Реферат: Сухой Су-27
Notice: Undefined variable: ref_img in /home/area7ru/area7.ru/docs/referat.php on line 323
 Разработчик: ОКБ Сухого Страна: СССР Первый полет: 1977 Тип: Многоцелевой истребитель В авиационной истории 60-е гг. ознаменовались поступлением на вооружение ВВС основных авиационных держав мира сверхзвуковых истребителей, имевших при всех различиях в компоновке и полетной массе ряд объединяющих признаков. Они обладали скоростью, вдвое превышавшей звуковую, и потолком порядка 18-20 км, оснащались бортовыми радиолокационными станциями и управляемыми ракетами класса "воздух-воздух". Такое совпадение не было случайным, поскольку основной угрозой безопасности по обеим сторонам "железного занавеса" считались бомбардировщики, несущие ядерные бомбы. Соответственно формировались и требования к новым истребителям, основной задачей которых был перехват высотных скоростных неманевренных целей в любое время суток и в любых погодных условиях. В результате в США, СССР и Западной Европе на свет появился ряд самолетов, которые впоследствии по совокупности компоновочных признаков и летно-технических характеристик отнесли ко второму поколению истребителей. Тезис об условности любой классификации подтвердил тот факт, что в одной компании с "вылизанными" аэродинамиками МиГ-21, "Миражом" III, "Старфайтером" и "Дракеном" оказались переделанный из учебного самолета легкий истребитель F-5 "Фридом Файтер" и тяжелый двухдвигательный двухместный F-4 "Фантом", прозванный самими американцами "победой грубых сил над аэродинамикой". В погоне за высокой максимальной скоростью конструкторы пошли по пути внедрения крыльев с высокой удельной нагрузкой и тонким профилем, которые, безусловно, имели большие преимущества на сверхзвуке, но обладали серьезным недостатком -низкими несущими свойствами на малых скоростях. В результате, истребители второго поколения имели непривычно большие взлетные и посадочные скорости, неважной оказалась и маневренность. Но даже самые маститые аналитики тогда считали, что в будущем боевой самолет все больше будет походить на пилотируемую ракету многоразового применения. "Мы больше никогда не увидим воздушных боев, наподобие тех, что происходили в годы второй мировой войны..." - писал известный теоретик Камилл Ружерон. Время очень скоро показало, насколько суха теория, но до того, как в тактике истребителей наступил очередной крутой поворот, прошло еще несколько лет. Пока же предстояло избавиться от основных недостатков второго поколения, а именно увеличить дальность и улучшить взлетно-посадочные характеристики для обеспечения базирования на слабо подготовленных аэродромах. Кроме того, непреклонно растущая цена истребителей диктовала необходимость уменьшения абсолютной численности парка с одновременным расширением функций самолетов. Качественного скачка не требовалось, хотя тактика воздушной войны уже менялась на глазах - широкое развитие зенитных управляемых ракет привело к отмиранию доктрины массированного вторжения бомбардировщиков на большой высоте. Основную ставку в ударных операциях все больше стали делать на тактические самолеты с ядерным оружием, способные прорывать рубеж ПВО на малой высоте. Для противодействия им предназначались истребители третьего поколения - МиГ-23, "Мираж" F.1, J37 "Вигген". Их поступление на вооружение, наряду с модернизированными вариантами МиГ-21 и F-4, планировалось на начало 70-х. Одновременно по обеим сторонам океана начались проектные исследования по созданию истребителей четвертого поколения - перспективных боевых машин, которые составили бы основу военно-воздушных сил в следующем десятилетии. Первыми к решению этой проблемы приступили в США, где еще в 1965 г. был поставлен вопрос о создании преемника тактического истребителя F-4C "Фантом". В марте 1966 г. там была развернута программа FX (Fighter Experimental). В течение нескольких лет концепция перспективного истребителя претерпела ряд существенных изменений. Наибольшее влияние на нее оказал опыт применения американской авиации но Вьетнаме, где тяжело вооруженные "Фантомы" имели преимущества в боях на больших и средних дистанциях, но постоянно терпели поражения от более легких и маневренных вьетнамских МиГ-21 в ближних воздушных боях. Проектирование самолета по уточненным требованиям началось в 1969 г., в том же году истребителю было присвоено обозначение F-15. Дальше других работы по программе FX продвинулись у фирм "Макдон-нелл-Дуглас", "Норт Америкен", "Нортроп" и "Рипаблик". Победителем конкурса был признан проект "Макдоннелл-Дуглас", близкий по аэродинамической компоновке к советскому перехватчику МиГ-25, не имевшему тогда аналогов в мире по летным данным. 