Авиация и Время 2016 № 04 (154)
Шрифт:
«Старфайтер» и МиГ-21 были ровесниками, оказавшимися в зредовых рядах противостояния периода «холодной войны». Пытаясь выяснить, какой из этих двух самолетов лучший, идти путем прямого сопоставления их технических характеристик йыло бы неверно. Ведь оба истребителя выполняли достаточно широкий круг боевых задач, и если один самолет по какому-то важному параметру имел превосходство, то это еще ничего не означает. Вполне возможно, что таких характеристик ему вполне хватало для выполнения задачи.
Начнем с двигателей. Проектируя ТРД, американские и советские конструкторы увеличивали тягу своих изделий путем повышения степени сжатия воздуха в компрессоре.
Александр Микулин пошел абсолютно другим путем. На своем АМ-11 он применил так называемый сверхзвуковой компрессор. В нем, благодаря специальному профилю лопаток, воздушный поток между ними двигался быстрее скорости звука. Ступеней у него всего 6 (первые 4 сверхзвуковые), но при этом Микулину удалось добиться степени сжатия 8,6, сделав двигатель меньше и легче американского. Однако и у ТРД Микулина были серьезные недостатки. От сверхзвукового компрессора очень трудно добиться устойчивой работы. Кроме того, его лопатки подвергались сильным нагрузкам, и даже небольшие забоины могли привести к их разрушению.
Совершенно разными путями пошли конструкторы как в вопросе обеспечения устойчивости работы двигателя, так и в борьбе с помпажом. У J79 для устойчивости работы применялись поворотные направляющие лопатки компрессора. Это очень сложная и дорогая система. На двигателе Микулина был применен двухкаскадный компрессор, который не требовал каких-либо особых устройств. Все регулирование обеспечивало вращение роторов низкого и высокого давления с разными скоростями.
В целом, более совершенным считается тот двигатель, у которого заданная тяга достигается при минимальных массе и расходах топлива и воздуха. Причем каждый лишний килограмм массы двигателя вызывает увеличение массы самолета примерно на 3 кг. Конструктивный уровень совершенства двигателя можно определить по его удельной массе — отношению массы к максимальной тяге. Чем она меньше, тем лучше. Как видно из таблицы, лучшим получается двигатель А. Микулина.
Для обслуживания двигателя и гидросистемы у МиГ-21 было предусмотрено более десятка лючков небольшой площади, что затрудняло работу техников. Доступ к двигателю и элементам гидросистемы у F-104 был проще. Снизу фюзеляжа американского истребителя стояла большая откидная панель, на внутренней поверхности которой размещалась значительная часть гидравлики.
Размеры силовой установки и требования по дальности полета во многом определили габаритные размеры самолетов. Оба истребителя имели цилиндрический фюзеляж с большим удлинением, среднерасположенное крыло и однокилевое оперение. Именно такой вид летательного аппарата обеспечивал низкое лобовое сопротивление и выход на большие скорости.
Верхнее расположение стабилизатора на F-104 (работал как концевая шайба) позволило поставить на самолет небольшой киль, площадью 3,6 м^2, площадь же киля у МиГ-21 ПФ больше — 4,45 м^2.
На обоих самолетах не использовалось так называемое «правило площадей». В СССР в то время оно было еще неизвестно, а Джонсон отказался от «правила» сознательно, ведь на его самолете стояло очень тонкое крыло, которое практически не нарушало распределения площадей поперечных сечений.
F-104C
F-104C из 436-й эскадрильи. Вьетнам, авиабаза Дананг, 1965 г.
Дананг стал передовой базой «Старфайтеров». На переднем плане: F-104C и легкий самолет «Бичкрафт 18». В глубине — транспортный вертолет Н-34 и ударный самолет А-3
Сравнительные характеристики ТРД самолетов F-104A и МиГ-21Ф
Параметр
J79-GE-3B
АМ-11 (Р11Ф-300)
Число ступеней турбины
3
2
Длина, м
5,3
4,66
Диаметр, м
0,993
0,906
Масса, кг
1750
1040
Макс, тяга, кгс
4358
4200
Тяга на форсаже, кгс
6719
5110
Расход воздуха, кг/с
72,6
64,5
Температура газов перед турбиной, "С
954
902
Удельный расходтопл., кг/кгс.ч
0,9/1,965*
0,94/1,96*
Удельная масса кг/кгс
0,4
0,25
* Крейсерский/форсированный режим.
Таким образом, можно говорить о некоем едином подходе к проектированию у Джонсона и Микояна. Преодоление звукового барьера и дальнейший разгон у их самолетов производились только за счет большой тяги силовой установки, что негативным образом отражалось на расходе топлива и ресурсе двигателей.
По максимальному аэродинамическому качеству F-104А незначительно превосходил МиГ-21: 8,25 против 8. Так что оба истребителя очень похожи по аэродинамическим характеристикам. Конечно, подъемная сила крыла у F-104 была меньше, но этот недостаток компенсировался существенно меньшим лобовым сопротивлением и системой СПС.
Еще один важный параметр конструктивного совершенства самолета — плотность компоновки (отношение массы планера к его объему). У «Старфайтера» он составляет 310 кг/м^3, тогда как у МиГ-21 — только 200 кг/м^3. Худший показатель «МиГа» объясняется его лобовым воздухозаборником и воздушным каналом, который прошивал весь фюзеляж, съедая и без того его небольшой полезный объем.
Проигрывает «МиГ» и по относительному объему топливных баков (отношение их объема к объему самолета): около 0,11 против 0,17. По этому показателю «Старфайтер» превосходит даже истребитель следующего поколения МиГ-23 (0,15).
На F-104A и МиГ-21ПФ заправка топливных баков производилась при помощи пистолета через несколько заправочных горловин, что усложняло и затягивало процесс, а также могло послужить причиной попадания в баки посторонних предметов. На F-104C этот недостаток устранили, применив централизованную систему заправки.