Владимир Ильин - АиВ плюс F-15 и Су-27 История создания, применения и сравнительный анализ

В 1971 г., как только процесс согласования требований к ПФИ завершился, министерство официально объявило конкурс на создание нового истребителя. ОКБ А.И. Микояна подготовило проект МиГ-29, А.С. Яковлева – Як-47, а истребитель П О. Сухого, представляемый как в исходном варианте Т10-1, так и в варианте Т10-2, получил наименование Су-27. В середине 1972 г. итоги конкурса подвели и победителем объявили проект Т10-1.

Эскизное проектирование ПФИ было поручено бригаде Л. И. Бондаренко, но к тематике постепенно подключались другие подразделения. Главным конструктором по самолету стал Н.С. Черняков, а на уровне руководства тему курировал первый зам Сухого Е.А. Иванов. Работа началась с углубленного анализа уже существовавших схем истребителя и создания новых, в большей или меньшей степени отражавших влияние ЦАГИ. За короткое время было выполнено столько вариантов общего вида, что Т-10 получил прозвище «самолет изменяемой компоновки». Каждый из вариантов просчитывался, из них выбирались лучшие и продувались в аэродинамических трубах. Круг поиска постепенно сужался, пока не замкнулся на компоновке, напоминавшей первый общий вид образца 1970 г., но все же представлявшей собой компромиссное решение.

Опытный самолет Т10-1 перед началом заводских испытаний

Самолет Т10-1 в первом полете и на стоянке аэродрома ЛИИ

Основными направлениями исследований были: определение оптимальной геометрии корневых наплывов, компоновка оперения, обеспечивающего заданные характеристики устойчивости на всех режимах полета, поиск путей дальнейшего повышения маневренности. Одним из таких путей стало деформирование срединной поверхности крыла, что позволило значительно повысить не только подъемную силу, но и аэродинамическое качество. Так, на основных режимах боевого маневрирования качество деформированного крыла с наплывом в 1,5 раза превысило показатель традиционного крыла. Применение средств механизации крыла еще более улучшило несущие свойства. При этом пришлось разрабатывать систему управления механизацией, способную выбирать углы ее отклонения в зависимости от меняющихся условий полета. Сознательное использование вихревой системы, генерируемой наплывами, дало возможность летать на невиданных ранее углах атаки. Однако при достижении больших углов давление в вихрях начинает пульсировать, и возникает тряска, при которой истребитель еще не сваливается, но летчик уже не может выполнять прицельную стрельбу. Поэтому в ходе проектирования маневренного самолета необходимо точно знать границы возникновения тряски, затянуть ее начало и ограничить интенсивность. Решить эту сложнейшую задачу позволила серия модельных экспериментов, для которых использовалась аэродинамическая труба Т-203 в СибНИИА.

Статически неустойчивая компоновка потребовала очень сложной системы дистанционного управления (СДУ), все функции которой сразу реализовать не удалось. Тогда задачу попытались упростить, отказавшись от механизации передней кромки, а функции флаперонов (установка которых предусматривалась ранее) разделив между элеронами и закрылками. СДУ самолета Т-10 прошла опережающую отработку на летающей лаборатории «100ЛДУ», основой которой послужил Су-7У. Под влиянием ЦАГИ относительная толщина наплывов была уменьшена, а площадь – увеличена. Это привело к значительно более выраженной носовой части фюзеляжа. В таком виде было решено строить первый опытный Су-27.

Свой путь преобразований проходили двигатели, бортовое оборудование, вооружение. Довольно скоро выяснилось, что принятые в качестве исходных характеристики этих составляющих авиационного комплекса слишком оптимистичны. Для Су-27 были выбраны ТРДДФ АЛ-31Ф, которые проектировались в МКБ «Сатурн» бригадой В.К. Кобченко под общим руководством A.M. Люльки. Аванпроект предусматривал создание не только мощного и экономичного, но компактного и легкого высокотемпературного двигателя с монокристаллическими неохлаждаемыми лопатками турбины. С учетом предполагаемого расширения режимов полета в трансзвуковой зоне требовалось значительно повысить запас его газодинамической устойчивости. Однако тогда в СССР опыта создания форсажных двухконтурных двигателей еще не было, и конструкторы АЛ-31Ф частенько «оглядывались» на двигатель F100-PW-100 самолета F-15. Именно под влиянием информации о нем в АЛ-31Ф добавили дополнительную ступень компрессора низкого давления, в результате размеры и масса двигателя возросли. Монокристаллические лопатки создать также не удалось, пришлось отбирать от компрессора воздух на охлаждение обычных, что увеличило расход топлива.

Состав радиоэлектронного оборудования Т-10 от истребителей предыдущего поколения отличался существенно. Так, впервые в мировой практике его прицельное оборудование, как и оборудование МиГ-29, должно было состоять из двух взаимодополняющих каналов – радиолокационного и оптико- электронного. Разработка нового радиолокатора для прицельного комплекса РЛПК-27 была задана постановлением Правительства в 1976 г. и предусматривала создание станции, превосходящей РЛС AN/APG-63 истребителя F-15A. Радиолокатор «Меч» задумывался Главным конструктором НИИ приборостроения В.К. Гришиным как уменьшенный вариант станции «Заслон» перехватчика МиГ-31 с электронным сканированием в двух плоскостях. Но трудности с самим «Заслоном» привели к тому, что НИИП потерял самостоятельность, влившись во вновь образованное НПО «Фазотрон», а идеологию станции упростили. От электронного сканирования в двух плоскостях отказались, перейдя на механическое по азимуту. В таком варианте и была построена РЛС Н001 «Меч», однако злоключения на этом не закончились.

Двигатель АЛ-31ФН

Когда министром обороны стал Д.Ф.Устинов, больше внимания стало уделяться унификации вооружения и его систем с целью экономии средств. Среди прочего было запланировано привести к единым стандартам частотные диапазоны, в которых работали РЛС ВВС и ПВО с тем, чтобы в перспективе создать единый бортовой локатор, который с небольшими изменениями мог бы ставиться на все типы самолетов, а также унифицировать наземные станции наведения. Это, в частности, позволило бы уйти и от того, что в ВВС применялись одни ракеты «воздух-воздух», а в ВВС – другие. Преимущества унификации были очевидны, но чей частотный диапазон выбрать – применяемый в ПВО 3-сантиметровый или 2-см, используемый ВВС? НИИ авиационных систем рекомендовал оставить в качестве стандартного 2-см локатор, разрабатываемый для МиГ-29, который имел лучший энергетический потенциал и более высокую разрешающую способность. На волну длиной 3 см был настроен и локатор самолета F-15, специалисты НИИ АС предвидели неприятности и в этом (хотя, забегая вперед, скажем, что проблемы здесь оказались не у нас, а у американцев). Но в 3-см диапазоне работали системы наведения перехватчиков ПВО, они дорого стоили и имелись в большом количестве. Очевидно, именно это стало главным аргументом в пользу единой 3-см РЛС.