23 декабря 1969 г. фирме был выдан контракт на постройку опытных самолетов, и спустя 2.5 года, 27 июля 1972-го, летчик-испытатель И.Барроуз поднял ii первый полет прототип будущего "Игла" - опытный истребитель YF-15. В следующем году был облетан двухместный учебно-боевой вариант самолета, а в 1974 г. появились первые серийные истребители F-15A"Игл" и "спарки" TF-15A (F-15B). За ходом выполнения программы FX внимательно следили в СССР. Информация, просачивавшаяся на страницы открытой зарубежной печати (а ее было не так уж и мало), а также сведения, поступавшие по каналам разведки, тщательно анализировались. Было ясно, что именно на F-15 придется ориентироваться при создании нового поколения советских истребителей, называемого теперь четвертым. Первые исследования в этом направлении в трех ведущих отечественных "истребительных" ОКБ - П.О.Сухого (Машиностроительный завод "Кулон"), А.И.Микояна (Московский машиностроительный завод "Зенит"), и А.С.Яковлева (Московский машиностроительный завод "Скорость") - начались в 1969-1970 гг., но велись они поначалу в инициативном порядке, без необходимого для их "легализации" указания "сверху". Наконец, в начале 1971 г. последовало решение Комиссии по военно-промышленным вопросам при Совете Министров СССР, а затем и соответствующий приказ министра авиационной промышленности о развертывании в Советском Союзе программы создания "Перспективного фронтового истребителя" (ПФИ), который стал бы ответом на появление в США самолета F-15. Как и за океаном, советский истребитель нового поколения - ПФИ, называвшийся конструкторами между собой "анти-F-15", решено было создавать на условиях конкурса с участием ОКБ П.О.Сухого, А.И.Микояна и А.С.Яковлева. Стоит заметить, что Генеральный конструктор Павел Осипович Сухой не сразу согласился на участие в программе: несмотря на то, что специалисты именно его ОКБ первыми приступили к предварительным проработкам облика перспективного истребителя, создание самолета с заданными характеристиками при имеющемся в СССР уровне развития радиоэлектронного оборудования казалось ему крайне проблематичным. К тому же ОКБ было перегружено другими не менее актуальными темами: в начале 70-х гг. МЗ "Кулон" выпустил на испытания первые опытные образцы фронтового бомбардировщика (по терминологии того времени - самолета-штурмовика) Су-24, готовил к началу полетов дальний скоростной ракетоносец и разведчик Т-4 ("100"), полным ходом велись работы по созданию новых модификаций перехватчика Су-15 и истребителя-бомбардировщика Су-17, шло проектирование многорежимного стратегического ударного авиационного комплекса Т-4МС ("200"), войскового самолета-штурмовика Су-25, беспилотного летательного аппарата "Коршун". Наконец, под нажимом министерства, и начале 1971 г. П.О.Сухой распорядился начать разработку аванпроекта перспективного фронтового истребителя, получившего заводской шифр Т-10 и тогда еще секретное название Су-27. В основу техническою предложения решено было положить первый вариант внешнего вида самолета, подготовленный к (февралю 1970 г. в отделе проектов ОКБ. руководимом Олегом Сергеевичем Самойловичем. Первые наброски компоновки нового истребителя были выполнены в ОКБ П.О.Сухого еще осенью 1969 г. Поначалу этим занимался -только один человек - конструктор отдела проектов Владимир Иванович Антонов. На основе проработок B.И.Aнтонова в отделе проектов и был подготовлен первый вариант компоновки Т-10. Его непосредственными авторами стали О.С.Самойлович, В.ИАнтонов и начальник бригады отдела проектов ВАНиколаенко. Главной особенностью самолета должно было стать истолкование так называемой интегральной аэродинамической компоновки, в соответствии с которой планер выполнялся в виде единого несущего корпуса из набора деформированных аэродинамических пр(х|)илей с плавным сопряжением крыла и фюзеляжа. Впервые интегральная компоновка была применена ОКБ П.О.