Авиация и космонавтика 2011 06
Шрифт:
Многолетний помощник и товарищ Гзнерального конструктора — его первый заместитель Евгений Алексеевич Иванов
Новым руководителем страны стал Л.И. Брежнев, ранее занимавший должность секретаря ЦК по оборонной промышленности, достаточно хорошо осведомленный в этих вопросах и, что немаловажно, уважаемый среди работников "оборонки". Для исправления "некоторых перегибов" хрущевской эпохи произвели перераспределение приоритетов, в том числе, и в пользу военной авиации, признанной одной из важнейших составляющих современных Вооруженных Сил.
Непосредственным свидетельством наступивших перемен стала серия визитов руководителя авиапрома П.В. Дементьева
В декабре 1964 года Дементьев побывал и в ОКБ П.О. Сухого. Ознакомившись с состоянием перспективных работ, министр признал их весьма ценными и пообещал обеспечить продвижение проектов на правительственном уровне. Свои обещания он выполнил. Вскоре вышли соответствующие постановления правительства, что означало не только "зеленый свет" работам, но и должное обеспечение и финансирование.
С-22И стоп первым Отечественным самолетом с крылом изменяемой стреловидности
Руководитель темы по самолету с крылом изменяемой стреловидности Н. Г. Зырин
Первым в СССР самолетом с крылом изменяемой стреловидности стал С-22И, разработанный в ОКБ-51 П.О. Сухого (в 1966 году прошло переименование предприятий оборонной промышленности и ОКБ-51 ПО. Сухого, до того работавшее совместно с опытным производством как "Государственный союзный опытный завод № 51 МАП", стало называться Машиностроительный завод "Кулон"). Павел Осипович Сухой, верный своему принципу "искать простые и изящные решения", предложил решить проблему создания нового многоцелевого самолета, оснастив крылом изменяемой стреловидности хорошо зарекомендовавший себя истребитель-бомбардировщик Су- 7Б, что позволило бы избавить этот самолет от свойственных ему недостатков — чрезмерно высокой посадочной скорости, требовавшей наличия большой бетонированной ВПП, и недостаточной дальности (из-за прожорливого двигателя самолет заслужил репутацию "трубы, через которую вылетает топливо").
Ввиду большой степени новизны на первом этапе речь шла не о создании боевой машины, а о постройке экспериментального самолета для проверки концепции и отработки конструктивных решений. Принятие Су-7Б за отправную точку несколько упрощало задачу, снижая технический риск — как-никак, новую машину не стали делать "с нуля", использовав уже хорошо отработанную конструкцию. Такой подход, как показал дальнейший опыт, себя полностью оправдал и первые же испытания сулили вполне обнадеживающую перспективу. Иным путем пошло ОКБ А. И. Микояна, создававшее свой МиГ-23 "с чистого листа", и в конструкции которого буквально все было в новинку, начиная с аэродинамики и компоновочной схемы и оканчивая новыми конструкционными материалами и технологиями. Путь этот оказался крайне тернистым, машина потребовала многих усилий, средств и времени для доводки, вызывая справедливые нарекания руководства авиапрома и заказчика.
Работы по проектированию экспериментального самолета были начаты в ОКБ в инициативном порядке в 1963 году. Руководителем темы назначался Н.Г. Зырин, один из ближайших соратников П.О. Сухого, а ведущим конструктором от бригады № 1 (бригады проектов ОКБ, занимавшейся перспективным проектированием) первоначально стал Н.С. Пономарев. Конструктивно-силовая схема крыла определялась достаточно просто: вид крыло в плане был сохранен без существенных изменений, размеры неподвижных частей крыла (НЧК) определялись положением основных стоек шасси, конструкция и кинематика которых также не менялись по сравнению с Су-7Б. При этом сохранялся силовой треугольник крыла, образованный главной балкой, корневой частью лонжерона и бортовой нервюрой, служащий для передачи на фюзеляж изгибающего и крутящего момента от крыла, а также поперечной перерезающей силы. Поворотные части крыла (ПЧК) занимали по сравнению с аналогичными проектами тех лет относительно небольшую часть размаха. Предложенная Генеральным конструктором идея позволяла не только оставить прежними фюзеляж, оперение и шасси, но и решала проблему сохранения устойчивости, ведь
Уже в 1963 году модели крыла прошли первые продувки в ЦАГИ. Аэродинамические исследования показали, что схема, проработанная ведущим компоновщиком фирмы начальником бригады проектов А.М. Поляковым и одобренная П.О. Сухим, оказалась очень удачной. Сохранение значительной площади неподвижного центроплана и удачно выбранное положение осей поворота приводили к незначительному изменению центровки, порядка 2 %, оставляя продольную устойчивость самолета в допустимых пределах во всем диапазоне допустимых скоростей и углов поворота (у истребителя МиГ-23М со значительно меньшей площадью неподвижной части крыла перекладка консолей приводила к смещению центровки на 2,5–3 %). Минимальный угол стреловидности поворотных частей крыла был принят равным 30°, а максимальный остался таким же, как и у Су-7Б — 63°. При изменении стреловидности от минимальной до максимальной площадь крыла менялась с 38,5 м 2 до 34,5 м 2, удлинение — с 4,88 до 2,69 и относительная толщина — с 12 % до 7 %. Еще более внушительным было улучшение аэродинамического качества — показатель, характеризующий совершенство аэродинамики самолета и представляющий собой отношение подъемной силы к лобовому сопротивлению; при выпуске крыла его значение возрастало с 9,0 до 11,7, обеспечивая на крейсерских режимах 30 % прирост этого важного параметра.
