С крыла на крыло
Вновь потребность в эффективных способах восполнения запаса топлива в воздухе возникла вскоре после войны с принятием на вооружение первых реактивных самолетов. Новые машины ввиду огромного расхода топлива имели радиус действия почти вдвое меньший, чем их поршневые предшественники. К примеру, Як-15 при полной заправке в 590 кг имел дальность полета 510 км, тогда как его ближайший поршневой родственник Як-3 - 1060 км при наличии на борту всего 350 кг бензина. Наглядно вся острота этой проблемы проявилась при… подготовке к военному параду 1 мая 1947 г. Группе из 50 Як-15 хватало топлива лишь на 28-30 минут полета в строю. По этой причине пришлось тщательно выбирать маршрут их следования и организовать взлет самолетов большими группами с минимальными временными интервалами.
В 1948 г. задание разработать систему дозаправки в воздухе получил работавший в ЛИИ Владимир Вахмистров, известный еще с 30-х гг. своими экспериментами по созданию "самолетов-звеньев". Он взял за основу систему британской фирмы Flight Refuelling из Фарнборо, включавшую гибкий шланг и тросы. По этой методике оба самолета выпускали в воздухе тросы, которые сцеплялись вследствие маневров самолета-танкера. Далее из его фюзеляжа или крыла выпускался шланг и тросами подтягивался к горловине в крыле дозаправляемого самолета. После фиксации начиналась передача топлива.
Идея воздушной дозаправки заинтриговала работающих там же, в Жуковском, летчиков-испытателей Игоря Шелеста и Виктора Васятина, которые по собственной инициативе разработали и предложили построить комплекс, отличный от проектируемого Вахмистровым. Летчики считали, что процесс дозаправки следует автоматизировать и максимально упростить. По их схеме самолеты должны были лететь параллельно друг другу, что исключало неблагоприятное воздействие спутной струи от одного самолета на другой. Кроме того, топливо предлагалось подавать под давлением, а не самотеком, что ускоряло процесс. Поскольку система оказалась весьма многообещающей, идее "дали ход" и выделили для экспериментов два бомбардировщика Ту-2. На одном из них смонтировали полноразмерный макет оборудования танкера, а на втором -макет топливоприемника. 16 июня 1949г. Игорь Шелест и Амет-Хан Султан выполнили первую "стыковку" в воздухе. Позже макет топливоприемника установили на крыле истребителя Як-15 и также опробовали в небе. Вскоре все работы над системой Вахмистрова были свернуты.
Однако в 1949 г. дозаправка в воздухе стала уже не актуальной для советской истребительной авиации - новые МиГ-15 обладали вполне приемлемым радиусом действия. Но для системы Шелеста-Васятина нашелся иной заказчик, которым стала стратегическая авиация.
Испытания на Ту-2 и Як-15 макетной системы Шелеста-Васятина
Ее основной бомбардировщик Ту-4 имел дальность полета 5100 км, чего явно не хватало для удара по "главной цели" - США. Поэтому в том же 1949 г. Шелест и Васятин получили задание на разработку уже не макетной, а полностью функционирующей системы передачи топлива для Ту-4 методом "с крыла на крыло", причем танкером должен был служить самолет того же типа. При разработке этого комплекса было признано, что с заправщика следует перекачивать 35-40% общего запаса топлива не более чем за 20 минут; управление всеми операциями следует возложить на экипаж танкера; заправщик должен легко переоборудоваться в бомбардировщик, для чего два дополнительных бензобака целесообразно разместить в бомбо-отсеке; оборудование для приема топлива надо сделать легким, чтобы не ограничивать боевые возможности Ту-4.
Сам процесс дозаправки выглядел следующим образом. Из законцовки правой консоли крыла бомбардировщика выпускался трос, на конце которого имелся стабилизирующий парашютик и груз, представляющий собой замок сцепки. Танкер подходил сзади-справа. Концевая часть его левой консоли ложилась на трос и перемещалась до касания замка кольцеобразным зацепом, установленным на ее нижней поверхности. Происходила сцепка. После этого трос втягивался в крыло бомбардировщика, а за ним вытягивался топливоподающий шланг, который размещался на танкере вдоль передней кромки по всему размаху консоли. После стыковки шланга с захватом бомбардировщика начиналась перекачка топлива.
