|
|
| Вертолеты | Самолеты | Авианесущие корабли | Словарь авиа терминов |
|
|
Статья о сверхзвуковых истребителях Зимой 1948 года на опытном самолете Ла-176, угол стреловидности крыла которого составлял 45°,— на 10% больше, чем у любой нашей машины тех времен,— молодой летчик-испытатель О. Соколовский достиг скорости звука. С декабря 1948 года по январь 1949-го машина выходила на заветный рубеж шесть раз. Вместе с экспериментальными самолетами барьер штурмовали и некоторые истребители. Осенью 1949 года летчик-испытатель А. Тютерев в пологом пикировании на МиГ-15 превысил скорость звука на 1%. Еще дальше продвинулся — уже на МиГ-17—летчик-испытатель П. Казьмин. Его «результат» — 18-процентное превышение звуковой скорости... Вот что пишет о практическом значении таких полетов летчик-испытатель 1-го класса И. Шелест: «Недавно в архиве я разыскал технический отчет № 296 за 1952 год об этой работе. Вот о каких своих наблюдениях поведал нам тогда летчик. «Самолет при полете в области больших величин «М»... уподобляется жесткой пружине, которую трудно отклонить в любую сторону». И далее: «самолет настолько «плотно сидит в воздухе», что отклонить его по всем трем осям очень трудно. Это может служить большим препятствием для выполнения эволюции в боевых условиях... Для выполнения маневрирования на сверхзвуковой скорости необходимо применение каких-либо дополнительных средств в управлении». Как же проектировать самолеты следующего, сверхзвукового поколения? Слишком еще непродолжительны были храбрые броски по скоростной шкале, чтобы составить представление о том, как, собственно, нужно «вылизывать» формы крыла, оперения, фюзеляжа? В расчете на какие режимы надо проектировать самолет? Ведь, стартуя на перехват высотной и скоростной цели, сверхзвуковой истребитель последовательно проходит весь посильный для него диапазон скоростей—от малых дозвуковых до высоких сверхзвуковых, а сесть ему нужно на не слишком длинную полосу. Необходимы боевой авиации и машины, отлично приспособленные к барражированию на дозвуке, но могущие, если надо, преодолеть барьер. Каким двигателем оснастить самолет, чтобы располагать избытком мощности для прорыва через М-1, но не возить «мертвый» груз в дозвуковой зоне? Словом, непростая эта задача—оптимально сочетать в одной машине свойства сверхзвукового истребителя и самолета с приемлемыми весовыми, взлетно-посадочными, маневренными характеристиками. Непростая даже, если конструкторы располагают точными и всесторонними данными о сверхзвуковом полете. А их, этих данных, как раз и не хватало. Добыть недостающую информацию должны были беспилотные и пилотируемые «зонды»: сверхзвуковые опытные и экспериментальные самолеты, иные летательные аппараты. Еще в 1946 году под руководством известного специалиста по аэродинамике самолета, профессора И. Остославского в ЦАГИ построили и испытали серию моделей, действовавших по принципу падающей бомбы. Сброшенные с самолетаносителя крылатые — с прямыми, стреловидными, треугольными и ромбовидными плоскостями — «бомбы» развивали высокие околозвуковые скорости. Нужные замеры потоков и напряжений делала аппаратура, размещенная в теле снаряда. В конце 40-х годов ЛБ (так сокращенно называли «летающую бомбу») оснастили твердотопливным ускорителем. Разгонять снаряд силе земного притяжения помогал теперь двигатель. Скорость достигала 1700 км/ч. Недорогой и безопасный крылатый снаряд позволил нащупать закономерности сверхзвукового полета. Примерно в то же время летчики-испытатели А. Пахомов и Г. Шиянов летали на ракетном самолете конструкции М. Бисновата. На высоту эту экспериментальную машину с тонким стреловидным крылом доставляла авиаматка — бомбардировщик-ветеран Пе-8, В середине 50-х годов КБ А. Микояна создало сразу две экспериментальные машины—до предела облегченный истребитель с дополнительным двигателем — ЖРД, и другой, тоже с комбинированной силовой установкой. Первый испытывали летчики В. Нефедов и Г. Седов, на втором штурмовали высоту и «зазвук» В. Васин и другие пилоты. В 1967 году Валентин Васин развил на ракетно-турбореактивном МиГе скорость, в 2,33 раза превышающую звуковую... В 1950—1951 годах КБ А. Яковлева строит экспериментальную машину Як-1000 с треугольным крылом чрезвычайно малого удлинения. Назначение самолета — летные исследования несущих поверхностей такой формы... В США для исследования проблем сверхзвукового полета использовались экспериментальные самолеты Х-1, 0-558 «Скайрокет», Х-2, Х-3, созданные в 40-х и начале 50-х годов. Первого из ракетных «спринтеров», Х-1, (1946 г.) оснастили четырехкамерным ЖРД с общей тягой 2722 кг. Регулировать мощность можно было последовательным включением камер. При собственном весе двигателя 95 кг он пропускал через свои камеры сгорания 1360 л спирта и 1300 л жидкого кислорода всего за 2,5 мин работы на полной тяге. Крыло Х-1 и его более поздних модификаций — прямое, с относительной толщиной от 10 до 4%. Экспериментальный Дуглас 0-55811 «Скайрокет» впервые поднялся в воздух в начале 1948 года. Крыло—стреловидное, с дозвуковым профилем, толщиной около 10%. Силовая установка состояла поначалу из двух двигателей—ТРД с тягой 1360 кг и четырехкамерного ЖРД с полной тягой 2720 кг. Взлетал «Скайрокет» на ТРД с помощью стартовых ускорителей под фюзеляжем, набирал высоту и пикировал, развивая сверхзвуковую скорость. Позже ТРД сняли. Машину поднимали на 10-километровую высоту самолетом-носителем В-29 и сбрасывали. Предоставленный самому себе, «Скайрокет» с помощью ЖРД забирался на 18—25 км. Достигнув потолка, 0-558 продолжал полет на полной тяге с небольшим снижением, а затем, после сгорания всего горючего, шел на посадку по-планерному. Летали на «Скайрокете» и по другим программам—от чисто научных и престижно-рекордных до испытаний с ярко выраженным военным прицелом. Один из последних экземпляров приспособлен для ношения бомб, топливных баков и других грузов под крылом, чтобы исследовать, как поведет себя сверхзвуковая машина с наружными боевыми