В середине 50-х годов прошлого века американские ВВС обратились к авиастроительным компаниям с предложением создания системы оружия под индексом MX-1554 — всепогодный перехватчик 1954 года (планировалось, что самолет поступит в эксплуатацию именно в этом году).
В январе 1951 года 6 американских авиастроительных компаний представили свои предложения по будущему перехватчику. При этом компания Republic Aviation представила военным сразу 3 варианта проекта.
Первый из них предполагал дальнейшее развитие истребителя XF-91 Thunderceptor. Предполагалось установить на истребитель-перехватчик XF-91B комбинированную силовую установку, которая состояла бы из ТРДФ и достаточно мощного ЖРД компании Aerojet.
Второй представленный военным вариант, которому компания Republic Aviation отдавала свое предпочтение, был истребитель, оснащенный реактивно-прямоточным двигателем (Republic Model AP-57). Третий представленный вариант предусматривал использование обыкновенного ТРДФ, который обеспечивал самолету достижения скорости полета на уровне двух Махов.
Уже в сентябре 1951 года военные объявили победителя конкурса по программе МХ-1554. Победителем была призвана компания Convair, которая предлагала военным проект сверхзвукового перехватчика F-102, построенного по схеме «бесхвостка» и обладающего треугольным крылом.
Данный проект является первым шагом к гораздо более совершенному и сложному перехватчику F-102B, который позднее получил обозначение F-106. Несмотря на это, военные не отказались и от предложения, поступившего от компании Republic. Им приглянулась идея создания истребителя-перехватчика с реактивно-прямоточным двигателем.
Руководители ВВС США полагали, что такая силовая установка является очень перспективной и, принимая во внимание опыт компании по созданию перехватчика XF-91 Thunderceptor, решили выделить необходимое финансирование. При этом будущему истребителю-перехватчику было присвоено обозначение XF-103 Thunderwarrior.
Стоит отметить, что самолеты с таким двигателем были интересны военным и по другую сторону Атлантики. Так, во Франции полным ходом велись работы над довольно необычным внешне самолетом. Французскими авиаконструкторами было разработано целое семейство самолетов Leduk. Экспериментальные самолеты получили индексы от 0.16 до 0.22, при этом последний уже можно было назвать истребителем-перехватчиком.
Возвращаясь к американскому проекту, можно отметить, что истребитель XF-103 должен был развивать скорость в 3 Маха на высоте 18 300 метров. При взлете в облегченном варианте (17 240 кг) практический потолок машины должен был превысить 21 300 метров. Максимальная взлетная масса истребителя составляла 19 500 кг, в том числе 1940 литров топлива, которое размещалось в двух подвесных топливных баках.
Величина взлетной массы была определена, исходя из боевого радиуса действия в 600 км. XF-103 Thunderwarrior обладал треугольным крылом (стреловидность по передней кромке крыла составляла 55 градусов), стабилизатором и килем. Для увеличения маневренности машины на больших скоростях полета вместо элеронов использовали цельноповоротные законцовки крыла. Шасси самолета было полностью убираемым.
Однако проект компании Republic Aviation в первую очередь был интересен своим прямоточным реактивным двигателем. Для достижения максимально возможной скорости полета на истребителе-перехватчике планировалось разместить комбинированный двигатель компании Curtiss-Wright.
При этом контур ПВРД XRJ55-W-1 и форсажный контур ТРД XJ67-W-3 были объединены в единый блок. При скорости полета в 2 Маха воздух из общего воздухозаборника через перепускной канал с подвижными створками направлялся в ПВРД в обход турбины.
Прямоточный воздушно-реактивный двигатель не очень хорошо известен широкой аудитории. Между тем, это довольно остроумная конструкция: открытая с обоих концов труба, в которую форсунками впрыскивается авиационное топливо.
Набегающий поток воздуха одновременно питает и «запирает» камеру сгорания, осуществляя выталкивание раскаленных газов назад и обеспечивая создание тяги. Такой двигатель довольно прост по устройству, отлично и очень легко работает на скорости, превышающей скорость звука в 6 и более раз.
В то же время классический ТРД эффективен только при скоростях не более 2,5 Махов и высоте полета примерно 20 000 метров. А самолет, оснащенный ПВРД, обладает потолком, ограниченным верхними границами атмосферы.
Несмотря на это, двигатель обладает одной странностью и очень большим недостатком. Странным такую силовую установку делает тот факт, что она тем эффективнее, чем больше сечение трубы. Все это ведет к формированию довольно странного внешнего вида двигателя. В одно время даже выдвигалась идея превратить его в кольцевое крыло.
Основным же недостатком является неспособность прямоточного двигателя работать на скоростях полета менее 400 км/ч. По сути, двигатель вовсе не оправдывает себя до того момента, пока не будет преодолен звуковой барьер.
Так как скорость полета XF-103 Thunderwarrior должна была быть очень внушительной, было решено во избежание аэродинамического нагрева сделать основным материалом его поверхности специальный титановый сплав. Широкое использование в конструкции самолета титана потребовало от разработчиков соответствующих технологических процессов, которые учитывали бы специфику данного металла.
