АиВ плюс F-15 и Су-27 История создания, применения и сравнительный анализ
Шрифт:
Кстати, изучая таблицы, всегда нужно помнить, что в современном мире самолет – это товар, а цифры в таблицах – его реклама, поэтому они всегда дают несколько более оптимистичную картину. Конечно, никаких сомнений в порядочности уважаемых самолетостроительных фирм быть не должно. Этим цифрам можно верить на сто процентов. Надо только знать, что они обозначают на самом деле. Например, указывается максиметьная скорость истребителя. Но при этом умалчивается, что скорость эта была достигнута на специально подготовленном экземпляре, как правило, без внешних подвесок и с минимальным запасом топлива, пилотируемом летчиком- испытателем наивысшей квалификации в ходе специально организованного полета. А какую скорость разовьет строевая машина этого типа после 10 лет эксплуатации, с вооружением и баком на внешней подвеске, под управлением молодого лейтенанта, если двигатели уже прошли два ремонта, а в баки залит керосин не высшего сорта? Таких данных в
Эти замечания общего характера призваны дать представление о том, сколь трудна и неблагодарна задача сравнения ЛА по их официальным характеристикам. Другое дело – анализировать реальные воздушные бои с участием самолетов- конкурентов в ходе военных конфликтов. В этом случае картина получается близкой к действительности. Но и тут важную роль играют такие не имеющие непосредственного отношения к ЛА факторы, как квалификация пилотов, степень их решимости сражаться, качество работы обеспечивающих служб и т. п. Между «Сухими» и «Иглами» реальных боев пока не было, но, к нашей радости, эти самолеты все же несколько раз встречались в небе в ходе различного рода учебных поединков. Происходило это во время взаимных визитов летчиков России, Украины, Индии и США.
Первый такой визит состоялся в августе 1992 г., когда авиабазу Лэнгли (шт. Вирджиния), где базируется 1-е тактическое истребительное авиакрыло ВВС США, вооруженное тогда F-15C/D, посетили летчики липецкого Центра боевого применения и переучивания летного состава ВВС России: генерал-майор Н. Чага, полковник А. Харчевский и майор Е. Ка- рабасов. Они прилетели на двух строевых Су-27УБ, группа сопровождения прибыла на Ил-76. После дружеской встречи и непродолжительного отдыха Е. Карабасов предложил провести показательный воздушный бой непосредственно над аэродромом Лэнгли в присутствии зрителей. Однако американцы не дали согласия на это слишком милитаристское, по их мнению, шоу. Взамен они предложили провести «совместное маневрирование» в пилотажной зоне над океаном (200 км от берега). По сценарию, сначала F-15D должен был уйти от преследования Су-27УБ, затем самолетам следовало поменяться местами, и уже «Сухой» должен был «сбросить с хвоста» «Игл». В передней кабине Су-27УБ находился Е. Карабасов, в задней – американский летчик. Для наблюдения за ходом поединка вылетел F-15C.
По команде о начале совместного маневрирования «Игл», включив полный форсаж, сразу же попытался оторваться от Су-27УБ, но это оказалось невозможным: используя лишь режим минимального форсажа и максимальную бесфорсажную тягу, Е. Карабасов без труда «висел на хвосте» американца. При этом угол атаки Су-27УБ ни разу не превысил 18*. Как мы помним, в строевых частях угол атаки на Су-27 ограничен 26', то есть в том поединке российский пилот не просто уверенно держал в прицеле F-15D, но у него еще оставался солидный запас по располагаемой перегрузке! После того, как самолеты поменялись местами, Е. Карабасов перевел РУД на полный форсаж и стал уходить от F-15D с энергичным разворотом и набором высоты. «Игл» потянулся следом, но сразу же отстал. Через полтора разворота Су-27УБ вышел в хвост F-15, однако российский летчик ошибся и «сбил» не F-15D, а летевший сзади наблюдатель F-15C. Осознав ошибку, он вскоре поймал в прицел двухместный «Игл». Все дальнейшие попытки американского пилота избавиться от преследования ни к чему не привели. На этом «воздушный бой» закончился.
Итак, в ближнем маневренном бою Су-27 убедительно продемонстрировал полное превосходство над F-15 благодаря меньшим радиусам виражей, большим скорости крена и скороподъемности, лучшим разгонным характеристикам. Заметьте: не максимальная скорость и другие подобные параметры обеспечили эти преимущества, но иные показатели, более глубоко характеризующие ЛА. По словам А. Харчевского, причины столь явной победы Су-27 заключаются в его высокой тяговооруженности: российский самолет набирал скорость по восходящей траектории быстрее, чем F-15. Последнему надо было сначала сделать своеобразную «ступеньку» – пролететь немного по горизонтали, чтобы набрать скорость, а уже затем начать набор высоты. Этим и воспользовались российские летчики, не давая американцам времени для горизонтальных разгонов, сразу увлекали их в вертикальный маневр.