подвесками. Самой главной ношей «Скайрокета» и других экспериментальных самолетов была регистрирующая и измерительная аппаратура, вес которой достигал нескольких сот килограммов. Машину буквально нашпиговали километрами проводов, датчиками, тензометрами, 400 манометров замеряли давления в разных точках крыла и оперения, более 900 тензометров, соединенных с осциллографами, фиксировали усилия в управлении и напряжения в конструкции самолета. Пять кинокамер фиксировали на пленке шкалы различных приборов. Подбирая научную аппаратуру, исследователи заботились не только о сиюминутных проблемах скоростного полета. Впереди, далекий пока для военной авиации, маячил новый барьер — тепловой. И чтобы подойти к нему во всеоружии точных сведений об аэродинамическом нагреве, летающие лаборатории оснастили датчиками температуры: простейшими и сложными. Х-2, например, напоминал перед полетом со скоростью 3 тыс. км/ч жар-птицу — самолет покрыли разноцветными красками. Каждая размягчалась и начинала стекать при определенной, заранее оттарированной температуре. После посадки, по словам пилота Х-2 Ф. Эвереста, «термостойкая краска на передних кромках была опалена и местами вздута, как будто кто-то провел по этим местам паяльной лампой». У Х-3 (первый полет состоялся осенью 1955 года) носовая часть фюзеляжа охлаждалась топливом, которое циркулировало под обшивкой... «Летающие бомбы», пилотируемые турбореактивные и ракетные самолеты, начиненные аппаратурой и датчиками, поставляли специалистам ценнейший материал. Трудно переоценить и впечатления опытнейших летчиков-инженеров, дополнявшие бесстрастные показания приборов. Тысячи метров осциллограмм и кинопленки, тысячи страниц пилотских отчетов превращались трудами аэродинамиков и управленцев, двигателистов и прочнистов, представителей всех авиационных профессий в тысячи графиков, таблиц, номограмм... Конструкторы знали теперь не только общие закономерности «сверхзвука», но и то, как они проявляются в каждой точке крыла, на его концевой и комлевой частях, как ведут себя рули и элероны, как меняется их эффективность при изменении числа М, в зависимости от формы и положения... Итак, что же выяснилось в результате сложных, дорогих, стоивших жизни многим летчикам-испытателям полетах экспериментальных и опытных машин? Столь пугавший конструкторов рост сопротивления в трансзвуковой (число М, близкое к 1) зоне приобретает за барьером более плавный, спокойный характер. Сжимаемость воздуха, из-за которой круто подскакивало сопротивление, не проявляется так «агрессивно» при больших числах М. Трение же, напротив, выходит на первый план и определяет на современных самолетах 75% всего вредного сопротивления. Преимущества стреловидного крыла по сравнению с прямым исчезают при М=2. В этой области сопротивления прямой и скошенной под углами 45° и 60° поверхностей практически одинаковы. Из-за иных соотношений между разными компонентами сопротивления (индуктивного, волнового, трения) сверхзвуковой самолет нужно оснастить прямым или треугольным крылом малого удлинения. Как и прежде, предпочтение нужно отдать тонким3—8%—профилям. Передняя кромка крыла должна стать еще острее. С другой стороны, чем тоньше крыло и острее его передняя кромка, тем меньше углы атаки, при которых начинается срыв потока. Ухудшение несущих свойств поверхностей приводит к снижению эффективности элеронов и рулей... Даже из этих скороговоркой перечисленных сведений можно представить, как противоречат друг другу требования аэродинамики и прочности, как сложно создать самолет с хорошими сверхзвуковыми, дозвуковыми и взлетно-посадочными свойствами... Прибавьте к этому клубку проблем еще одну — аварийного покидания машины на сверхзвуке—и вы приблизительно представите заботы авиаконструкторов начала и середины 50-х годов. «При эквивалентном скоростном напоре 3173 кг/м2 и более,—отмечали в 1956 году участники конференции американской Ассоциации авиационной медицины,— нефиксированные части тела (голова и конечности) человека на катапультируемом кресле начинают разбрасываться с силой, превышающей мускульный контроль. Могут иметь место вывихи или повреждения от ударов о кресло, В частности, вывихи и переломы наблюдались при катапультировании вниз на высоте 12 тыс. м и скорости менее 930 км/ч. Эксперименты на животных с открытыми мордами на скорости более 1100 км/ч показали, что через рот и нос в желудок попадает избыточный воздух. Имел место случай, когда у летчика, потерявшего шлем при сверхзвуковом катапультировании, в желудке оказалось 3 л воздуха». Упомянутый случай стал хрестоматийным в истории авиационной медицины. Произошел он в 1955 году, когда летчик Р. Смит испытывал серийный сверхзвуковой самолет Норт Америкой Р-1 00 «Супер Сейбр». На высоте свыше 11 км машина вдруг перешла в крутое пикирование со сверхзвуковой скоростью. Решив катапультироваться, пилот не поставил ноги на подножки кресла и вообще не принял положения, предписанного инструкцией и печальным опытом погибших предшественников. Катапульта сработала и выбросила из кабины пилота, оставшегося в наклонном положении, с незафиксированными на подлокотниках руками. Авария случилась над морем. Приводнившегося Смита нашли в бессознательном состоянии (он пришел в себя лишь через 5 суток), с сильно израненным лицом, поврежденными руками и ногами, множеством ран. Тело пилота держалось на плаву благодаря воздуху, заполнившему под давлением желудок... Какие только системы не перепробовали конструкторы, чтобы спасти в аварийных ситуациях пилотов-сверхзвуковиков. Благо если «выстрелиться» можно на небольшой скорости. А если нет? Усилиями специалистов катапультируемое кресло превратилось в сложный агрегат. Его механизмы сами, автоматически, после того, как нажат аварийный рычаг, буквально связывают летчика по ногам и рукам, фиксируют зажимами и притягами конечности, заслоняют лицо или гибкой, но прочной шторкой, или стальным забралом, кресло выстреливается из кабины, распускает небольшие плоскости — стабилизаторы