Сухого при разработке проекта стратегического многорежимного самолета Т-4МС. Впереди на несущий корпус истребителя "надстраивалась" головная часть фюзеляжа, включавшая носовой отсек с РЛС, кабину экипажа, нишу передней опоры шасси, подкабинный и закабинный отсеки оборудования, а под ним в задней части подвешивались две изолированные гондолы с турбореактивными двигателями, воздушными каналами и pегулируемыми воздухозаборниками, расположенными под центропланом. К мотогондолам крепились консоли цельноповоротного горизонтального и двухкилевого вертикального оперения, а также два подфюзеляжных гребня. Интегральная схема обеспечивала существенное повышение аэродинамического качества истребителя и позволяла организовать большие внутренние отсеки для размещения топлива и оборудования. Для реализации заданных летных характеристик в широком диапазоне высот и скоростей полета и углов атаки крылу нового истребителя придали оживальную ("синусоидальную") форму и снабдили его развитым корневым наплывом. По расчетам разработчиков, наплыв должен был обеспечивать повышение несущих свойств самолета на больших углах атаки (более 8-10°) с одновременным увеличением момента тангажа на кабрирование. При наличии наплыва на больших углах атаки над крылом образовывалась устойчивая вихревая система из двух вихревых жгутов (один возникал на корневом наплыве и распространялся над крылом, второй - у передней кромки базового крыла). С увеличением углов атаки интенсивность вихревых жгутов возрастала, при этом на поверхности крыла под вихревым жгутом увеличивалось разрежение. а следовательно, повышалась подъемная сила крыла. Наибольший прирост разрежения располагался впереди центра тяжести самолета на части крыла, примыкающей к корневому наплыву в результате чего фокус смещался вперед и возрастал кабрирующий момент. Корневые наплывы оказывали также большое влияние на величины и распределение поперечных сил, что приводило к уменьшению дестабилизирующего воздействия головной части фюзеляжа. Другой важнейшей особенностью Т-10 впервые в отечественной истребительной авиации должна была стать реализация концепции продольной статической неустойчивости самолета на дозвуковых скоростях полета с обеспечением его продольной балансировки в полете посредством автоматики четырехкратно резервированной электродистанционной системы управления (ЭДСУ). Идея замены традиционной механической проводки управления на ЭДСУ была уже использована ОКБ при создании самолета Т-4, испытания которого подтвердили правильность основных технических решений. Принятие концепции продольной статической неустойчивости (иначе - "электронной устойчивости") сулило серьезные преимущества: для балансировки самолета на больших углах атаки требовалось отклонение стабилизатора носком вверх, при этом его подъемная сила складывалась с подъемной силой крыла, что давало существенное улучшение несущих свойств истребителя при незначительном росте его сопротивления. Благодаря использованию интегральной статически неустойчивой компоновки Су-27 должен был обрести исключительные маневренные характеристики, позволяющие ему выполнять в воздухе эволюции, недоступные самолетам обычной схемы, и иметь большую дальность полета без подвесных баков. Проблемы с компоновкой трехопорного шасси на этом первом варианте Т-10 вынудили разработчиков пойти на применение велосипедной схемы шасси, но с распределением нагрузок как в -традиционной трехопорной схеме, при этом основная (задняя) опора шасси убиралась в нишу центроплана, снабженную обтекателем, между гондолами двигателей, а дополнительные поддерживающие стойки размещались в обтекателях па консолях крыла между элероном и закрылком. Продувки модели Т-10, выполненные в аэродинамической трубе Т-106 Центрального аэрогидродипамического института, дали обнадеживающие результаты: при умеренном удлинении крыла (3-2) было получено аэродинамическое качество 12.6. Несмотря на это, специалисты ЦАГИ настойчиво рекомендовали не использовать на перспективных истребителях интегральную компоновку. Здесь сказывался определенный консерватизм тогдашних руководителей института, ссылавшихся и на информацию из-за рубежа (F-15 ведь строился по классической схеме!). В связи с этим, в какой-то степени в качестве подстраховочного, и с оглядкой на F-15, во второй половине 1971 г. в бригаде отдела проектов ОКБ П.О.Сухого, возглавляемой А.М.Поляковым, под руководством А.И.Андрианова был проработан второй вариант компоновки Т-10 по традиционной схеме, с обычным фюзеляжем, высокорасположенным крылом, боковыми воздухозаборниками и двумя двигателями, установленными рядом в хвостовой части. По форме крыла в плане и схеме оперения этот вариант в целом соответствовал варианту с интегральной компоновкой. Испытания моделей Т-10, выполненных по традиционной схеме, не выявили никаких преимуществ перед исходной компоновкой. Со временем в ЦАГИ поняли безосновательность своих опасений, и институт стал убежденным сторонником интегральной схемы. Позднее, в процессе углубленной проработки Т-10, в ОКБ было создано и испытано в аэродинамических трубах ЦАГИ значительное количество других вариантов компоновки истребителя (общим числом свыше 15), отличавшихся, главным образом, размещением двигателей, воздухозаборников и схемами шасси. Стоявший у истоков создания истребителя В.