Джон Браун - Семь элементов, которые изменили мир
Первые самолеты-шпионы, созданные в период «холодной войны», представляли собой модернизированные бомбардировщики Второй мировой войны, летавшие медленно и на небольшой высоте, что делало их уязвимыми для средств ПВО. Самолет-разведчик U-2, созданный компанией Lockheed в конце 1950-х гг., мог летать на высотах до 21 километра и развивать скорость до 800 километров в час, но для борьбы с самолетами-шпионами Советский Союз создал новые ракеты, поражавшие и такую цель. США знали об уязвимости U-2 и хотели разработать новый самолет-разведчик, который мог бы летать выше и быстрее. Действительно, в 1960 г., когда Lockheed начала работы по созданию «Блэкберд», самолет U-2 был сбит советской ракетой, а летчик Гэри Пауэрс оказался в руках КГБ.
«Блэкберд», летающий в четыре раза быстрее и на восемь километров выше, чем U-2, символизировал амбициозные планы американских военных. Американские ВВС хотели получить самолет, не просто недоступный для советских ракет, а способный уходить от любой ракеты. Самолеты некоторых моделей и прежде летали со скоростью более 3М, но только недолго и с использованием форсажной камеры. Для «Блэкберд» такая скорость должна была стать крейсерской. Однако, чтобы реализовать такой сложный технический проект, инженерам Lockheed нужно было научиться использовать возможности титана.
В 1959 г. работы по созданию нового сверхзвукового самолета начались в проектно-конструкторском подразделении Lockheed, получившем неофициальное название «Скунсового завода» (Skunk Works) из-за непереносимого зловония, исходившего из расположенной поблизости фабрики пластмассовых изделий. Инженеры скоро поняли: титан – единственный легкий металл, способный выдержать высокие температуры, возникающие при скоростях полета 3М. Сталь оказалась слишком тяжелой.
На высоте 27 километров воздух настолько разрежен, что мало чем отличается от вакуума, а температура достигает –55 °C. Но даже при этом носовая часть самолета Blackbird, летящего быстрее пули, нагревается из-за трения воздуха до 400 °С и более [5]. Вблизи форсажной камеры температура еще выше [6]. Если бы самолет не был выкрашен в черный цвет (откуда и название), то температура оказалась бы даже более высокой. Из-за сильного нагревания в полете фюзеляж несколько удлиняется. Размеры корпуса и топливного бака соответствуют друг другу только на высоких скоростях. Когда заправленный самолет находится на земле, топливо вытекает на взлетно-посадочную полосу.
Около девяти десятых веса конструкции «Блэкберд» приходится на долю деталей, изготовленных из титана. До начала работы над проектом никому еще не доводилось применять титан в таких масштабах и в таких экстремальных условиях. Только одна небольшая американская компания Titanium Metals Corporation работала с этим металлом, но ее титановые листы были невысокого качества. Более того, Lockheed не могла найти достаточно титана для постройки самолета. ЦРУ обследовало весь мир и наконец нашло экспортера. Им оказался Советский Союз, не подозревавший, что станет помогать созданию разведывательного самолета, который будет использоваться против него же.
Во время испытаний прототипа и сборки самолета было изготовлено в общей сложности более 13 000 000 титановых деталей. При этом инженерам пришлось столкнуться с множеством технологических проблем. Наличие даже незначительных примесей делало титан хрупким, и поэтому вначале некоторые детали разбивались вдребезги даже при падении с метровой высоты. Линии, прочерченные авторучкой, быстро проступали на обратной стороне тонких титановых листов; гаечные ключи с кадмиевым покрытием срывали головки болтов; а самое загадочное – что листы обшивки, скрепленные методом точечной сварки, распадались на части, если изготавливались летом, и оставались целыми, если зимой. В конце концов, источник загрязнения был найден: им оказался хлор, добавлявшийся на Skunk Works в цистерны с водой для предотвращения размножения водорослей.
Решения проблем были найдены, но оказались весьма дорогостоящими. Инженерам нужно было работать в стерильных условиях, протравливать детали кислотой и сваривать их в азотной среде. Стоимость самолета быстро достигла нескольких сотен миллионов долларов.
Но требуемый результат был получен, и 22 декабря 1964 г., к огромной радости Джонсона, «Блэкберд» совершил первый пробный полет. Lockheed добилась выдающихся успехов, создав самый удивительный самолет в истории авиации. Он и сегодня остается примером того, на что способна изобретательность человека при умелом использовании удивительных свойств химических элементов.