и, затормозившись, само выпускает пилота из «объятий». До выстрела, открыв замки фонаря, кресло отпирает кабину, «выжидает», пока ревущий поток унесет прозрачный обтекатель, и только после этого включает пиропатрон. Не помеха для сиденья и заклинивший фонарь. Оно сносит его массивным и прочным бронезаголовником... В полной мере достижения реактивного авиастроения воплотились в первом советском сверхзвуковом истребителе МиГ-19, поступившем в серийное производство в 1954 году. Тонкое, с большой (56°) стреловидностью крыло, два мощных двигателя РД-9Б с тягой по 3250 кг на форсаже, совершенная аэродинамика, цельноповоротный стабилизатор, три 30-мм пушки — вот лишь некоторые особенности МиГ-19, ставшего одним из основных самолетов нашей авиации. Гидравлическую систему управления стабилизатором дублировали две аварийные — гидро- и электромеханическая. Автоматика таким образом изменяла передаточное отношение управления, чтобы на разных высотах и при разных скоростях (при разных величинах скоростного напора, определяемого плотностью воздуха и квадратом скорости полета) одинаковое отклонение ручки управления вперед-назад вызывало одинаковую реакцию машины. Максимальная скорость МиГ-19—1450 км! На нашем первом сверхзвуковом истребителе провели эксперименты по бомбометанию с кабрирования, ставшему потом обычным боевым приемом летчиков. Идея метода такова— истребитель-бомбардировщик сбрасывает бомбу на малой высоте (чтобы быть «невидимым» для радиолокаторов противника), но не в горизонтальном полете, а при кабрировании, в крутом наборе высоты с последующим боевым разворотом (или иммельманом) на обратный курс. Подчиняясь законам баллистики, на огромной скорости бомба сначала идет вверх, а затем снижается, описывает баллистическую кривую и попадает в цель. Создав в начале 50-х годов всепогодный барражирующий перехватчик Як-25 - двух двигательную машину со стреловидным крылом и шасси велосипедного типа, — КБ А. Яковлева проектирует по такой же схеме многоцелевой сверхзвуковой Як-28. Конструкторский коллектив П. Сухого дает нашим ВВС сверхзвуковой истребитель - бомбардировщик Су-7. В конце 50-х годов в серийное производство поступает одноместный истребитель - МиГ-21 с треугольным крылом. Максимальная скорость нынешних вариантов машины более чем вдвое превышает звуковую. Современник первого в СССР сверхзвукового-истребителя МиГ-19—американский Норт Америкен F-100 «Супер Сейбр», представлявший собой развитие «Сейбра». Этот довольно тяжелый (максимальный полетный вес F-100С — 17,7 т) построен по традиционной схеме машин «стреловидного» поколения—скошенные под большим — 45° углом — консоли, цельноповоротный стабилизатор, «лобовой» воздухозаборник двигателя. Совсем иначе выглядит всепогодный истребитель-перехватчик Конвер F-102 «Дельта Деггер», в самом названии которого содержится указание на форму крыла: дельтавидную, треугольную в плане. Проведя в 1953—1954 годах испытания опытных образцов самолета, специалисты убедились; вопреки всем надеждам F-102 вовсе не сверхзвуковая машина. Чтобы спасти положение и оправдать немалые расходы, фирма радикально переделала самолет, а самое главное — применила недавно открытое «правило площадей». Согласно правилу «сечения фюзеляжа по всей его длине контакта с крылом следует уменьшить на величину, равную площади сечения (в этом же месте) крыла». Центральную часть корпуса F-102 поджали, нос удлинили, а хвостовую часть фюзеляжа чуть утолщили. В результате скорость модернизированного Р-102 превысила звуковую, и в 1956 году началась эксплуатация машины в ВВС США. В том же году фирма «Локхид» приступила к серийному выпуску многоцелевого истребителя F-104 «Старфайтер» с прямым крылом чрезвычайно малого размаха. Фирма реализовала рекомендации аэродинамиков: характеристики прямого и стреловидного крыла сравнимы при скоростях, близких удвоенной звуковой. Относительная толщина профиля всего 3,4%. Радиус передней кромки консоли — 0,4 мм. Задняя настолько остра, что на стоянке ее прикрывают войлочными чехлами. Самолет выпускался в нескольких вариантах. В 1956 году, по сообщению журнала «Интеравиа», фирма создала модель F-104К — машину для тренировки космонавтов. В хвостовой части фюзеляжа установили дополнительный двигатель ЖРД «Рокетдайн»... В начале 60-х годов радикально переделанный самолет—из перехватчика машину превратили в истребитель-бомбардировщик F-104G—поступил на вооружение западногерманских ВВС и составил основу боевой авиации ФРГ. Утяжеление машины при очень малом размахе крыла трагически сказалось на летных свойствах F-104. До конца 1970 года потерпели аварии и катастрофы 123 «Старфайтера», лишившие жизни 61 пилота... Дельтавидные «бесхвостки» и самолеты с короткими стреловидными, почти треугольными крыльями типичны для авиастроения конца 50-х — начала 60-х годов. Предназначенные поначалу для роли истребителя, машины все больше берут на себя функции и истребителей-бомбардировщиков, и разведчиков. Некоторые фирмы, например, французская «Марсель Дассо», создали серию «Миражей», «бесхвосток» с треугольным крылом, которые при внешнем сходстве предназначаются для выполнения разных боевых задач — от перехвата до атомной бомбардировки. Американский Мак Доннел F-4 «Фантом», серийный выпуск которого начат в 1961 году, используется в качестве истребителя-бомбардировщика и палубного боевого самолета для авиации ВМС. Вместе со сверхзвуковыми самолетами тактической авиации в военно-воздушных силах многих стран находится изрядное количество околозвуковых машин, таких, например, как А4 «Скайхоук» (США) с максимальной скоростью у земли (без внешних подвесок) около 1110 км/ч. Вооружение многоцелевых самолетов — в зависимости от боевой задачи. Отнюдь не устарело классическое бортовое оружие, автоматические скорострельные пушки, размещенные в подвесных контейнерах или в фюзеляже... В отличие от истребителей с бомбовой нагрузкой «чистые» бомбардировщики не столь быстро преодолели звуковой барьер. «Отставание» этих машин объясняется не только техническими