ИАнтонов вспоминает, что Су-27 в шутку называли "самолетом изменяемой компоновки". Примечательно, что в итоге предпочтение было отдано самому первому варианту - с интегральной компоновкой, изолированными мотогондолами, продольной статической неустойчивостью и ЭДСУ. Изменения коснулись, в основном, только схемы шасси и обводов планера (из технологических соображений пришлось отказаться от широкого применения поверхностей двойной кривизны). В том, что Су-27 состоялся именно в таком варианте компоновки - большая заслуга Генерального конструктора П.О.Сухого. Несмотря на серьезные возражения сторонников традиционной схемы (а таких было немало), еще на самых ранних стадиях проектирования Павлу Осиповичу хватило мужества принять решение использовать при создании Су-27 самые передовые новинки аэродинамики, динамики полета и авиационного конструирования -такие, как интегральная компоновка, статически неустойчивая схема, электродистанционная система управления и т.п. По его мнению, учитывая реальное состояние дел в СССР в области авиационного радиоэлектронного оборудования и. в первую очередь, массогабаритные характеристики имеющихся и перспективных бортовых радиолокационных станций с большой дальностью действия, а также бортовых вычислительных систем, только с использованием этих нетрадиционных решений можно было создать самолет, не уступающий по характеристикам лучшим зарубежным аналогам. Время показало его правоту. ПРОГРАММА ПФИ В 1971 г. были сформулированы первые тактико-технические требования (ТТТ) ВВС к перспективному фронтовому истребителю ПФИ. К этому времени в СССР стали известны требования к новому американскому истребителю F-15. Они и были взяты за основу при разработке ТТТ к ПФИ. при этом предусматривалось, что советский истребитель должен превосходить американский аналог по ряду основных параметров на 10%. Ниже приведены некоторые характеристики, которыми, согласно тактико-техническим требованиям ВВС, должен был обладать ПФИ:
В качестве основных боевых задач ПФИ определялось:
Поражение воздушных целей должно было выполняться на средних и малых дистанциях, в свободном пространстве и на фоне земли, днем и ночью, в простых и сложных метеоусловиях, при использовании противником активных и пассивных помех. Для этого ПФИ предстояло оснастить многорежимной бортовой радиолокационной станцией, которую предполагалось создать на базе РЛС "Сапфир-2 ЗМЛ" проектировавшегося в то время модернизированного истребителя МиГ-23МЛ, и оптико-электронной прицельной системой на основе следящего теплопеленгатора и оптико-телевизионного визира. В состав вооружения перспективного истребителя предлагалось включить ракеты средней дальности К-2 5 с полуактивными радиолокационными головками самонаведения (ПАРГС), создававшиеся в то время на МЗ "Вымпел" по схеме американской УР AIM-7E "Спарроу", или аналогичные им советские К-23, применяемые на истребителях 3-го поколения МиГ-23М, а также ракеты ближнего воздушного боя (РБВБ) К-60 с тепловыми головками самонаведения (ТГС) и двухствольную пушку калибра 30 мм. Основными соперниками ПФИ в воздушном бою считались американские перспективные истребители F-15 фирмы "Макдоннелл-Дуглас", Р.53О и YF-17 (Р.600) фирмы "Нортроп" (позднее вместо двух последних стал рассматриваться F-16 фирмы "Дженерал Дайнемикс"). В качестве типовых воздушных целей для перехвата рассматривались американские тактические истребители F-4E и F-111A, западноевропейские истребители-бомбардировщики MRCA ("Торнадо") и "Ягуар", а также китайские J-6 (копии устаревших советских истребителей МиГ-19, в большом количестве входившие в состав ВВС КНР). Предполагалось, что одной из основных отличительных особенностей ПФИ, по сравнению с истребителями предыдущего поколения (МиГ-23, Су-15), обеспечивающей успешное решение боевых задач, станет высокая маневренность самолета. Требование высокой маневренности в воздушном бою планировалось реализовать за счет использования мощных, легких и экономичных двигателей 4-го поколения, которые обеспечивали бы истребителю тяговооруженность более 1, а также применения компоновочных схем самолета с повышенным аэродинамическим качеством. Аванпроект самолета Су-27, в целом удовлетворявшего ТТТ ВВС к ПФИ, был разработан в ОКБ П.