Специально были созданы методы холодной и горячей обработки титана. Самой первой деталью перехватчика, которая была произведена из титана, стало его оперение. Оно использовалось в качестве опытного образца.
Интересным был подход инженеров компании Republic Aviation и к кабине пилота. Для уменьшения нагрева и снижения сопротивления кабина пилота не выступала за границы фюзеляжа перехватчика. Для улучшения обзора вперед у пилота имелся специальный перископ. При этом летчик-истребитель размещался в специальной капсуле, которая могла катапультироваться вниз, что тоже было необычным ходом.
В соответствии с требованиями американских военных вооружение истребителя-перехватчика XF-103 Thunderwarrior должно было состоять из 6 УР класса «воздух-воздух» Хьюз ХААМ-2А, которые позднее получили новое обозначение GAR-1 «Фалкон» и 36 неуправляемых РС калибром 70 мм со складывающимся оперением.
Любопытным было расположение ракет. Так ракеты «Фалкон» располагались в индивидуальных отсеках по бокам передней части фюзеляжа перед крылом (по 3 ракеты с каждой из сторон).
Перед пуском ракеты выдвигались наружу. Неуправляемые ракеты также планировалось разместить внутри фюзеляжа самолета, но уже в нижней части за воздухозаборником. Позднее неуправляемые РС были исключены из состава его вооружения.
В январе 1957 года было принято решение об использовании УР XGAR-1A «Эдвансд Фалкон», которые могли оснащаться не только обычной, но и ядерной боеголовкой и обладали усовершенствованной системой управления пуском.
Помимо этого на самолете был увеличен отсек, находящийся под носовым обтекателем. Это было сделано для монтажа туда новой РЛС с антенной диаметром 1,03 метра и дальностью обнаружения воздушных целей 160 км.
В ходе работ по проектированию самолета росла и его взлетная масса, что заставило конструкторов увеличивать размах крыла до 10,91 м (при сохранении его площади). Также была увеличена высота вертикального оперения истребителя — до 5,55 м.
Для снижения массы самолета квадратное сопло было решено превратить в круглое осесимметричное. Также было использовано поджатие фюзеляжа в хвостовой части машины согласно «правилу площадей». Усложнилась и конструкция воздухозаборника перехватчика: его нижняя кромка увеличилась в размерах и стала управляемой.
Первый самолет XF-103 готовились выкатить из сборочного цеха в феврале 1958 года, но 21 августа 1957 года программа по созданию истребителя-перехватчика XF-103 Thunderwarrior была прекращена военными. К этому моменту командованию ВВС США стала известна информация о французских экспериментах по созданию истребителей с прямоточными двигателями.
Французская программа была свернута, а вслед за ней и американская. Самолет, который по заверениям разработчиков должен был развивать скорость в 3 Маха, так и не был построен. Не было готово ни одного летного образца, хотя к моменту сворачивания программы военные успели выделить на этот проект 103 миллиона долларов.
Чуть позднее в США вернутся к идее создания скоростных самолетов Lockheed A-12 и SR-71 Blackbird, оснащенных смешанными турбопрямоточными двигателями. Данные самолеты были выпущены сравнительно большими сериями (16 и 32 самолета соответственно) и активно использовались в ВВС. Но особых выгод они военным не принесли, поэтому в будущем высотные скоростные разведчики турбопрямоточными двигателями больше не оснащались.
Свертывание работ по самолету XF-103 объяснялось также ограничениями бюджета и появлением новых самолетов, которые обладали таким же набором характеристик. А с появлением ракет-перехватчиков «Бомарк», которые были в состоянии нести ядерную боевую часть и перехватывать воздушные цели на большом удалении, потребность в истребителе XF-103 отпала.
От данного проекта остался лишь макет, который какое-то время хранился в ангаре предприятия Republic в городе Риверхеде. Затем он был переправлен на завод компании Grumman, где был полностью разобран. При этом опыт, накопленный при создании XF-103 Thunderwarrior, не пропал даром, многие конструкторские решения нашли в будущем применение на других американских самолетах.
Летно-технические характеристики XF-103:
• Габариты: размах крыла — 10,91 м, площадь крыла — 37,25 м2, длина — 24,96 м, высота — 5,58 м.
• Масса максимальная взлетная — 25 300 кг, пустого — 14 775 кг.
• Силовая установка: ПВРД XRJ55-W-1 и 1 ТРД Wright XJ67-W-3, тяга ТРД 6330/10025 кгс (не форсаж/форсаж), ПВРД 16695 кгс.
• Максимальная скорость — 3 М.
• Крейсерская скорость — 980 км/ч.
• Практическая дальность полета — 450 км., боевой радиус действия — 370 км.
• Практический потолок — 24 400 м.
• Экипаж — 1 человек.
• Вооружение: до 6 УР GAR-1 Falcon «воздух-воздух» и 36х70-мм НУР Mighty Mouse FFAR.