Попробуем более глубоко проанализировать эту версию – рассчитаем тяговооруженность истребителей в том вылете. Поскольку тяга двигателей известна, для этого нам остается прикинуть лишь веса самолетов. Для F-15D: 13240 кгс – вес пустого; плюс 290 кгс – вес снаряжения, включая двух летчиков; плюс 6600 кгс – вес расходуемого топлива (на полет в пилотажную зону и назад с резервом дальности 25%, маневрирование в течение получаса, из них 5 минут на режиме полного форсажа); плюс 150 кгс – вес конструкции ПТБ, т. к. потребное количество топлива превышает вместимость внутренних баков; итого без боевой нагрузки (снарядов к пушке и ракет) взлетный вес F-15D составлял примерно 20330 кгс. На момент начала «совместного маневрирования» ввиду расхода топлива полетный вес уменьшился примерно до 19400 кгс. При определении соответствующих величин для Су-27УБ будем исходить из того, что вес пустого самолета равен 17500 кгс, как это указывается во многих публикациях. Проведя аналогичный расчет для «Сухого», получаем его взлетный вес 24200 кгс, а вес к начешу «боя» – около 23100 кгс.
Если теперь разделить табличные значения тяги двигателей на полученные веса, то легко увидеть, что в начале поединка тяговооруженность Су-27УБ у земли на режиме полного форсажа равнялась 1,08, a F-15D – 1,11, то есть у «Игла» она была больше. Так что версия Харчевского не выдерживает критики. Дело в другом – тяга, приходящаяся на 1 м2 миделе- вого сечения самолета, у Су-27 почти на 20% больше, чем у «Игла» (соответственно, 6330 кгс/мг и 5300 кгс/м2 ). В сочетании с лучшей приемистостью двигателя АЛ-31Ф это и обеспечивает преимущество в разгонных характеристиках. По словам Дэвида Норта, заместителя главного редактора журнала Aviation Week amp; Space Technology, совершившего на Су-27УБ ознакомительный полет на авиасалоне «Фарнборо-90», разгон русского истребителя с 600 км/ч до 1000 км/ч на полном форсаже занимает всего 10 секунд. В своем репортаже Норт особо отмечает хорошую приемистость двигателей «Сухого».
Известно, что степень маневренности самолета численно выражается величиной располагаемой перегрузки, т. е. отношением максимальной развиваемой самолетом подъемной силы к его весу в данный момент. Как мы помним, максимальные располагаемые перегрузки у Су-27 и F-15 равны. Тем не менее, в описанных событиях «Сухой» демонстрировал постоянное преимущество именно в маневре. Значит, дело не в абсолютной величине перегрузки, а в чем-то другом, например, во времени ее достижения. А время это зависит от эффективности, с которой самолет той или иной аэродинамической компоновки способен генерировать подъемную силу. В отличие от конкурента, Су-27 выполнен по интегральной схеме, при которой фюзеляж и крыло образуют единую несущую систему, что обеспечивает высокие значения коэффициента подъемной силы на маневре и низкое сопротивление, особенно на транс- и сверхзвуковых скоростях. Кроме того, интегральная компоновка, характеризующаяся плавным переходом фюзеляжа в крыло, по сравнению с традиционной компоновкой, обеспечивает значительно больший объем внутренних топливных баков и позволяет отказаться от применения ПТБ. Это также положительно сказывается на аэродинамическом качестве Су-27.
Положительные стороны интегральной компоновки «Сухого» значительно усилены ее тщательной отработкой. Так, заостренные корневые наплывы Су-27, в отличие от затупленных наплывов F-15, не только создают положительное приращение несущих свойств на углах атаки больше 10', но и обеспечивают уменьшение пульсации давления на верхней поверхности крыла, которая вызывает тряску самолета и ограничивает его маневренные возможности. Важная особенность Су-27 – крыло с деформированной серединной поверхностью, придающее ему характерный «змееобразный» облик. Это крыло «настроено» на обеспечение максимального аэродинамического качества в середине области маневрирования в ближнем бою. На этих режимах качество деформированного крыла в 1,5 раза превышает качество плоского крыла, причем выигрыш имеет место в довольно широком диапазоне углов атаки. Что же касается максимального аэродинамического качества самолета в целом, то известно, что при М=0,9 качество F-15А может достигать максимум 10, а Су-27 -11,6, что является рекордным показателем для истребителей четвертого поколения. Таким образом, аэродинамическая компоновка Су-27 обеспечивает не только возрастание подъемной силы, но и снижение сопротивления, что положительно влияет на разгонные характеристики самолета.
Хочется еще раз подчеркнуть, что лучшие маневренные характеристики Су-27 по сравнению с F-15 достигнуты за счет лучшей аэродинамической компоновки, а не снижением нагрузки на несущую площадь. Это доказывают простые вычисления удельной нагрузки на несущую поверхность (ввиду того, что для обоих самолетов фюзеляж и оперение играют существенную роль в создании подъемной силы, полетный вес будем относить не к площади крыла, а ко всей площади их плановых проекций, которые вычислим по приведенным в книге чертежам). Получаем, что в начале поединка нагрузка на плановую проекцию Су-27УБ составляла 220 кгс/м2 , a F-15D – 205 кгс/м2 , то есть практически столько же (разница порядка погрешности вычислений).