сложностями. «Можно предполагать,— писал в середине 50-х годов технический директор английской фирмы «Хендли-Пейдж» Р. Стаффорд,— что, увеличивая высоту полета, бомбардировщик с околозвуковой скоростью может считаться неуязвимым до тех пор, пока не будут созданы управляемые реактивные снаряды, способные маневрировать на больших высотах. Когда такие снаряды поступят на вооружение ПВО, бомбардировщикам в целях безопасности придется летать на сверхзвуковых скоростях». Первым реактивным фронтовым бомбардировщиком, принятым на вооружение в нашей стране, стал Ил-28—двухдвигательная машина с прямым крылом и стреловидным хвостовым оперением. При дальности 2400 км бомбардировщик развивал скорость 900 км/ч. Потолок достигал 12 300 м. В носовой части Ил-28 располагались две неподвижные стрелковые установки с 23-мм пушками НР-23. Заднюю полусферу самолета защищала кормовая турельная установка из двух 23-мм пушек... Начав с модификации ветерана Ту-2 — вместо поршневых двигателей на нем установили два ТРД,— КБ А. Туполева создало прямокрылый фронтовой бомбардировщик—торпедоносец Ту-14, а затем бомбардировщик Ту-16 со стреловидным крылом. Простая и надежная боевая машина стала основой первого у нас реактивного пассажирского самолета Ту-104. Реактивный двигатель устанавливали и на специальный самолет-штурмовик, самолет поля боя. Уже после войны КБ С. Ильюшина, выпустив опытные поршневые машины Ил-16 и Ил-20, приступило к разработке самолета поля боя с турбореактивными двигателями Ил-40, который успешно прошел летные испытания. «Конструированием этой машины,— пишет в своей книге «Советские авиационные конструкторы» доктор технических наук генерал-полковник-инженер А. Пономарев,— закончился этап создания самолетов поля боя». За рубежом долгие годы после войны состояли на вооружении поршневой штурмовик Дуглас «Скайрейдер» и ряд дозвуковых реактивных машин. Основу стратегической бомбардировочной авиации США до сих пор составляет Боинг В-52 «Стратофортресс», опытный образец которого стартовал весной 1952 года. Самолет дозвуковой, со стреловидным крылом большого удлинения. Шасси велосипедного типа. Под каждой консолью чрезвычайно гибкого крыла на пилонах попарно размещены восемь турбореактивных двигателей. В 50-х годах в первый полет поднялся единственный на Западе бомбардировщик-«сверхзвуковик» — Конвер В-58 «Хастлет» с дельтавидным крылом. Правда, «бесхвостка» обладает дальностью полета, недостаточной для выполнения стратегических задач, В конце 50-х — начале 60-х годов в США сделали дорогостоящую попытку создать сверхзвуковой стратегический бомбардировщик Норт Америкен В-70 «Валькирия», способный заменить В-52. Самолет рождался в мучительных спорах между заказчиком, фирмой-изготовителем и конгрессом США. Одни считали, что баллистическая межконтинентальная ракета выполнит задачу куда успешнее громоздкого и уязвимого самолета. По мнению других, скорость и высота полета В-70 слишком велики, чтобы он мог точно сбросить бомбы. Третьи полагали, что машина устареет еще до того, как конструкторы справятся с массой чисто технических проблем... Первый полет В-70 состоялся почти через десять лет после начала разработок. В 1965 году бомбардировщик достиг расчетной скорости, в три раза превысившей звуковую. Спустя год второй опытный экземпляр потерпел катастрофу в результате столкновения с сопровождающим истребителем. «В-70, рожденный в спорах и конфликтах,— писал по этому поводу американский журнал «Эр прогресс»,— не мог даже спокойно погибнуть. Обстоятельства, сопровождавшие катастрофу, вызвали много разговоров и расследований со стороны Пентагона». Работы над В-70 были прекращены. Уцелевший образец машины стартовал в последний раз 4 февраля 1969 года, приземлился на авиабазе Райт Паттерсон и стал экспонатом музея ВВС... 4 июля 1989 года в густонаселенном районе Бельгии близ города Куртрэ произошло драматическое событие, потрясшее местных жителей и изумившее авиационных специалистов всего мира. В то безмятежное утро на частный дом семейства Делауэр упал боевой самолет... с советскими опознавательными знаками. Как выяснилось, это был истребитель МиГ-23, из которого несколько часов назад катапультировался в аварийной обстановке полковник Н. Скуридин. Покинув машину с неожиданно захлебнувшимся двигателем на высоте 130—150 метров, пилот был абсолютно уверен, что она упадет в море. Между тем МиГ, принадлежавший одному из советских авиаполков, который дислоцировался на балтийском побережье Польши, вовсе не прекратил полет. Неуправляемый, он самостоятельно набрал высоту, чтобы, преодолев немалое расстояние от Польши до Бельгии, рухнуть на землю с пустыми баками. Комментируя инцидент, тогдашний первый заместитеь командующего ВВС генерал-лейтенант Е. Шапошников, ныне министр обороны, маршал авиации, сказал: — Случай, по нашим данным, в истории боевой авиации уникальный. По крайней мере я не припомню, чтобы машина, покинутая пилотом, совершила столь далекий неуправляемый полет. Такой это самолет—МиГ-23. При взлете или на малых скоростях его крыло почти прямое в плане, с минимальной стреловидностью, приличного размаха. Самолет, так сказать, не продирается сквозь воздух, а действительно летит. К тому же он не был оснащен в том полете ракетами, бомбами, подвесными топливными баками. И все-таки мы сами удивлены тем расстоянием, какое он сумел пройти. Дальность оказалась выше, чем предполагали... Старина МиГ-23, представитель первого поколения боевых самолетов с изменяемой стреловидностью крыла, и поныне в строю, едва ли не самая массовая машина ВВС. И это при том, что стартовал ее прототип без малого четверть века назад, в 1967 году!.. Между тем, за 12 пет до первого взлета МиГ-23 авторы известного английского справочника «Реактивные самолеты мира» пессимистически констатировали; «Конструктивная сложность крыла с изменяемой стреловидностью препятствует его широкому применению». Но уже тогда, повозившись с «сырыми», несовершенными конструкциями, авиастроители убедились — применение