О.Сухого во второй половине 1971 г. В нем были рассмотрены два варианта компоновки истребителя - интегральная и классическая, разработанные в двух бригадах отдела проектов (начальники бригад ВАНиколаенко и А.М.Поляков, руководители работ В.ИАнтонов и А.И.Андрианов соответственно) и получившие условные наименования Т-101 иТЮ-2 (не путать с названиями первых опытных самолетов Су-27, появившихся в 1977-1978 гг.!). Представленный в аванпроекте вариант самолета, выполненного по интегральной схеме, в целом соответствовал первому внешнему виду Т-10, подготовленному в отделе проектов в начале 1970 г. Он также предусматривал плавное сопряжение крыла и фюзеляжа, применение изолированных гондол двигателей с воздухозаборниками под центропланом и двухкилевого оперения. В головной части фюзеляжа размещались носовой отсек (в котором устанавливались РЛС и оптико-электронная прицельная система с подфюзеляжным размещением оптического блока), кабина экипажа, ниша передней опоры шасси, подкабинный и закабинный отсеки оборудования. В средней части фюзеляжа, выполненной в виде одного целого с центропланом, располагались основные топливные баки, ниши основных опор шасси, а под ней - средние части гондол двигателей с воздушными каналами. Хвостовая часть фюзеляжа включала мотоотсеки двигателей и центральную балку с отсеками самолетного оборудования. Крыло оживальной формы с плавным изменением угла стреловидности по передней кромке от наплыва к законцовке (угол стреловидности базового крыла 45°, удлинение 3.38, сужение 6.57) и значительной аэродинамической круткой оснащалось односекционными закрылками и элеронами. Механизация передней кромки предусмотрена не была. Консоли цельно-поворотного горизонтального оперения имели косые оси вращения и устанавливались по бокам мотогондол ниже плоскости крыла. Вертикальное оперение включало два киля с рулями направления, закрепленные со значительным углом развала на мотогондолах, и два подфюзеляжных гребня (по бокам мотогондол). На верхней поверхности хвостовой части фюзеляжа между гондолами двигателей размещался тормозной щиток. Расположенные под центропланом воздухозаборники прямоугольного сечения с горизонтальным клином торможения выполнялись регулируемыми с помощью передней и задней подвижных панелей и снабжались створками подпитки на боковых стенках. Для слива пограничного слоя верхняя стенка воздухозаборника была отодвинута от нижней поверхности центроплана, где был организован клин слива. Шасси выполнялось по трехопорной схеме (это было одно из основных отличий компоновки Т-101 от первого внешнего вида). Вынесенная вперед разгруженная носовая стойка шасси, снабженная одним колесом, убиралась в нишу фюзеляжа назад по полету. Основные опоры шасси с двухколесными тележками, выполненными по схеме "тандем", убирались в ниши средней части фюзеляжа между мотогондолами. Недостатком такой схемы была относительно небольшая колея шасси (всего около 1.8 м). Для размещения вооружения было предусмотрено 6 точек подвески под крылом и по одной - под воздушными каналами двигателей. Длина самолета составляла 18.5 м, размах крыла - 12.7 м, площадь крыла - 48 м2, высота самолета на стоянке - 5.2 м. Представленный в аванпроекте вариант Т-10, выполненный по традиционной схеме, представлял собой высокоплан с боковыми воздухозаборниками, двумя двигателями в хвостовой части фюзеляжа и двухкилевым оперением. Как и у варианта интегральной схемы, в головной части фюзеляжа размещались носовой отсек РЛС и оптико-электронной прицельной системы (с датчиками под носовой частью), кабина экипажа, подкабинный и закабинный отсеки оборудования, ниша передней опоры шасси (в закабинном отсеке). В средней части фюзеляжа располагались основные топливные баки, а по бокам - воздухозаборники, переходившие в воздушные каналы двигателей. Под воздушными каналами были скомпонованы ниши основных опор шасси, а под правым каналом, впереди ниши шасси - отсек встроенной пушечной установки. Хвостовая часть фюзеляжа представляла собой два мотоотсека, в которых устанавливались рядом, вплотную друг к другу, два двигателя с нижним расположением коробок самолетных агрегатов, разделенные противопожарной перегородкой. Крыло с плавным изменением угла стреловидности по передней кромке имело удлинение 2.8 и