Испытание системы проводили летчики Якимов и Амет-Хан Султан. После их окончания комплекс дозаправки типа "с крыла на крыло" был установлен на ряде серийных Ту-4, а позднее на Ту-16. В монтируемой на Ту-16 системе отсутствовал трос, что упростило процесс. "Активной" машиной стал бомбардировщик, соответственно изменилось место самолетов в строю. Теперь танкер летел слева-впереди и операция начиналась выпуском из законцовки его крыла топливного шланга со стабилизирующим парашютиком и замком. Сцепка происходила аналогичным образом. Самолеты-танкеры на базе Ту-16 получили наименование Ту-163 (в ряде документов Ту-16Ю). Дополнительный топливный бак, устанавливаемый в бомбоотсеке, легко демонтировался. Единственное внешнее отличие Ту-163 от его собратьев-бомбардировщиков - измененная законцовка правой консоли крыла. Эти самолеты эксплуатировались очень долго, последние машины сняли с вооружения уже после 1995 г.
Удачный опыт эксплуатации Ту-163 возродил интерес к идее дозаправки в воздухе истребителей. В мае 1954г. ОКБ А.И.Микояна получило задание доработать МиГ-19 под дозаправку от Ту-163. Предполагалось, что танкеры будут передавать топливо как бомбардировщикам, так и эскортирующим их истребителям (минусом было то, что Ту-163 мог одновременно дозаправлять лишь один самолет). Ведущими инженерами по комплексу назначили: от ОКБ - А.Комиссарова, от ЛИИ - И.Шелеста. В 1955 г. начались испытания доработанного МиГ-19, получившего обозначение СМ-10. На машине летали: от ЛИИ - Владимир Пронякин и от ОКБ - Владимир Нефедов. В одном из полетов после двукратной дозаправки МиГ продержался в воздухе 6 часов.
Дозаправка Ту-4 методом "с крыла на крыло"
Экспериментальный истребитель СМ-10 дозаправляется от Ту-163
Передача топлива производилась с темпом до 1000 л/мин на высоте 9-10 км при скорости 450-500 км/ч. В 1956 г. испытания завершились успешно, а оснащенные такой системой МиГ-19 был и рекомендованы в серийное производство. Однако на практике это не осуществилось - началась хрущевская "ракетизация".
Так завершилась история разработки комплексов дозаправки по методу "скрыла на крыло". Системы этого типа имели определенные достоинства, прежде всего малую массу, однако обладали и существенными недостатками. Основными из них были низкий темп перекачки топлива и значительная сложность маневра перед стыковкой самолетов. Кроме того, эта операция оказалась просто опасной. Из-за вихря, сходящего с законцовки крыла, шланг находился в турбулентном потоке, и его безбожно трепало во все стороны. За годы эксплуатации на Ту-4 и Ту-16 имели место случаи, когда элерон "закусывал" топливный шланг, что приводило к тяжелым летным происшествиям. Все создаваемые в СССР в дальнейшем комплексы базировались на идее использования конуса на конце топливоподающего шланга и телескопической штанги топливоприемника.
"Бурлаки"
Идея системы "конус-штанга" в СССР пришла не от дозаправки, а от попыток транспортировки истребителей сопровождения бомбардировщиками, корни чего уходили к "звену" уже упоминавшегося Вахмистрова. Запад тоже переболел таким увлечением, примером чего может служить проект подцепки трех истребителей McDonnell XP-85 внутри бомбоотсека стратегического В-36 либо подвески под ним истребителя Republc F-84E. В СССР, вероятно, посчитали, что американский подход чересчур сложен, а более целесообразной представлялась идея буксировки за Ту-4 истребителей. 22 февраля 1949 г. было подписано соответствующее постановление правительства, и тема получила шифр "Бурлаки". Первоначально это задание выдали ОКБ А.С.Яковлева.
Военные требовали, чтобы система позволяла производить многократную сцепку-расцепку самолетов. Конструкторы, проанализировав шесть вариантов захватов и законцовок буксировочного троса, в том числе мягкие (парашюты) и металлические (конусы), в конце концов остановились на системе "конус-гарпун".