крыла, стреловидность которого меняется в зависимости от скорости полета, позволяет на треть увеличить радиус действия машины и на четверть снизить ее посадочную скорость. Давно минули времена, когда соотношение максимальной и посадочной скоростей самолета составляло три-четыре. Теперь, как бы ни росла скорость машины, ее колеса «не вправе» соприкасаться с бетонкой при еще большей скорости — она и так перевалила за 300 км/ч. Вот и выходит: с каждым шагом вперед скоростной диапазон увеличивается, а отношение предельных — максимальной и посадочной — скоростей подскочило до десяти. Стреловидные крылья вполне удовлетворяют своему назначению в широком диапазоне—от околозвуковой до скорости, соответствующей удвоенной звуковой. А вот на малых скоростях стреловидность мешает. Такое крыло придает машине избыточную поперечную устойчивость, затрудняет выполнение предпосадочных маневров. Несущие свойства плоскости хуже, чем у прямого крыле: величину подъемной силы определяет не скорость набегающего потока, а ее составляющая, направленная перпендикулярно передней кромке стреловидного крыла. Вдобавок при полете на больших углах атаки снижается эффективность средств механизации, что ухудшает взлетно-посадочные свойства машины. Для современного самолета находится работа практически на всех скоростях и высотах. Проектировать машины классическим способом компромиссов между противоречивыми требованиями становится все труднее и труднее. Конструкторы стараются избежать обилия типов боевых машин, стремясь воплотить свойства каждой из них в одной, универсальной, многоцелевой. Подобный самолет должен на предельно малой высоте со сверхзвуковой скоростью проникать на территорию противника. Его же приходится использовать для перехвата врага на предельной высоте. Не исключено, что многоцелевой машине придется сопровождать в дальнем полете бомбардировщик. И если решению одной из этих задач будет способствовать крыло малой площади и большой стреловидности, то для другой, скажем, для полета на дальность, требования диаметрально противоположные. Итак, изменяемая стреловидность, поворотное крыло. Весьма не простая задача — заставить его в любом положении выполнять свою основную задачу и не быть источником всевозможных колебаний. Конструкторам нужно было добиться, чтобы при перемене угла стреловидности машина не теряла устойчивости, была управляемой. Ведь мало того, что при этом перемещается масса — «гуляет» и точка приложения аэродинамической нагрузки на несущую поверхность, фокус крыла, иначе влияют друг на друга воздушные потоки на крыле, фюзеляже, хвостовом оперении. А поворотный узел крыла—это целый комплекс проблем! Во-первых, узел должен быть легким и компактным и при этом выдерживать колоссальные нагрузки, не иметь люфтов. Во-вторых,—обеспечивать строгую синхронность отклонения консолей... Для МиГ-23 конструкторы выбрали весьма широкий диапазон изменения стреловидности—от 16 градусов для взлетно-посадочных режимов, крейсерского полета на дальность и барражирования — до 72 градусов. Для отработки столь сложного и ответственного агрегата ОКБ А. И. Микояна привело обстоятельные эксперименты на статически и динамически подобных моделях в аэродинамических трубах. Построили натурный стенд крыла с механизмом управления его поворотом и системой управления самолетом. Провели эксперименты в стационарных и летающих лабораториях. По сравнению с классическим управлением самолетом на МиГ-23 действует не совсем обычное. Его создатели полностью отказались от элеронов для управления креном. Мало того, что эти поверхности способствуют деформации, нежелательному закручиванию крыла, — они занимают на задней кромке место, столь южное для размещения мощной взлетно-посадочной механизации. Летчик создает крен, дифференцированно поднимая в поток интерцепторы на верхней поверхности крыла и раздельно поворачивая каждую из половин стабилизатора. При максимальной стреловидности крыла, когда эффективность интерцептора падает, поперечное управление происходит только с помощью стабилизатора. Фронтовой истребитель МиГ-23 с взлетной массой до 16 тонн, максимальной скоростью в 2500 км/ч и временем подъема до высоты 11 километров 1,4 минуты выпускался серийно с 1969 года по 1985 год. И если прототип вооружили только ракетами класса «воздух — воздух», то серийные машины оснащали и 23-миллиметровой пушкой ГШ-23, авиабомбами и неуправляемыми реактивными снарядами. Как нередко бывает с удачной машиной, МиГ-23 лег в основу самолетов другого назначения. Сменив крыло изменяемой стреловидности стационарным треугольным, установив в фюзеляже дополнительные подъемные двигатели, конструкторы создали экспериментальный истребитель укороченного взлета и посадки МиГ-23 УВП. А в 1972 году началось серийное производство фронтового истребителя-бомбардировщика МиГ-27. Сохранив конструктивную схему предшественника, этот самолет обзавелся бронированными плитами по бокам кабины пилота, высокоточным прицельно-навигационным и бортовым оборонительным комплексами. Его вооружение—шестиствольная 30-миллиметровая пушка, управляемые ракеты «воздух—поверхность» и «воздух—воздух» для обороны от самолетов противника, авиабомбы и неуправляемые снаряды. Само собой, путь, подобный эволюции МиГ-23, прошли его зарубежные «сверстники», например, американский Р-111 и западноевропейский «Торнадо», немало повоевавший в недавней войне близ Персидского залива. Работать над проектом «Торнадо» начали в 1968 году компании «Мессершмитт — Белков — Блом» (ФРГ), «Бритиш эркрафт» (Великобритания) и итальянская ФИАТ. Объединив международные усилия, фирмы задались целью создать современный самолет, способный заменить устаревший Р-104 «Старфайтер». Его задачи — бои на высоте до 24 километров и на сверхмалой в несколько сот метров, разведка, поддержка наземных войск. «Торнадо» долго шел к серии — строить первые из почти 700 заказанных самолетов начали только в 1980 году. За океаном, в США, американские конкуренты европейцев, самолетостроители компании «Макдоннел — Дуглас» создали многоцелевой истребитель Р-15 «Игл», совершивший первый полет летом 1972 года. Стоит подробнее рассказать о возможностях этой машины, побудившей конструкторов многих стран, в том числе и СССР, принять вызов. Начиненный компьютерными устройствами, Р-1 5 сам следит за положением самолета в пространстве, скоростью, внезапными порывами ветра, исправляет ошибки пилота, а то и помимо его ведет машину. Вдобавок автоматика выбирает из множества целей важнейшую и «подсказывает» пилоту, когда следует открывать огонь. Создатели Р-15 отлично усвоили уроки вьетнамской войны, когда военные сетовали на сложность обслуживания современных истребителей-бомбардировщиков. Тогда, как писал журнал «Интеравиа», «70 процентов самолето-вылетов тактической авиации затрачивается на удары по наземным целям с малых высот в ходе непосредственной поддержки сухопутных войск и изоляции района боевых действий». Естественно, что боевые действия такого рода требовали быстрой реакции ВВС на запросы войск. Скоростные, но сложные машины, хотя и быстро добирались до целей во Вьетнаме, упускали момент из-за «холостого» простоя на земле. Именно по этой причине на задание по оперативной поддержке войск чаще, чем современные в те годы F-105 «Тандерчиф» и F-4 «Фантом», стартовал устаревший F-100 «Супер Сейбр». К боевому вылету его готовили гораздо быстрее. На подготовку к вылету современнейшего F-15 уходит вдвое меньше времени, чем на выпуск в воздух F-4 «Фантом». Вызов, брошенный американцами, приняли ведущие авиастроительные фирмы мира, в том числе—советские. Спасибо гласности, теперь и корифеи нашего самолетостроения рассказывают журналистам не об одних только победах советской конструкторской школы. Полную драматизма историю истребителя-перехватчика Су-27 рассказал корреспонденту «Крыльев Родины» Генеральный конструктор ОКБ имени П. О. Сухого Михаил Петрович Симонов. — С самого начала проектирования самолет Су-27 разрабатывался как истребитель-перехватчик без какой-либо возможности действий по наземным целям, В качестве отправной точки — «конкурента» — был выбран американский истребитель F-15 «Игл», Его данные были заложены в компьютер и проиграны в соревновании с нашей первоначальной моделью проектирования. Получили соотношение 1,35:1. В соответствии с принятой концепцией начали строить самолет Т-10. Это был первый в Советском Союзе «неустойчивый» самолет с электродистанционной системой управления. По западной терминологии — самолет с аэродинамикой, определяемой параметрами систем управления, или самолет с электронной устойчивостью. Первым таким самолетом был американский Р-16. В разработанную отделом аэродинамики нашего ОКБ совместно с ЦАГИ интегральную аэродинамическую схему было включено оживальное крыло с тупым наплывом и деформацией срединной поверхности. Летом 1977 года шеф-пилот нашего ОКБ Герой Советского Союза Владимир Сергеевич Ильюшин совершил на Т-10 первый полет, и начались испытания. Все шло хорошо, и, не дожидаясь окончательных результатов, заложили еще 10 машин... Сейчас уже трудно установить, откуда пошла ошибка,—то ли нас дезинформировали при анализе возможностей конкурента, то ли мы сами не поверили в достоверность о сообщаемых возможностях F-15, но однажды, трезво все взвесив и заложив в компьютер уточненные данные, получили обратное соотношение — проигрываем с результатом 1:1,35. Выполнив все пункты технического задания, мы сделали посредственную машину. Она не соответствовала мировому уровню ни по дальности, ни по маневренности. Нас очень поддержал тогда работавший заместителем министра Иван Степанович Силаев. При этом было полное непонимание со стороны министра В. А. Казакова, Но мы стояли на своих позициях твердо и к моменту решения вопроса были вооружены новой концепцией, возвращающей нас на исходные позиции превосходства над конкурентом. То есть у нас был готов проект нового самолета, хотя и под тем же названием. Укладывались мы и в сроки поставки его на вооружение... В результате, добавим к рассказу Генерального, когда американцы смоделировали на компьютере бои своих новейших истребителей с серийным Су-27, соперничать с ним на равных оказалось по силам машине следующего поколения, еще только создающейся... Летом 1988 года впервые за 40-летнюю историю авиасалонов в Фарнбюро в английском небе появился советский боевой самолет. Честь представить на международном авиасмотре советскую авиапромышленность была оказана фронтовому истребителю нового поколения МиГ-29. Даже в окружении таких образцов мирового авиастроения, как F-16C, F/A-18, «Торнадо», «Мираж-2000», «Рафаля», новый МиГ стал абсолютной звездой авиасалона. Тем более при блистательной демонстрации своих летных возможностей, устроенной «фирменными» испытателями Анатолием Квочуром и Романом Таскаевым. Авторитетный английский журнал «Флайт интернешнл» писал тогда: «Самой большой сенсацией был, без сомнения, показ самолета МиГ-29 с его замечательным скольжением на хвост, впечатляющим пролетом с большим углом атаки на малой скорости и захватывающим пролетом «на острие ножа» на большой скорости. В смысле искусства высшего пилотажа полеты были прекрасными...» Добавим: не только «в смысле искусства высшего пилотажа». По оценкам западных специалистов, МиГ-29, созданный на основе новейших достижений аэродинамики, из современных материалов, по совершенной технологии, принадлежит к передовым конструкциям. И что важно — в нем заложены резервы для совершенствования. Через год после дебюта в Фарнборо драматическое происшествие с МиГ-29 в Ле Бурже показало всему миру еще одно, доселе невидимое даже специалистам преимущество советской машины. На снимке, опубликованном уже упоминавшимся журналом «Флайт»,— леденящий душу момент: свечкой, носом вниз, в считанных метрах от земли, застыл пикирующий МиГ. Справа — катапультировавшийся за мгновение до взрыва Анатолий Квочур. Он спасся благодаря своей реакции и уникальным свойствам катапультируемого сиденья конструкции предприятия «Звезда» Генерального