сужение 4.25. Механизация крыла включала две секции закрылков и отклоняемые носки, для управления по крену использовались элероны. По компоновке хвостового оперения самолет практически полностью соответствовал варианту интегральной схемы, только консоли стабилизатора, также расположенного ниже плоскости крыла, имели значительный угол отрицательного поперечного V (-6°). Боковые воздухозаборники прямоугольного сечения с горизонтальным клином торможения выполнялись регулируемыми с помощью передней и задней подвижных горизонтальных панелей и снабжались створками подпитки на боковых стенках. Для слива пограничного слоя боковая стенка воздухозаборника была отодвинута от борта фюзеляжа, где был организован клин слива. Трехопорное шасси включало переднюю двухколесную опору, убиравшуюся в нишу закабинного отсека головной части фюзеляжа, и основные опоры с тремя установленными на одной оси колесами небольшого диаметра, убиравшиеся назад по полету в отсеки фюзеляжа под воздушными каналами двигателей. Применение такой схемы позволило увеличить, по сравнению с вариантом интегральной компоновки, колею шасси (до 3 м), однако полностью убрать колеса в ниши также не удалось, поэтому были предусмотрены выступающие в поток обтекатели ниш. Для размещения вооружения на самолете имелось 6 точек подвески под крылом и две точки под средней частью фюзеляжа. Длина самолета составляла 17.3 м, размах крыла - 11.6 м, площадь крыла - 47.4 м2. Нормальная взлетная масса обоих вариантов Т-10 оценивалась в 18000 кг. В соответствии с заданной стартовой тяговооруженностью 1.15, тяга двигателей должна была составить 10300-10400 кгс. В начале 70-х гг. двухконтурные турбореактивные двигатели такого класса тяги разрабатывались в трех моторостроительных ОКБ: МЗ "Сатурн" (Генеральный конструктор А.МЛюлька), Пермском моторостроительном КБ (главный конструктор П.А.Соловьев) и ММЗ "Союз" (Генеральный конструктор С.К.Туманский). Характеристики трех таких двигателей, имевших названия соответственно АЛ-31Ф, Д-ЗОФ-9 и Р59Ф-ЗОО, и были положены в основу расчета летно-технических характеристик Т-10. Окончательный выбор типа применяемых на Т-10 двигателей решено было сделать после защиты аванпроекта на основании заключения ведущего отраслевого института по данной тематике - Центрального института авиационного моторостроения (ЦИАМ). В состав вооружения обоих вариантов Су-2 7 на этапе аванпроекта были включены две ракеты средней дальности К-2 5 с полуактивными радиолокационными головками самонаведения и 6 ракет ближнего боя К-60 с тепловыми головками самонаведения. Боекомплект встроенной двухствольной пушки АО-17А калибра 30 мм составлял 250 патронов. Бортовое радиоэлектронное оборудование Су-27 включало систему управления вооружением (СУВ), навигационный и пилотажный комплексы, бортовой комплекс обороны, аппаратуру связи и государственного опознавания. В состав системы управления вооружением входили бортовая радиолокационная станция "Сапфир-23МР" (С-23МР), имевшая дальность обнаружения воздушных целей 40-70 км в свободном пространстве и 20-40 км на фоне земли (в передней и задней полусферах), оптико-электронная прицельная система (комбинация следящего теплопеленгатора и оптико-телевизионного визира), нашлемная система целеуказания, два вычислителя - аналоговый АВМ-23 и цифровой "Орбита-20", система управления оружием, аппаратура сопряжения и т.п. Отображение информации от РЛС и ОЭПС должно было осуществляться на индикаторе на электронно-лучевой трубке. В состав навигационного комплекса входили: аппаратура инерциальной курсовертикали ИКВ-72, доплеровский измеритель скорости и угла сноса "Поиск", система воздушных сигналов, радиотехническая система ближней навигации "Радикал", автоматический радиокомпас, самолетный ответчик СО-72, навигационный вычислитель "Маневр" и навигационный картографический планшет. Пилотажный комплекс включал систему автоматического управления, радиовысотомер и пилотажные приборы. Отображение пилотажной информации осуществлялось также на индикаторе на фоне лобового стекла. Бортовой комплекс обороны состоял из станции предупреждения об облучении (станции радиотехнической разведки) "Бере-за-П", теплопеленгатора пуска ракет "Пион-Л", станции обнаружения лазерного облучения, станции активных радиолокационных помех "Герань-Ф" и цифрового вычислителя. В состав аппаратуры связи и госопознавания входили две связные радиостанции -"Журавль-30" (УКВ диапазона) и "Журавль-К" (KB диапазона), аппаратура