Изображение к книге Авиация и космонавтика 1999 10


Авиация и космонавтика 1999 10



'БРАТОК' НАД ЖУКОВСКИМ


Владимир ИЛЬИН


Безусловно, одним из наиболее ярких событий Московского авиакосмического салона стала демонстрация экспериментального самолета с крылом обратной стреловидности С-37 "Беркут", созданного в ОКБ Сухого. Новая машина экзотических очертаний, лихо закладывающая виражи над летным полем ЛИИ им.Громова и поймой Москвы-реки, с первого дня работы МАКС-99 привлекала неизменное внимание зрителей, в том числе и весьма далеких от авиации. Вскоре у самолета появились и весьма калоритные прозвища -"браток" (за характерную форму в плане, напоминающую "распальцовку" крутых новых русских), "рогатка", "черт" и другие, что, безусловно, свидетельствовало о росте популярности С-37 у гостей МАКСа. Можно констатировать - первый публичный "дебют" "Беркута" вполне удался.

Ранее наш журнал уже писал об этом самолете. Однако теперь, когда С-37 был продемонстрирован в небе Подмосковья сотням тысяч любителей авиации, следует рассказать о нем более подробно.

Историю этой машины следует начать с 1970-х годов, когда в Советском Союзе приступили к реализации программы создания "истребителя 90-х годов" - И-90. Приблизительно в те же годы в США начались исследования по программе перспективного истребителя ATF, приведшие к созданию самолета Локхид Мартин F-22A "Рэптор". При этом в обеих странах параллельно с изучением относительно традиционных аэродинамических компоновок с крылом прямой стреловидности рассматривались и более "экзотические" варианты самолетов с крылом обратной стреловидности (КОС), обеспечивающие лучшие характеристики в трансзвуковом диапазоне скоростей.

Крыло обратной стреловидности, дающее определенные компоновочные преимущества перед прямым крылом, или крылом прямой стреловидности, пытались использовать в авиации еще с довоенных времен. Достаточно вспомнить дальний бомбардировщик ДБ-ЛК В.Н. Беляева, испытанный в 1940 году. Первым реактивным боевым самолетом с КОС стал германский бомбардировщик Юнкерc Ju.287, созданный в 1944 году.

В первые послевоенные годы в нашей стране велись и собственные исследования крыла обратной стреловидности применительно к скоростным маневренным самолетам. В 1945 году конструктором П.П.Цыбиным было начато проектирование экспериментальных планеров, предназначенных для отработки аэродинамики перспективных истребителей. Планер должен был набирать высоту на буксире за самолетом, а для разгона до околозвуковых скоростей пикировал, используя при этом и пороховой ускоритель. Один из планеров, ЛЛ-3, вышедший на испытания в 1947 году, имел КОС и достиг скорости 1150 км/ч (М=0,95). В конце 1940-х годов два проекта боевых самолетов с КОС (Норт Америкзн RD-1410 и Кон-вэр ХВ-53) были разработаны в США. Несколько позже, в 1960-х годах, самолеты с крылом обратной стреловидности - административный HFB-300 и учебно-тренировочный RFB "Фэнтрей-нер" - были созданы в Германии.

Однако реализовать все преимущества крыла с обратной стреловидностью долгое время не представлялось возможным из-за отсутствия необходимых конструкционных материалов и технологий. К КОС создатели боевых самолетов вернулись лишь в середине 1970-х, когда в США и СССР приступили к работам по программам И-90 и ATF. Исследования показали, что использование крыла обратной стреловидности на высокоманевренном сверхзвуковом истребителе позволяло повысить аэродинамическую эффективность во всех областях полетных режимов.

К основным достоинствам самолета с КОС следует отнести:

- значительное увеличение аэродинамического качества при маневрировании, особенно на малых скоростях;

- большую, по сравнению с крылом прямой стреловидности,подъемную силу, а следовательно и большую относительную грузоподъемность;

- увеличение дальности полета на дозвуковых режимах за счет меньшего балансировочного сопротивления;

- лучшую управляемость на малых дозвуковых скоростях (и, как следствие, улучшение взлетно-посадочных характеристик);

- улучшение условий работы крыльевой механизации, что также обеспечивает сокращение взлетной и посадочной дистанции;

- меньшую скорость сваливания;

- улучшенные противоштопорные характеристики;

- увеличение внутренних объемов планера, особенно в местах стыка крыла и фюзеляжа, что обеспечивает лучшие условия для формирования внутренних грузоотсеков.