конструктора Гая Ильича Северина. Комментируя спасение Квочура в Ле Бурже, он сказал: «Сейчас наше кресло установлено практически на всех самолетах ВВС. Было уже более 300 катапультирований в реальной эксплуатации. И почти все пилоты были спасены. Из 100 мы спасаем 97, а раньше спасались 82—из тех, кто катапультировался. Важно также, что мы спасаем летчиков практически без травм. И возвращаем их в строй... Гораздо сложнее были проблемы, которые нам совместно со специалистами КБ А. С, Яковлева и ЛИИ пришлось решать при разработке системы для вертикально взлетающих машин... И впервые в мировой практике такая система была создана... Для сравнения: англичане, имеющие самолет такого же класса «Хэриер», но без системы автоматического катапультирования, загубили 100 процентов летчиков при авариях на режимах взлета и посадки. Никто не спасся. У нас спаслись все. Все! Это статистика...» Коль скоро речь зашла о палубной авиации — а самолет ОКБ имени А. С. Яковлева Як-38 в основном бортового базирования,— нельзя не рассказать об экспериментах с «оморячиванием» вполне сухопутных Су-27 и МиГ-29; о начавшихся в 1989 году полетах этих истребителей с борта тяжелого авианесущего крейсера «Адмирал Кузнецов» (бывший «Тбилиси»). Впервые стартовав с крейсера 1 ноября 1989 года, Виктор Пугачев, автор и исполнитель знаменитой фигуры высшего пилотажа «кобры Пугачева», принял в свой клуб «палубных» летчиков еще десять асов. Всего одиннадцать первоклассных пилотов из ОКБ имени Сухого и Микояна, Летно-исследовательского института, военные испытатели совершили к лету 1991 года около 90 взлетов-посадок. Больше всего — 55—их выпало на долю Су-27. Около 30 раз взлетал и садился на палубу МиГ-29. Однажды — учебно-тренировочный Су-25 УТГ, возможно прообраз нового самолета такого назначения, который позволит немногим пока «палубным» летчикам натаскивать армейских новичков. С полной нагрузкой действовало гигантское сооружение, имитирующее на земле, на базе авиации ВМФ в Саках (Крым) все главные элементы крейсера. На этом так называемом «блоке» рядовые морские пилоты готовились к взлетам-посадкам на реальном корабле. На самом же «Адмирале Кузнецове» их опытные коллеги отрабатывали непростую технику пилотирования сверхсовременного истребителя, взлетающего после всего лишь 105 метров разбега и садящегося на 220-метровую полосу. Условия посадки — жесткие, если не сказать жесточайшие. Корму, которая возвышается над водой на 16 метров, истребитель должен пройти на высоте 6 метров 40 сантиметров. Снижаясь по глиссаде в четыре градуса, пилот обязан выдерживать 11-градусный угол атаки. И приземлить, точнее, «припалубить» машину должен так, чтобы, крюк на ее хвосте, так называемый гак, зацепился за третий трос тормозящего механизма, натянутый поперек палубы. Всего, уточню, их четыре. Первый расположен в 40 метрах от кормы, три остальных — с интервалом в 12 метров друг от друга. По неофициальной шкале оценок, выставляемых летчику за точность посадки, высший бал — «пять» он получает, если гак цепляется именно за третий трос. Самым низким — «три» — оценивается срабатывание первого троса, что должно предостеречь пилота от слишком низкого захода на посадку, чреватого ударом в корму. Сцепление гака с четвертым тросом, оцениваемого баллом «четыре», нежелательно из-за возможного обрыва троса и малой длиной той части посадочной палубы, которая остается для немедленного взлета. Кстати, садится истребитель с двигателями, работающими на полной мощности,— на случай «аварийного» старта. Полеты на «Адмирале Кузнецове» проходили уже не только днем, но и ночью. Точность захода на посадку обеспечивают радиоэлектронная и оптическая система. Правильно подходя к кораблю, пилот должен видеть обращенные к нему лучи только одного, зеленого цвета. Появление в поле зрения желтого и красного сигналов свидетельствует: заход неудачный, Неожиданную проблему выявили первые же ночные старты. Как известно, взлетающий самолет проходит так называемый трамплин, изогнутую вверх часть взлетной палубы над самым носом корабля. Без видимых ориентиров, испытав мгновенную перегрузку на трамплине, летчик на мгновение терял ориентацию в пространстве, что, случалось, приводило к опасной просадке самолета. Сам Су-27 мало чем отличается по конструкции от базовой, сухопутной машины. Радикально переделано крыло, обретшее более мощную взлетно-посадочную механизацию. Добавлено так называемое переднее горизонтальное оперение, облегчающее балансировку истребителя сразу после взлета. Идет, как говорят в ОКБ им. Сухого, «оморячивание» сухопутного самолета—изменения в конструкции машины и в технологии его изготовления, дающие Су-27 устойчивость к разрушительному воздействию влажной и солевой окружающей среды. Я назвал уже марки самолетов, садившихся не «Адмирал Кузнецов». В западных изданиях промелькнуло сообщение и о модификации Су-27 с пилотами, расположенными рядом, как в кабине авиалайнера. Такой самолет, как мне сообщили в ОКБ, действительно есть. Это истребитель-бомбардировщик Су-27 ИБ. Его и в самом деле демонстрировали военному руководству в Саках, но к палубной авиации, к «Адмиралу Кузнецову» он отношения не имеет... Рассказывая о новейших истребителях, мы не касались пока такого немаловажного показателя современного самолета, как его стоимость. Между тем, опыт последних локальных войск заставил военных всего мира трезво оценить соблазнительные данные совершенных машин. Вот почему, заказывая промышленности авиатехнику, армия, ПВО, флот руководствуются принципом «цель должна оправдывать средства». Иначе говоря, не надо требовать от самолета для авиаподдержки наземных войск огромной скорости и потолка, от истребителя-перехватчика— мощного бронирования, а от вертикально взлетающей машины — дальности действия бомбардировщика. Увы, с прогрессом авиации летательные аппараты становятся все сложнее в проектировании, испытаниях, производстве, они непрерывно дорожают. Вот лишь несколько цифр. Стоимость истребителя СПАД времен первой мировой