«Блэкберд» – не просто чудо техники, но и эффективный инструмент ведения разведки на театре военных действий. Он начал быстро демонстрировать свои достоинства в ходе вьетнамской войны. Военная база США в Кхе Сане в Южном Вьетнаме осаждалась северовьетнамской армией, но США долго не могли обнаружить местонахождение транспортных средств противника, обеспечивавших приток солдат и вооружений. 21 марта 1968 г. «Блэкберд» осуществлял разведывательный полет над демилитаризованной зоной, разделявшей Северный и Южный Вьетнам. Сделанные в полете фотографии позволили обнаружить не только искомую базу, но и позиции тяжелой артиллерии вокруг Кхе Сана. Несколько дней спустя США осуществили воздушный налет на эти цели, и в течение двух недель осада была снята.
После того как «Блэкберд» продемонстрировал свои достоинства во Вьетнаме, он был вновь успешно использован в октябре 1973 г. Египетские войска перешли через Суэцкий канал и начали войну против Израиля в разгар еврейского праздника Йом Кипур. Израильтяне были застигнуты врасплох неожиданной атакой, и США, поддерживавшие Израиль, опасались: без необходимой разведывательной информации союзник может понести большие территориальные потери. Когда СССР, поддерживавший арабских агрессоров, перепозиционировал свои разведывательные спутники, чтобы получать информацию о перемещениях израильских войск, президент Никсон отдал приказ об использовании «Блэкберд» для помощи Израилю.
«Блэкберд» вылетел из Нью-Йорка в направлении арабо-израильской границы и покрыл расстояние в 9000 километров всего за пять часов. Двадцатипятиминутного разведывательного полета оказалось достаточно, чтобы сфотографировать картину боевых действий. На следующее утро фотографии позиций арабских войск легли на стол начальника генерального штаба Израиля.
Благодаря титану США контролировали небо в период «холодной войны». В космосе титан также давал американцам преимущество: он активно использовался в космических программах «Аполлон» и «Меркурий» [7]. Но по другую сторону «железного занавеса» Советский Союз также использовал уникальные свойства титана, достигнув господства в морских глубинах за счет постройки нового класса быстроходных глубоководных субмарин.
Советские подводные лодки«Должно использоваться все самое передовое: новые материалы, новая энергетическая установка и новая система вооружений – она должна быть во всех отношениях непревзойденной», – так говорил о подводной лодке К-162 Георгий Святов, в то время рядовой инженер-проектировщик советской военно-морской техники [8]. СССР стремился создать подводную лодку, которая могла бы, оставаясь незамеченной, быстро преодолевать большие расстояния и атаковать противника.
Советские инженеры тщательно рассмотрели возможности применения стали и алюминия, но превосходство титана оказалось очевидным. Отношение прочности металла к удельному весу имеет важнейшее значение при проектировании корпуса. Он должен быть легким, чтобы обеспечивать подводной лодке высокую плавучесть, и в то же время очень прочным, чтобы выдерживать огромное давление воды. Поскольку у титана это соотношение очень высоко, то советские титановые подводные лодки могли достигать невиданных ранее глубин. К тому же титан устойчив к коррозии: образующаяся на поверхности тонкая пленка двуокиси защищает корпус субмарины от воздействия морской воды. И, в отличие от железа, титан – немагнитный материал, что снижает вероятность обнаружения подводной лодки и срабатывания взрывателей магнитных мин.
Подобно тому как США дорого заплатили за создание титанового «Черного дрозда», СССР также заплатил немалую цену за создание титановых корпусов подводных лодок. Первая такая лодка проекта К-162 оказалась настолько дорогой, что многие подумали: дешевле было бы изготовить ее из золота. Неслучайно она получила название «золотая рыбка» [9].
В 1983 г. Советский Союз вновь использовал титан, на этот раз для строительства самой глубоководной в мире подводной лодки. Новое стодвадцатиметровое судно «Комсомолец» имело внутренний титановый корпус, что позволяло погружаться на глубину до одного километра. «Комсомолец» затонул в Норвежском море в апреле 1989 г., когда на нем лопнул воздуховод высокого давления, что вызвало пожар в одном из отсеков. В условиях высокой насыщенности воздуха кислородом огонь стал быстро распространяться по лодке. От огня, воды и удушья погибли 42 из 69 членов экипажа. Разрушенный титановый корпус с двумя ядерными реакторами и минимум двумя ядерными ракетами лежит теперь на дне моря, закрытый бетонным саркофагом, чтобы предотвратить попадание в воду плутония.