Но предстояло решить основной вопрос — создать поворотные консоли и шарнир, который стал в буквальном смысле самым "узким" местом конструкции. В обычном крыле все нагрузки, возникающие в полете, воспринимаются всей взаимосвязанной силовой конструкцией, здесь же многотонные силы и моменты с поворотных консолей предстояло снять одним, притом небольшим по размерам узлом — центральным шарниром, связанным с лонжероном центроплана (опорный поворотный рельс, также включавшийся в работу, должен был воспринимать лишь небольшую часть нагрузок). Этот же узел должен был обеспечивать и само перемещение поворотной консоли при изменении угла стреловидности. Размеры шарнира ограничивались небольшой строительной высотой крыла тонкого скоростного профиля, измеряемой всего порой десятков сантиметров.
Потребовалось изменить и усилить конструкцию центроплана, ведь установка поворотного шарнира полностью меняла характер его нагружения. Каждый из двух шарниров, левый и правый, разместили во внешней вершине силового треугольника из переднего лонжерона, подкосной балки и бортовой нервюры соответствующей половины центроплана. Часть усилий на опорные рельсы неподвижной части крыла передавали опорные ползуны, с помощью которых консоли скользили при перемещении. И, наконец, когда крыло занимало положение, соответствующее максимальной стреловидности, при котором в скоростном полете нагрузки были наибольшими, в работу включались дополнительные опоры, установленные на задних стенках поворотных консолей.
Довольно сложной задачей при проектировании неподвижной части крыла оказалась конструкция его хвостовой части, в обычном крыле участка, как правило, менее нагруженного и потому относительно несложного. При увеличении стреловидности значительная часть консолей уходила именно в этот отсек, то есть он должен был лишиться привычного силового набора — его входящие части консолей буквально "выдавливали" наружу. Известно, что наибольшей прочностью и жесткостью обладают замкнутые контуры, и сохранение прочностных характеристик открытой пустотелой хвостовой части крыла требовало ее подкрепления. Проблему решили оригинально и просто: по торцам неподвижной части крыла установили мощные вертикальные ребра, выполнявшие роль нервюр и одновременно служившие аэродинамическими перегородками. Впоследствии они были использованы еще и для установки на них балочных держателей для подвески вооружения.
Серьезной проблемой стало создание системы управления изменением стреловидности. Гидроприводы поворота консолей на первом этапе разрабатывал конструктор отдела гидравлики Ю.М. Крайзгур. Сначала предполагалась установка относительно простых гидроцилиндров, обеспечивавших два фиксированных положения крыла, соответствовавших максимальной и минимальной стреловидности. Но уже в начале работ выяснилось, что простая, на первый взгляд, система поворота таила в себе ряд проблем, одной из которых была невозможность синхронизации перемещения консолей. Обычные гидроцилиндры, имевшие кокие-то допуска в работе, отклоняли левую и правую консоли с разной скоростью, что было неприемлемым. Вскоре это решение сменилось более перспективным, позволявшим обеспечивать плавное изменение стреловидности крыла с помощью электрогидромеханической системы, работавшей от общей гидросистемы самолета и состоявшей из двух гидромоторов ГМ-36, которые через угловые редукторы передавали вращение на силовые шариковые винты, перемещавшие ПЧК.