войны — 10242 доллара. «Лайтнинга» выпуска 1942 года — 134284, а «Сейбра» (1950 г.) — 218 460 долларов. «Фантом» (1962 г.) стоил уже более 2, а Р-111 с переменной стреловидностью крыла (1963 г) — почти 6 миллионов. Р-1 5 «Игл» (1972 г.) — 17 миллионов долларов. Изрядную лепту в стоимость новых самолетов вносит сложнейшее оборудование, которым насыщен любой современный истребитель, штурмовик или бомбардировщик. Существенно дороже истребителей стратегические (дальние) бомбардировщики. Американский В-1 и советские Ту-160 и Ту-22 М. На другом стоимостном «полюсе» — штурмовики, простые и надежные машины, сделанные, как говорится, без особых изысков. Начало современным штурмовикам положил американский Фэрчайлд Рипаблик А-10А «Тандерболт», проект которого победил на конкурсе 12 фирм в 1973 году. Машина, напоминающая формами и данными самолет второй мировой войны, развивает максимальную скорость всего в 700 км/ч, а крейсерскую — в 555 км/ч. Несет 30-мм семиствольную пушку и на 11 узлах внешней подвески—бомбы, ракеты, контейнеры с 23-мм пушками общим весом до 7258 кг. И все это при нормальной взлетной массе в 15 тонн и максимальной — свыше 11 тонн! Советский Су-25, неофициально прозванный «грачом», создан позже А-10А — в 1979 году. Благодаря большей тяговооруженности и мощной механизации крыла он скоростнее и маневреннее «Тандерболта». По рассказу Генерального конструктора М. П. Симонова, на Су-25 применили так называемый «комплекс живучести» — надежную защиту кабины, топливных баков, других важных систем, их дублирование. В результате потери летного состава «грачей» в Афганистане оказалась на порядок меньше, чем среди экипажей других летательных аппаратов, там применявшихся. Если живучесть штурмовика зависит от того, насколько удачно он увернется от обстрела или, в крайнем случае, как он держит удар, то новейшая технология «стелс», с которой все больше связывают будущее боевой авиации, основана на совершенно ином принципе. На невидимости машины для самых совершенных радиолокационных средств. Секрет «степс», тщательно скрывавшийся от посторонних ушей и глаз, приоткрылся в 1986 году, когда один из таинственных самолетов разбился в испытательном полете на территории калифорнийского заповедника. Хотя территория немедленно объявили закрытой зоной, журналисты дознались, остатки какого самолета догорали среди реликтовых секвой. Как выяснилось, первый полет Р-117А состоялся в 1981 году, а в 1983 году опытная машина достигла боеготовности. Первая в истории боевая «невидимка» представляет собой «летающее крыло» с размахом 13,2 метра. Радиолокационная малозаметность Р-117А основана на трех главных факторах. Первый — конструкция из радиопоглощающих материалов, которые снижают общий уровень отраженных сигналов. Второй фактор — геометрия самолета такова, что основные радиолокационные сигналы, облучающие «невидимку», отражаются вверх или вниз относительно вражеского радиолокатора. И, наконец, конфигурация F-117А такова, что его главные внешние элементы как бы концентрируют отраженные сигналы в нескольких узких секторах. Машина оснащена также лазерной системой скрытой связи между самолетами. Уже проходят летные испытания другие самолеты, построенные по технологии «стелс» — стратегической бомбардировщик В-2, истребители Локхид F-22 и Нортроп F-23. Важно, что эти машины будут обладать не только малой радиозаметностью, но и тактико-техническими данными, превосходящими, скажем, в маневренности, истребители F-15, А-16 и F-18... Какой быть боевой авиации будущего, например, наиболее быстро эволюционирующим истребителям? В одном из интервью Генеральный конструктор ОКБ имени А. М. Микояна Ростислав Аполлосович Беляков ответил на этот вопрос так; — Я бы не сказал, что прогнозировать легко. Ведь истребитель — это очень сложная техническая система. Его эффективность зависит от многих факторов, не говоря уже о летно-технических: скорости, высоте, маневренности, дальности, боевой нагрузке и так далее. А сможет ли истребитель себя защитить — немедленно сбить ракету, пущенную по нему? Или — на какую дальность сам ведет ракетный огонь? Может ли «видеть» землю в любую погоду, днем и ночью? Имеет ли систему предупреждения об атаке противника? Причем четко распознавать, кто облучает средствами РЛС — противник или свой? Опыт войны в Персидском заливе вновь ставит проблему эксплуатации истребителей на грунтовых аэродромах. Словом, боевую машину будущего определяют тенденции в политике, возможности научно-технического потенциала страны. Скажем, такая проблема, как стоимость машины. Я думаю, боевая задача должна решаться минимальными затратами с максимальной эффективностью. В этом направлении и работает ОКБ. Наш истребитель следующего поколения будет определяться также системой многих других факторов. Предположим, скорость у него не вырастет, зато существенно прибавится дальность полета. Причем с увеличенной боевой нагрузкой. Истребителю будущего важно иметь боевой потенциал, в три-четыре раза выше предыдущего. Безусловно, скорость истребителей также будет увеличиваться. Мы работаем сейчас и над этой проблемой. Но нужны новые виды топлива, к примеру, водород. Конечно, будущий «миг» изменит свои формы. Ведь сейчас большую роль играет так называемая проблема «незаметности» истребителя. Причем в оптическом, инфракрасном, радиолокационном диапазонах на больших дальностях... ...Прогнозы — коварная вещь. Пройдут годы, время и прогресс внесут свои поправки в долгосрочные перспективы, сделают явью нынешние разработки, снимут с повестки дня сегодняшние и завтрашние проблемы, поставят новые. Одно очевидно: авиация — динамичная, мгновенно реагирующая на все новое отрасль техники — и впредь останется ареной творческого и — верим — мирного состязания и сотрудничества исследователей различных направлений, инженеров, летчиков, рабочих, всех, кому мы обязаны удивительной возможностью летать, вопреки силе земного притяжения. ------------------------------------------------------------ Литература: |
|
|