Свръхзвукова бутилка кола - реактивни самолети
Американският Northrop F-5 отдавна се счита за модерен модел, но неговите оригинални или модернизирани версии все още се използват в много страни по света. Последните ще могат да изпълняват задълженията си дълго време с бордова електроника и въоръжения, сравними с бойни самолети от четвърто поколение, при много ниски експлоатационни разходи. Ако дори Швейцария експлоатира F-5, това означава нещо.
Когато погледнем типа отгоре, неволно го свързваме с по-слабата му неестетична форма, тъй като в линията на крилата багажникът се стеснява по същия начин, както тънкото женско тяло. Това обаче не беше естествената атракция на самолетостроителя, но беше разработено по много рационални аеродинамични причини. Необходима е форма, подобна на бутилка с кола, поради така нареченото „правило на площта“, което намалява въздушното съпротивление, особено в диапазона около скоростта на звука.
Подобно на много други аеронавигационни разработки, корените му се връщат към немските дизайнерски бюра от Втората световна война. Още през 1943 г. Юнкерс създава аеродинамичен тунел, подходящ за изучаване на условията на потока около скоростта на звука. Ото Френцл, който е работил там, е първият, който осъзнава, че за да се намали въздушното съпротивление на самолетите, напречното сечение на фюзелажа трябва да бъде намалено в линията на крилото. Теорията обаче не можеше да бъде реализирана, тъй като поради нуждите на войната беше необходимо да се работи върху бързо развиващите се разработки в други посоки.
След войната скоростта на звука за първи път е пресечена в чужбина през 1947 г., но Bell X-1, използван за това, просто осигурява преминаването на Mach 1 със суровата мощност на ракетния двигател. Въздушното съпротивление в трансоничния диапазон нараства експоненциално и с конвенционалните реактивни самолети е трудно да се преодолее. Инженерите от Convair се сблъскаха с проблема по време на разработването на F-102 Delta Dagger, прототип на машина, проектирана за свръхзвукова скорост, не успя да надвиши границата на звука. Робърт Уиткомб от Националния консултативен комитет по аеронавтика (NACA) подпомогна решението, прилагайки „правилото за площ“, разработено от него, основаващо се частично на германски резултати и отчасти на собствени изследвания.
Това с прости думи означава, че напречното сечение на самолета отпред назад трябва да бъде подобно на това на идеалното въздухоустойчиво тяло, без големи изпъкналости. Разбира се, не можете да направите нищо с покрива на кабината и всмукателните колектори, но можете да намалите напречното сечение на багажника назад, особено в линията на крилото. Формата на „бутилка кола“ дава резултат и YF-102 лесно надвишава скоростта на звука след преобразуването, въпреки че корпусът му не се променя.
Няколко типа от епохата са успели да направят това без прилагането на правилото за площ, но условието за това е двигателят с висока тяга. Ако това не беше на разположение, тогава аеродинамичното „усъвършенстване“ беше полезно. В случая на бомбардировача F-105, F-106 Delta Dart, приложението на правилото за площ е видимо, но най-ясно се вижда при много по-малък размер и тип мощност.
Това е Northrop F-5, споменат в предговора, който е проектиран в края на петдесетте. Като се има предвид конструктора на компанията Welko Gasich или неговите сръбски предци, тогава Velko Gaszics е имал не само степен по аеронавигационно инженерство, но и степен по икономика, което се оказа много полезно. В допълнение към условията на Студената война, парите бяха само от второстепенно значение и огромните разходи за военни разработки бяха приети от политиката и обществеността. В дългосрочен план обаче това не беше устойчиво. Газич извърши работата си, имайки предвид военни и икономически съображения, той беше първият, който изложи теорията за пълната „цена на жизнения цикъл“ на бойните самолети. Ръководството на Northrop се съгласи с концепцията, която за щастие беше съчетана с необходимостта от USAF. Вместо тренировъчната машина Т-33, те искаха нов свръхзвуков тип за учебните единици, който в същото време беше малък, лек и евтин за експлоатация. В случая с категорията ловец и ловец-бомбардировач обаче идеята не се е променила, бъдещето остава за по-големи, по-тежки и по-скъпи машини.
Дизайнът на Northrop N-156T обаче беше в правилен ход, така че на 12 юни 1959 г. първият прототип може да се издигне във въздуха. Това беше предшественикът на по-късния T-38 Talon, който все още лети много стотици агрегати днес и едва в края на 2018 г. беше избран бъдещият му наследник. Повече от половин век история за успех на USAF се ограничава до Talon. Едноместният ловец за светлина N-156F, който се разработва паралелно, не беше търсен от американските ВВС, само в много малки количества. Той обаче беше идеален за съюзници с тънки пари, така че в крайна сметка от него бяха направени близо хиляда артикула, в допълнение към общо 1158 Talons.
Успехът на Talon и последвалия F-5 се основава главно на два фактора. Единият е аеродинамичният дизайн, който до голяма степен е взел предвид правилото за площ, което оптимизира въздушното съпротивление, а другото е двигателят. Не толкова заради представянето му, колкото заради конструкцията му. Най-мощният източник на енергия за времето си е General Electric J85, първоначално проектиран за самолетящата се роботизирана машина Quail, разсейващото устройство на B-52 без допълнително горене. Сравнението с върховия двигател от епохата е илюстративно, докато тягата на Phantom J79 е била 4,7 пъти по-голяма от собственото му тегло, 6,2-7,5 пъти по-голяма от тази на малката версия J85. Въпреки това, с двата ресурса, T-38 Talon все още се оказа слаб и неговите световни рекорди до голяма степен се дължат на сложната аеродинамика. Може да е странно, но с типа, който вече е проектиран като тренировъчна машина, са зададени четири абсолютни рекорда за изкачване.