засекречивания переговоров, командная радиолиния управления "Радуга-Борт" для наведения самолета на цель с наземного командного пункта, запросчик и ответчик системы государственного опознавания, речевой информатор и др. На основе расчетов основных характеристик самолета, выполненных в ОКБ с использованием исходных данных по двигателю АЛ-31Ф (тяга 10300 кгс), ожидаемых весовых характеристик комплектующих изделий бортового радиоэлектронного оборудования и результатов продувок моделей Т-10 в аэродинамических трубах ЦАГИ, в аванпроекте приводились следующие основные данные самолета (для варианта с интегральной компоновкой, с расчетным боекомплектом из двух ракет К-25, шести ракет К-60 и полным боезапасом пушки):
В связи с тем, что полученные расчетным путем характеристики дальности Су-27 несколько уступали требованиям ВВС, в аванпроекте были сформулированы предложения по приведению их в соответствие ТТТ. В число таких мероприятий входили: увеличение внутреннего запаса топлива и взлетной массы (до 18800 кг), снижение удельного веса разрабатываемого двигателя (с 0.12 до 0.1) при сохранении его тяги, уменьшение расчетного боекомплекта ракет К-60 с 6 до 4, использование изделий бортового оборудования с меньшей массой. Кроме того, для повышения боевой эффективности истребителя предлагалось в перспективе оснащать его ракетами средней дальности нового поколения (типа К-27) и модернизированными ракетами ближнего боя К-60М. В 1972 г. состоялось заседание объединенного Научно-технического совета (НТС) Министерства авиационной промышленности (МАП) и ВВС, на котором рассматривалось состояние работ по перспективным истребителям в рамках программы ПФИ. С докладами выступили представители всех трех конструкторских бюро. От имени ММЗ "Зенит" им. А.И.Микояна докладывал Г.ЕЛозино-Лозинский, предъявивший комиссии проект истребителя МиГ-29 (еще в варианте классической компоновки, с высокорасположенным трапециевидным крылом, боковыми воздухозаборниками и однокилевым хвостовым оперением). МЗ "Кулон" представил на НТС аванпроект Су-27, причем основное внимание докладчик О.ССамойлович уделил варианту с интегральной компоновкой (на плакатах был показан и второй, "запасной" вариант Су-27 - классической схемы). От ММЗ "Скорость" выступал Генеральный конструктор АСЯковлев с проектами легкого истребителя Як-45И (на базе легкого штурмовика Як-45) и тяжелого истребителя Як-47. Оба являлись развитием схемы сверхзвукового перехватчика Як-33 с крылом переменной стреловидности и установленными на месте излома его передней кромки гондолами двигателей с лобовыми воздухозаборниками и отличались друг от друга в основном только размерами и массой. Спустя два месяца состоялось второе заседание НТС. Состав участников не изменился, однако ОКБ им. А.И.Микояна представило принципиально новый проект истребителя МиГ-29, выполненного теперь уже по интегральной схеме и имевшего меньшую размерность (нормальная взлетная масса 12800 кг). По итогам двух заседаний НТС ОКБ А.С.Яковлева выбыло из конкурса по причине необходимости доработки аэродинамической схемы для обеспечения безопасности продолжения полета истребителя при отказе одного из установленных на крыле двигателей, двум же другим участникам предстоял "третий тур". И здесь руководство ММЗ "Зенит" им. А.И.Микояна предложило другой вариант решения проблемы - разделить программу ПФИ на две отдельные программы, в рамках которых можно было бы продолжить создание как самолета Су-27 (в качестве тяжелого перспективного многоцелевого фронтового истребителя), так и МиГ-29 (в качестве легкого перспективного фронтового истребителя), обеспечив унификацию обоих самолетов по ряду систем оборудования и вооружению. В качестве аргумента были приведены первые результаты развернутых в 1971 г. институтами промышленности и заказчика исследований по формированию концепции построения парка истребительной авиации (ИА) ВВС страны 80-х гг. на основе двух типов истребителей - тяжелого и легкого, подобно тому, как это планировали сделать ВВС США. Сделаем небольшое отступление. В начале 70-х гг., когда еще только велась постройка первых опытных образцов YF-15, командование ВВС США пришло к выводу, что для более эффективного использования тактической авиации целесообразно иметь в ее составе как тяжелые и дорогостоящие истребители взлетной массой 19-20 т с мощным вооружением и совершенным бортовым оборудованием типа F-15, гак и значительно более легкие и дешевые самолеты массой 9-10 т с менее сложным