американской версии) вошел в воздушное пространство КНР, где был сбит китайским МиГ-19. Американский пилот погиб.

В то время, когда 476-е крыло работало на Тайване, модификации F-104A и F-104B начали сниматься с вооружения. Их работу теперь доверяли вариантам «C» и «D» соответственно. Именно на этих самолетах летала та часть 476-го крыла, которую в 66-м снова отправили во Вьетнам. Базировавшиеся в Таиланде самолеты в течение года участвовали в налетах. Примечательно, что известно только количество вылетов и общий налет. Насчет эффективности этих полетов или потерь данных нет. Низкую пользу косвенно подтверждает тот факт, что после возвращения в 67-м домой в Штаты все «Старфайтеры» эскадрильи были отправлены на хранение. В 1975 году их списали и утилизировали.

Самолеты 476-го авиакрыла были последними F-104 в США. За несколько лет эксплуатации из почти трехсот серийных F-104 была потеряна четверть. Погибло два десятка летчиков. В 1966 году серийное производство для собственных нужд было прекращено.

За рубежом

Вскоре после начала полноценного серийного производства самолета F-104A новым истребителем заинтересовалась Канада. По запросу официальной Оттавы на «Локхиде» начали работы над переделкой самолета под канадские нужды. 19 сентября 61-го впервые взлетел опытный экземпляр CF-104. По своим возможностям он представлял собой нечто среднее между F-104A и F-104C. На CF-104 не было пушки (на ее месте установили бак для топлива), другая РЛС и БРЭО, специализированное для работы по наземным целям. Первоначальный контракт Канады и «Локхида» подразумевал строительство опытных машин и серии из 38 истребителей. Далее производство было развернуто в Канаде. Для собственных нужд эта страна собрала 200 истребителей и еще 140 было продано в третьи страны.

Похожая ситуация сложилась и с экспортным F-104G, с той разницей, что его заказала ФРГ. С 1962 года в немецкие части стали поступать первые F-104G, собранные на территории Германии. За полтора года на новую технику «пересадили» 12 полков ВВС ФРГ. Отличия F-104G от изначального Starfighter были почти такими же, как и у CF-104. На основе F-104G, практически без изменений в конструкции и оборудовании, была создана модификация F-104J для Японии. Как и другие страны, Япония получила несколько самолетов из США, а остальные сделала своими силами.

Помимо продажи специальных модификаций для дружественных стран США торговали подержанной авиационной техникой. К примеру, в 65-м Пакистан получил пару десятков «б/у» F-104A. В том же году Пакистан попытался применить полученные самолеты в боях с Индией. Особых успехов, правда, пакистанские летчики не достигли. На каждый сбитый индийский самолет приходилось по сбитому «Старфайтеру».

Служа за пределами Соединенных Штатов, F-104 разных модификаций сохраняли свою высокую аварийность. Так, из имевшихся у ФРГ 900 с лишним машин было потеряно почти триста. Разбилось 116 летчиков. В свое время в Германии был крупный скандал по поводу целесообразности использования столь опасного истребителя. Активным и последовательным противником «Старфайтеров» был известный немецкий летчик Э. Хартманн. Однако большое количество и экономическая сторона замены не позволила разом снять с вооружения все F-104 и поставить на их место что-то более безопасное. Куда меньше повезло канадским пилотам. На момент снятия истребителей с вооружения недосчитались 45% машин. Именно служба в Канаде стала «рекордной» для F-104. При этом нельзя не отметить, что ни один из 20 испанских F-104G (за 7-8 лет все вмести налетали 17 тысяч часов) не был потерян.

***

Истребитель Lockheed F-104 Starfighter был прорывным для своего времени. Он первым в мире смог достичь двух скоростей звука, он имел уникальное для своего времени крыло и т.д. Но высокие требования к самолету в итоге привели к серьезным проблемам. Интересно, что подобное было с большинством самолетов фирмы «Локхид», разработанных в отделе Кларенса Джонсона. Группа конструкторов, ныне именуемая Skunk Works, всегда умела совершать невозможное. Только почти всегда все это делалось достаточно большой ценой. Так, разведчик U-2 с превосходными показателями высоты и дальности был крайне неудобным на взлете и посадке. SR-71 летал в три раза быстрее звука, но эксплуатация была чрезвычайно дорогой и сложной. Наконец, F-104 удовлетворял летным требованиям из изначального техзадания, но летать на нем было очень трудно и опасно.

Мораль этой истории проста. Оценка техники по максимальным характеристикам – в корне неверный метод. Оценка по характеристикам и параметру «стоимость-эффективность» тоже не всегда бывает полезной. Дело в том, что F-104 на стадии проектирования сумел обойти несколько самолетов-конкурентов по ценовым показателям. Американские военные и конструкторы в погоне за скоростью забыли об удобстве использования. Все вместе это и стало причиной того, что F-104 остался в истории мировой авиации не только «Старфайтером», но и «Оставляющим вдов».