АиВ плюс F-15 и Су-27 История создания, применения и сравнительный анализ
Шрифт:
Одним из следствий принятия концепции маневренного боя стало признание, что в таком бою основная советская авиапушка тех лет ГШ-23 уже не обеспечивала надежного поражения целей – слишком сократилось время их пребывания на линии огня. Выход увидели в увеличении калибра пушки до 30 мм – более крупные снаряды обладали большим разрушающим действием, да и баллистика их была получше. Специально для Т-10 Тульское КБ под руководством В.П. Грязева и А.Г. Шипунова стало разрабатывать такое орудие.
Опытный самолет Т10-3 с двигателями АЛ-31Ф
Т10-5
Все эти нововведения были вполне обоснованы, однако масса оборудования и вооружения Т-10, как и предполагал П.О. Сухой, получилась гораздо больше ожидаемой. Чтобы уложиться в заданные лимиты, пришлось повести радикальную борьбу за снижение массы планера, в т.ч. пойти на такой исключительный для советского авиапрома шаг, как проведение прочностного расчета элементов конструкции из условия действия нагрузок, составляющих 85% от расчетных, с возможным последующим усилением конструкции по результатам статиспытаний. Кроме того, удалось убедить ЦАГИ и Заказчика в том, что расчет прочности при максимальной перегрузке следует вести не при 80% запасе топлива на борту, а при половинном – именно в такой конфигурации истребителю предстоит вести воздушный бой.
С проблемой снижения массы планера оказалась тесно связана проблема обеспечения его жесткости. В связи с требованием летать со скоростями до 1500 км/ч у земли и 2500 км/ч на большой высоте, крыло и оперение истребителя были спроектированы с малыми относительными толщинами, что создавало опасность возникновения изгибно-крутильного флаттера крыла. С другой стороны, испытания конструктивно подобных моделей обнаружили малоизученные вертикальные изгибные колебания фюзеляжа. При определенных вариантах заправки и подвески вооружения результатом сложения этих видов колебаний становился особый вид флаттера крыла, который, как назло, в наибольшей мере проявлялся в диапазоне чисел М = 0,85-0,92, т.е. в области основных режимов воздушного боя! Эту сложнейшую проблему решали путем подбора местных значений жесткости сопрягаемых агрегатов, что дало снижение амплитуд колебаний при минимальном росте массы. И все же принятых мер оказалось недостаточно – уже в ходе испытаний на оперение и консоли крыла пришлось установить массивные противофлаттерные грузы. Кроме того, оси вращения половин стабилизатора довелось сдвинуть вперед и установить более мощные рулевые приводы.
Другая большая группа проблем при создании Т-10, имеющего вихревой характер обтекания, была вызвана тем, что традиционные продувки моделей в аэродинамических трубах не позволяли исследовать все ожидаемые режимы полета. На больших углах атаки продувки не гарантировали точности, а динамику закритических режимов уловить в трубном эксперименте было просто невозможно. В этих условиях специалисты ЦАГИ и ЛИИ предложили провести ряд экспериментов на свободно-летающих моделях. П.О. Сухой, тонко реагировавший на все новое, согласился. Методика была отработана в 1973-1974 гг. в проблемной лаборатории при кафедре конструкций самолетов ХАИ, и в 1975 г. институт получил заказ на серию динамически подобных свободнолетающих моделей СЛМТ-10. Первый успешный полет СЛМТ-10 с помощью ракетного ускорителя состоялся в мае 1977 г., в том же месяце начал летать и опытный самолет. Надо было спешить, ведь смысл в таких экспериментах состоял, прежде всего, в опережающем графике испытаний моделей, чтобы заблаговременно выявить опасные режимы полета. Однако вскоре модель разбилась на старте. Тогда было предложено сбрасывать СЛМТ-10 с Ту-16, что и обеспечило проведение большинства экспериментов. Были выполнены десятки полетов моделей в конфигурациях Т-10, Т-10С, Т-10М, Т-10К и других. Интересно, что американцы при создании F-15 также не смогли обойтись без испытаний динамически подобных моделей, однако в те годы в СССР об этом еще не было известно.
