Авиация и космонавтика 2013 01
Шрифт:
Одним из важных решений стал выбор базового профиля крыла. К нему предъявлялись довольно противоречивые требования: с одной стороны, необходимо было обеспечить высокий уровень Судоп и максимального качества Ктах на дозвуке, а с другой стороны – приемлемые скоростные характеристики на сверхзвуке. Поэтому, как и все остальные решения, выбор профиля неизбежно нес в себе элементы компромисса. После совместного обсуждения проблемы, специалисты ЦАГИ согласились с предложением ОКБ об использовании на Т-10 острых профилей и предложили для реализации профиль «П-44», сравнительно недавно отработанный в институте группой ученых во главе с Я.М. Серебрийским. От ранее использовавшихся профилей он отличался более заостренной носовой частью с меньшим радиусом скругления, и, значит, обещал, улучшение характеристик на сверхзвуке. В компоновочном плане для Т-10 в ЦАГИ предлагали использовать трапециевидное крыло умеренной стреловидности с механизацией
Другим важным вопросом для интегральной компоновки являлся выбор схемы и параметров входных и выходных устройств двигателей и их размещение на самолете. К примеру, для обеспечения минимальных потерь во входном тракте очень важно было правильно выбрать место установки воздухозаборников по отношению к передней кромке наплыва, а для исключения взаимовлияния заборников друг на друга и минимизации интерференционных потерь от размещения гондол под несущим корпусом – величину разноса воздухозаборников и мотогондол по размаху крыла. Сходные задачи решались и при компоновке выходных устройств, при этом, для минимизации потерь эффективной тяги оптимизировалось место размещения, форма, и схема регулирования сопел двигателей. В ОКБ это направление работ традиционно возглавлял И.Б. Мовчановский, в то время – начальник одной из бригад отдела аэродинамики. Он и специалисты его бригады З.Е. Ботвинник и К.М. Шейнман своими рекомендациями внесли существенный вклад в формирование оптимальных характеристик интегральной схемы самолета.
В целом, при проведении работ по теме Т-10, 1970 год стал для ОКБ временем формирования концепции нового истребителя. О С. Самойлович, который получил от П.О. Сухого соответствующие полномочия, неоднократно устраивал по этому поводу совещания, на которые приглашал в качестве экспертов ведущих специалистов из 30 ЦНИИ МО, НТК ВВС и НИИАС. На них обсуждались различные вопросы по облику будущего перспективного истребителя. К работам постепенно привлекался и все более широкий круг конструкторов ОКБ, в том числе, и из других отделов, но пока, в основном, в качестве консультантов по тем или иным вопросам. В результате, к моменту, когда в марте 1971 ОКБ было дано официальное задание на разработку аванпроекта ПФИ, ОКБ пришло «не с пустыми руками».
В апреле, после получения от военных ТТЗ, пришлось несколько уменьшить размерность проектируемого самолета. Если первоначально рассматривалась машина с нормальной взлетной массой порядка 22 т, то теперь эта величина была ограничена 18 т, соответственно пришлось скорректировать и геометрические размеры самолета. Весной 1971 года в 100-м отделе была выпущена уточненная директивная документация, предназначенная для разработки проекта: в начале мая П.О. Сухой подписал чертеж общего вида, а к концу месяца В.И. Антонов подготовил компоновочную схему самолета Т-10. 25 мая 1971 года Генеральный конструктор утвердил ее с формулировкой: «Для разработки аванпроекта».
Что представлял собой проект Су-27 на этом этапе работ?
Самолет имел длину 18,41 м, размах крыла 12,8 м и высоту на стоянке 5,22 м. Площадь базового крыла составляла 48,24 м^2 , площадь несущего корпуса (с учетом наплывов) – 72,34 м^2 .
Технологически планер самолета делился на следующие основные агрегаты: фюзеляж, консоли крыла и оперение. Фюзеляж состоял из головной (ГЧФ), средней (СЧФ) и хвостовой частей фюзеляжа (ХЧФ), а также воздухозаборников. В ГЧФ были закомпонованы РЛС, кабина экипажа, ниша передней опоры шасси и отсеки оборудования. В СЧФ размещались 4 основных топливных бака-отсека, ниши основных опор шасси и средние части гондол двигателей с воздушными каналами. ХЧФ включала мотоотсеки двигателей и центральную балку с отсеками самолетного оборудования. Встроенная пушка ТКБ-645 устанавливалась в нижней части закабинного отсека оборудования. Она монтировалась на лафетной установке в едином блоке вместе с патронным ящиком, вместимостью 300 патронов, для обслуживания этот блок опускался вниз на тросах. В нижней части СЧФ между гондолами двигателей предусматривалось размещение отсека для коммуникаций, а в законцовке ХЧФ – установка тормозных щитков и контейнера тормозного парашюта.