Изображение к книге Авиация и космонавтика 1999 10

По оценкам американских специалистов, замена на самолете типа F-16 обычного трапециевидного крыла на крыло обратной стреловидности должно было привести к увеличению угловой скорости разворота на 14%, а боевого радиуса действия на 34%. При этом взлетно-посадочная дистанция сокращалась на 35%.

Однако при создании скоростного маневренного самолета с КОС возникал и ряд весьма сложных проблемм, связанных, в первую очередь, с упругой дивергенцией (а попросту - скручиванием с последующим разрушением крыла). Попытки увеличения жесткости КОС, имеющего традиционную металлическую конструкцию, приводили к недопустимому возрастанию массы. Лишь в 1970-80-х годах, когда появились конструкционные материалы нового поколения - углепластики, были разработаны методы борьбы с дивергенцией посредством целенаправленной ориентации осей жесткости крыла (т.е. путем направленной деформации кручения), компенсирующей поворотом сечений рост углов атаки на изгибе.

В рамках программы И-90, в соответствии со сложившейся традицией, был объявлен конкурс проектов перспективных истребителей. ОКБ П.О.Сухого, опираясь на исследования аэродинамиков ЦАГИ и СибНИА, предложило самолет с КОС, обладающий высокими маневренными храктеристика-ми (в частности, способностью сохранять устойчивость и управляемость на углах атаки 90 и более град., т.е. "сверх-маневренностыо").

Однако ВВС отдали предпочтение проекту многофункционального фронтового истребителя ОКБ им.А.И.Микояна, выполненного по схеме "утка" с треугольным крылом. Даннная компоновка обеспечивала несколько лучшие характеристики на "сверхзвуке", однако уступала компоновке с КОС по маневренности на трансзвуковых скоростях. Выбор ВВС был обусловлен не только техническими, но и "политическими" соображениями: военные стремились поддержать ОКБ А.И.Микояна, специализирующееся на истребительной тематике, загрузив его работой по основному профилю, тогда как ОКБ им.-П.О.Сухого работало по нескольким направлениям (истребители, штурмовики, бомбардировщики), и его "благополучие" в меньшей степени зависело от того, получит или нет фирма "Су" заказ на фронтовой истребитель нового поколения. Очевидно, сыграла свою роль и возможность более быстрой реализации "микояновского" проекта, имевшего несколько меньшую степень технического риска.

Тем не менее, работы по самолету с КОС, получившему рабочий инднекс С-22, в ОКБ П.О.Сухого были продолжены. В значительной степени это заслуга генерального конструктора М.П.Симонова, сумевшего сохранить перспективную тематику вопреки неблагоприятным "внешним обстоятельствам". Определенный вклад в формирование облика истребителя пятого поколения с КОС внес и генеральный конструкор НПО "Звезда" Г.И.Северин, предложивший принципиально новую концепцию адаптивного катапультного кресла, обеспечивающего летчику возможность ведения маневренного воздушного боя со значительно более высокими, чем на прежних истребителях, перегрузками. Это позволяло максимально использовать маневренные преимущества самолета с крылом обратной стреловидности.

Однако в процессе рабочего проектирования истребителя С-22 выяснилось, что его конструкция несколько перетяжелена. А это ставило под сомнение возможность достижения заявленных летных характеристик. Одновременно изменились и требования генерального заказчика, также обусловившие внесение корректив в первоначальную конструкцию. В результате появился проект фактически нового истребителя, которому был присвоен и новый индекс - С-32.

В конце 1980-х с привлечением Иркутского авиационного производственного объединения начались работы по подготовке к постройке опытной партии самолетов. Первоначально предполагалось собрать три планера - два "летных" и один - для статических испытаний. После 1991 года, когда оборонные расходы России резко сократились, было решено ограничиться двумя опытными машинами. Однако в дальнейшем финансирование пограммы со стороны ВВС практически прекратилось. В этих условиях ОКБ нашло возможность продолжить работы в инициативном порядке, на собственные средства.