Т10-10 долго использовался как учебное пособие в КИВВС
К 1975 г. большинство названных проблем было выявлено, намечены пути их решения, а эскизное проектирование Т-10 завершено. В следующем году на ММЗ «Кулон» (открытое наименование ОКБ П.О. Сухого) построили его полноразмерный макет, тогда же вышло Постановление СМ СССР о строительстве опытных экземпляров самолета. Первый из них, названный Т10-1, был заложен на «Кулоне»
Вам взлет
Павел Осипович Сухой не дождался готовности Т10-1 – он скончался 15 сентября 1975 г. Сменивший его на посту Генерального конструктора Е.А. Иванов имел много недоброжелателей в МАП и почти два года оставался «временно исполняющим обязанности», что отрицательно сказалось на темпах работ. В 1976 г. последовало новое осложнение – должность главного конструктора Су-27 из-за болезни оставил Черняков. Его преемником стал М.П. Симонов. Ввиду названного выше подхода к обеспечению прочности самолета программа летных испытаний ставилась в зависимость от результатов статических испытаний, начало которых задерживалось. Но гонка вооружений диктовала свои правила: F-15 уже поступал в войска, и методсовет ЛИИ разрешил начать полеты. 20 мая 1977 г. старший летчик-испытатель ОКБ B.C. Ильюшин впервые поднял Су-27 в небо.
За 8 месяцев испытаний на Т10-1 было выполнено 38 полетов и произведены некоторые доработки, в частности, установив 1ы противофлаттерные грузы. В 1978 г. взлетел Т10-2, на котором начались испытания системы дистанционного управления, но 7 августа самолет из очередного полета на подбор коэффициентов передаточного отношения СДУ не вернулся. Летчик Е.С. Соловьев погиб. Расшифровка данных самописцев показала, что на скорости 1000 км/ч на высоте 1 км самолет вошел в продольную резонансную раскачку и на третьем «качке» разрушился. По воспоминаниям Самойловича, в предыдущем полете на Т10-1 Ильюшин тоже попал в режим раскачки, но слабый, однако на это не обратили внимания.
Следующие самолеты, Т10-3 и Т10-4 (серийные №№ 01-01 и 01-02), строил уже Дальневосточный машиностроительный завод в Комсомольске-на-Амуре (ДМЗ). Они, единственные из всех машин исходной конфигурации, получили двигатели АГ1-31Ф. В августе 1978 г. разобранную «тройку» перевезли в Москву. Однако целый ряд причин, в т.ч. необходимость внесения доработок в СДУ по результатам расследования катастрофы Т10-2 и неготовность двигателей, привел к тому, что в воздух этот самолет поднялся только 23 августа 1979 г. Он использовался, главным образом, для испытаний силовой установки. На самолет № 01-02, который предназначался, в основном, для отработки системы управления вооружением, установили РЛС «Меч». Станция со щелевой ФАР не только показала себя ненадежной, но и оказалась настолько тяжелой, что нарушила аэродинамическую схему самолета – антенный блок так сдвинул центр масс вперед, что Т10-4 стал статически устойчивым на всех режимах и потерял маневренные качества. В итоге от РЛС с ФАР пришлось отказаться, а вместе с ней – и от ракет P-33. Другой причиной этого шага явилось решение об унификации основных блоков РЛС самолета Т-10 со станцией «Рубин», создаваемой для МиГ-29 и укомплектованной традиционной антенной с механическим сканированием в обеих плоскостях.
Летом 1979 г. ДМЗ начал сдавать самолеты установочной серии. Первым в Москву отправился № 02-01, предназначенный для статиспытаний, в том же году были собраны № 02-02 (Т10-5), № 02-03 (Т10-6), № 02-04 (Т10-9), № 03-01 (Т10-10). Последним в этой серии стал № 03-02 (Т10-11), законченный в 1981 г. На каждой из этих машин прошли отработку важнейшие элементы оборудования и вооружения Т-10, в частности, на Т10-5 испытывали станцию ОЭПС-27. В этой работе были свои успехи и неудачи, но главный вывод испытаний Т-10 с двигателями АП-31Ф оказался настолько удручающим, что звучал как приговор всей программе Су-27: добиться заданного превосходства в 10% над F-15 не удалось.
Надо сказать, что неожиданными эти результаты не были. Во-первых, они логично вытекали из снижения по сравнению с расчетными характеристик двигателей, оборудования и самолетных систем. А во-вторых, еще в 1975-1976 гг. в СибНИИА под руководством главного аэродинамика института С.Т. Кашафутдинова провели оценку летных характеристик Т-10, которая дала схожие результаты. Более того, группой специа-1 листов ОКБ и института под руководством М.П. Симонова была разработана альтернативная компоновка Су-27, отличавшаяся плавным сопряжением крыла с предельно обжатым фюзеляжем, уменьшенной кривизной профиля крыла и раздвинутым вертикальным оперением. Однако многие руководители в Москве недооценивали СибНИИА, считая, что «из провинции» ничего действительно современного исходить не может. Кроме того, схема СибНИИА во многом была возвращением к исходному варианту компоновки, измененному под давлением ЦАГИ.