Консоли крыла – оживальной в плане формы. Вместе с корневым и концевым наплывами, они формировали единую несущую систему, набранную из профилей типа П- 44М, с переменной по размаху крыла стреловидностью от 82°до 45°, с деформацией срединной поверхности, и переменными по размаху консоли углами крутки и отгиба носка. По конструкции консоли крыла – балочного типа, в корневой части каждой консоли предусматривалось размещение т.н. резервного топливного бака, увеличивающего емкость топливной системы при перегоне. Механизация крыла предусматривала только двухсекционный двухщелевой выдвижной закрылок. Элероны отсутствовали, управление самолета по крену предусматривалось осуществлять при помощи т.н. «кренеров» – специальных органов управления, представляющих собой поворотные аэродинамические поверхности, устанавливаемые по 4 шт. сверху на консолях крыла. Этот элемент механизации Т-10 «унаследовал» от своего «родителя» – бомбардировщика Т-4МС.
Оперение включало 2 консоли цельноповоротного горизонтального оперения (ЦПГО) на боковых поверхностях гондол, 2 киля, устанавливаемых на верхней поверхности мотогондол с развалом каждой консоли во внешнюю сторону под углом 20° и 2 аэродинамических гребня на нижней поверхности гондол.
Шасси – т.н. «квазивелосипедной» схемы. Передняя опора убиралась назад по потоку в нишу в закабинном отсеке. Основные опоры шасси крепились под центропланом и представляли собой две стойки, оснащенные тележками с продольным расположением колес. Уборка стоек осуществлялась в нишу фюзеляжа, назад по потоку, с разворотом тележек на 180°. Все три стойки оснащались колесами единого типоразмера – 840x300 мм. База шасси – 8,25 м, колея – 1,65 м. Дополнительные подкрыльевые стойки шасси на чертеже отсутствовали, необходимость их установки решено было определить в аванпроекте.
Общий вид Т-10/1, май 1971 года (2-я редакцияj
Компоновочная схема Т10/1, май 1971 года (2-я редакция)
Двигатели – гипотетические, т.к. в отношении выбора конкретного образца ясности пока не было. Для проработки компоновки силовой установки был использован условный габаритный чертеж двигателя, скомпонованного исходя из заданного уровня тяги и усредненных удельных характеристик ТРДДФ сходной размерности (длина от переднего фланца до среза реактивного сопла – 4360 мм, диаметр входа по внутреннему контуру – 870 мм). Величина форсажной тяги двигателя 10400 кг была определена исходя из весовой размерности самолета и заданного уровня тяговоруженности. При этом геометрия обводов и габаритных размеров предполагала установку двигателя с т.н. «выносной» коробкой агрегатов, устанавливаемой в нижней части мотогондолы, впереди двигателя. Это было сделано для снижения площадей поперечных сечений гондол и уменьшения миделя самолета.
Под фюзеляжем размещались 2 изолированные мотогондолы, разнесенные в стороны на расстояние, превышающее 2 калибра. Воздухозаборники двигателей – прямоугольного сечения, управляемые, с верхним горизонтальным расположением поверхности торможения. Для предотвращения попадания заторможенного пограничного слоя от несущего корпуса на вход воздухозаборника, он был отодвинут от нижней поверхности фюзеляжа, и здесь была образована щель для слива погранслоя. Форма клина слива выбиралась исходя из условия минимизации сопротивления. Длина воздушного канала соответствовала 5 калибрам, что обещало приемлемые характеристики стабильности потока на входе в двигатель. Для защиты двигателя от попадания посторонних предметов, на нижней обечайке воздухозаборника предусматривалась установка выдвижной штанги с системой струйной защиты, с использованием в качестве рабочего тела воздуха, отбираемого от компрессора двигателя. Съем двигателей предусматривался выкаткой назад. Запас топлива во внутренних баках при нормальной взлетной массе – 5000 кг, при полной заправке, с учетом резервного топливного бака – 6360 кг.
Для размещения вооружения предусматривались 8 точек подвески – по 3 под каждой консолью крыла, и 2 т.н. «тангенциальных» точки, устанавливавшихся на внешних углах гондол. В качестве основного ракетного вооружения на самолете рассматривалась подвеска УР типа К-25 и К-60.
Интересен следующий факт: в 1971 году в ОКБ началась параллельная проработка еще одного варианта компоновки перспективного истребителя. Эта работа выполнялась в бригаде 100-2 и была поддержана начальником отдела проектов О.С. Самойловичем, а позднее официально утверждена Генеральным конструктором в качестве альтернативного варианта компоновки. Одним из доводов, которым в данном случае руководствовался П О. Сухой, являлось желание объективно оценить достоинства и недостатки основного варианта, в качестве которого рассматривалась интегральная схема, путем сравнения его с вариантом традиционной компоновки.