Мир Авиации 2003 01
Шрифт:
СМ-30
Извечной проблемой самолетов с момента их появления является рост взлетных и посадочных скоростей, а, следовательно, и длин аэродромов, неизбежно следующий за попытками увеличить максимальную скорость полета. Время от времени предпринимаются попытки если не победить, то хотя бы как-то бороться с этой тенденцией. Как известно, для сокращения длины разбега на боевых самолетах применяют пороховые ускорители, а для уменьшения длины пробега – тормозные парашюты. Правда, ускорители –
Одним из перспективных направлений повышения ЛТХ (летно-технических характеристик) самолетов ЦАГИ видел применение ЭСУПС (энергетических систем увеличения подъемной силы). Этим эффектом занимался еще известный ученый-аэродинамик И.В.Остославский. С помощью отбора воздуха от компрессора реактивного двигателя и выдува его через профилированные щели можно реализовать на крыле эффект суперциркуляции. Это позволяет достичь значений коэффициента подъемной силы, существенно больших, чем обеспечиваемые традиционными схемами взлетно-посадочной механизации. ЭСУПС одновременно улучшала и взлетные и посадочные характеристики самолетов.
Кроме теоретического задела ЦАГИ по этому направлению у нас в стране имелся лишь небольшой опыт использования струйной механизации. С 1964 года на серийных истребителях МиГ-21, начиная с модификации МиГ-21ПФМ, устанавливалась система сдува пограничного слоя (СПС) закрылков. Несколько позже подобной системой начали оснащать и перехватчики Су-15. На самолете Ан-72, совершившем первый вылет в 1977 году, антоновцы пытались получить прирост подъемной силы на взлете-посадке за счет обдувки участков верхней поверхности крыла струями реактивных двигателей. На самом же деле авиационная наука могла предложить конструкторам значительно больше вариантов такой механизации.
Применение ЭСУПС при сохранении взлетно-посадочных и маневренных характеристик позволяло уменьшить площадь крыла истребителя, что увеличивало его максимальную скорость. Штурмовикам такая система давала возможность базирования на небольших площадках вблизи линии фронта.
Кроме того, виделось использование ЭСУПС и в палубной авиации. В начале 80-х годов в нашей стране были развернуты работы по строительству авианосных кораблей нового поколения. Советский военно-морской флот, наконец-то, должен был получить полноценные авианосцы, вооруженные истребителями и штурмовиками горизонтального взлета с серьезными боевыми возможностями. Использовавшиеся до этого на авианесущих крейсерах вертикально взлетающие Яки, по меткому выражению, «были способны нести на своих крыльях только собственные звезды».
Параллельно с постройкой кораблей создавались палубные самолеты. В 1983 году в ОКБ Сухого и Микояна шла работа по эскизным проектам палубных истребителей Су-27К и МиГ-29К. Их высокая тяговооруженность, равная и даже несколько превышающая единицу, делала возможным старт с палубы без использования паровой катапульты, как это имеет место на большинстве зарубежных авианосцев. Но отказ от оснащения кораблей катапультой требовал како- го-то иного решения для осуществления взлета ударных самолетов, не обладающих столь высокой тяговооруженностью, как истребители. Одним из наиболее перспективных вариантов обеспечения бескатапультного взлета с короткой дистанции являлась энергетическая механизация крыла. Сложность проблемы заключалась в том, что эффект ЭСУПС не мог быть исследован в аэродинамических трубах на уменьшенных моделях. В этом случае основной изучаемый элемент энергетической механизации – щель толщиной в 1-2 миллиметра, через которую воздух выдувается на крыло, уменьшалась бы до величины нескольких микрон. Во- первых, при таких размерах крайне сложно было бы соблюсти точность ее профилировки. А во-вторых, и это основное, возникали трудности с соблюдением аэродинамического подобия, что делало такой эксперимент бессмысленным. Для исследования этой концепции в реальных условиях и отработки конструктивных решений ее реализации представлялось целесообразным построить экспериментальный самолет.
У американцев в конце 70-х годов фирмой «Рокуэлл интернэшнл» по заказу ВМФ США строился опытный палубный истребитель-штурмовик XFV-12A короткого и вертикального (в зависимости от веса) взлета и посадки. Его крыло и ПГО (переднее горизонтальное оперение) были оборудованы ЭСУПС. Для снижения трудоемкости, а стало быть, и сроков изготовления этого аппарата американцы использовали в его конструкции готовые агрегаты серийных самолетов: носовую часть (кабина пилота и передняя стойка шасси) палубного штурмовика А-4 «Скайхок», а также воздухозаборники и кессонную часть крыла истребителя F-4 «Фантом».
Жидовецкому было предложено оценить силы ОСКБЭС и определить направление работы: либо в интересах темы П-90, либо по теме Ш-90. В течение короткого времени им были разработаны и предложены варианты компоновок экспериментальных самолетов для исследования ЭСУПС в интересах обоих направлений.
Профилированная щель ЭСУПС самолета «Фотон», через которую воздух выдувается на закрылок
XFV-12A
Общий вид экспериментального самолета по теме И-90. Самолет имел сменное крыло
При создании советского истребителя нового поколения решено было обойтись без конкурса между суховцами и микояновцами, как десятью годами раньше при создании Су-27 и МиГ-29. Здесь, видимо, сыграла свою роль позиция замминистра Симонова, покинувшего незадолго до этого ОКБ Сухого из-за сложных отношений с Генеральным конструктором Е.А.Ивановым и его замом О.С.Самойловичем. Так или иначе, более престижное для обеих истребительных фирм задание на И-90 было выдано ОКЬ Микояна, а разработка Ш-90 была поручена суховцам. Вернувшемуся в 1983 году на фирму Сухого уже в качестве Генерального конструктора М.П.Симонову пришлось заниматься темой перспективного истребителя С-32 1*в инициативном порядке.
Экспериментальный самолет по теме И-90 был выполнен по аэродинамической схеме «утка» и имел два реактивных двигателя РУ19А-300, которые оснащались плоскими соплами с управляемым вектором тяги. Такие экспериментальные сопла для РУ19А-300 разрабатывались в тот период в конструкторском отделении ЛИИ. В такой конфигурации на самолете должны были отрабатываться элементы сверхманевренности по программе, аналогичной той, под которую в США собирались делать экспериментальный самолет Х-31. К его разработке американцы в тот момент только приступали. Наш самолет отличался тем, что его крыло оборудовалось системой ЭСУПС, работавшей от компрессоров двигателей. Для снижения сроков и затрат при постройке самолета предлагалось использовать носовую часть, кабину, киль, кессон крыла и шасси чехословацкого учебно-тренировочного реактивного самолета Л-39.
Конструкция самолета предполагала возможность замены крыла: оно могло быть либо прямой, либо обратной стреловидности. В США, кстати, для исследований маневренных возможностей крыла с обратной стреловидностью был создан самолет Х-29.
В разработке схемы принимал участие инженер Вячеслав Хван, незадолго до этого закончивший МАИ и пришедший в коллектив ОСКБЭС.
После утверждения схемы Симоновым и Шкадовым была изготовлена демонстрационная модель. Поскольку самолет должен был строиться в интересах программы И-90, требовалось согласовать его схему и с ведущей по этой теме фирмой – ОКБ Микояна. Проректор МАИ по науке Юрий Алексеевич Рыжов созвонился с Генеральным конструктором Ростиславом Аполлосовичем Беляковым и неожиданно получил приглашение приехать к нему вместе с Жидовецким немедленно, благо микояновское КБ находится напротив института, через Ленинградку.