оборудованием, ограниченным боекомплектом (только ракеты малой дальности и пушка), но обладающие более высокой маневренностью. В результате, в январе 1972 г. было объявлено о начале программы LWF (Light Weight Fighter), в рамках которой предполагалось создать истребитель, который находился бы в одном классе с МиГ-21. Уже спустя месяц пять фирм представили свои предложения, из которых для дальнейшей проработки были выбраны проекты "Дженерал Дайнемико и "Нортроп". В апреле 1972 г. с обеими фирмами был заключен контракт на разработку и изготовление опытных образцов истребителей, обозначенных соответственно YF-16 и YF-17, с целью проведения их сравнительных испытаний и выбора одного из них для серийного выпуска. По результатам летных испытаний YF-16 и YF-17, начатых в 1974-м, к производству был принят самолет фирмы "Дженерал Дайнемикс" (опыт, полученный при создании YF-17, позднее был использован при разработке многоцелевого палубного истребителя F/A-18). Одноместный легкий тактический истребитель F-16A поступил в массовое производство в 1978 г. В исследованиях, проводившихся в 11ИИ автоматических систем Минавиапрома (НИИАС МАП, ныне Государственный НИИ авиационных систем, ГосНИИАС) и Центральном НИИ авиационной и космической техники № 30 Министерства Обороны (30 ЦНИИ АКТ МО), было показано, что круг задач, возлагаемых на истребители, и способов их решения традиционно весьма широк. В идеале для решения каждой конкретной боевой задачи необходим специализированный тип истребителя с определенной системой вооружения. Так, для перехвата самолетов ударной авиации -требуется жесткая связь истребителя с наземными средствами наведения при действии над своей территорией и максимум автономности при действии за линией боевого соприкосновения (ЛВС); самолет должен располагать большой скороподъемностью и хорошими разгонными характеристиками, мощным ракетным вооружением и бортовым оборудованием, позволяющим производить обнаружение целей как в свободном пространстве, так и на фоне земли. Для решения задач сопровождения истребитель должен иметь большую дальность полета. Для ведения ближнего воздушного боя ему необходимы высокие маневренность и тяговооружен-ность, широкий диапазон скоростей, специфические виды вооружения (всеракурсные ракеты малой дальности, ракеты ближнего маневренного боя и т.п.). Удовлетворить столь противоречивым требованиям в проекте одного самолета представлялось вряд ли возможным. С другой стороны, ограниченность средств не позволяла иметь в составе ВВС несколько типов специализированных истребителей одновременно. Компромиссным решением могло бы стать построение парка ИА вооруженных сил страны на базе двух типов самолетов: сложного универсального тяжелого перспективного фронтового истребителя (ТПФИ), способного действовать автономно и в составе группы на достаточной оперативно-тактической глубине (250-300 км) над чужой территорией -аналога F-15, и легкого перспективного фронтового истребителя (ЛПФИ), предназначенного для действий над своей территорией и в пределах тактической глубины (100-150 км за ЛВС) - аналога F-16. ТПФИ должен был располагать большим запасом топлива и боекомплектом, включающим не менее четырех ракет "воздух-воздух" средней дальности и оружие ближнего боя (ракеты и пушки), совершенными системами навигации, обороны и связи; при специальной комплектации оборудования и вооружения он мог бы использоваться также в войсках ПВО страны. ЛПФИ, напротив, должен был стать простым в изготовлении и эксплуатации, не предъявлять высоких требований к подготовке летного и обслуживающего персонала, аэродромам базирования; его боекомплект мог бы быть ограничен двумя ракетами средней дальности и оружием ближнего боя (ракеты малой дальности и пушка). При обеспечении соотношения стоимостей ЛПФИ и ТПФИ в серийном производстве 1:2 построение перспективного парка ИА на базе двух типов самолетов (70% ЛПФИ и 30% ТПФИ) обеспечивало бы максимум его эффективности (по критерию "эффективность-стоимость"). Предложение ММЗ "Зенит" было принято, и оба ОКБ тем самым были избавлены от необходимости участия в изнурительной гонке за получением выгодного заказа. Таким образом, конкурс себя исчерпал, и летом 1972 г. вышли приказы министра авиационной промышленности, "узаконившие" продолжение разработки обоих истребителей - Су-27 и МиГ-29. РОЖДЕНИЕ CУ-27 В соответствии с приказом МАП, ОКБ П.О.Сухого во второй половине 1972 г. приступило к углубленной проработке аванпроекта, а затем и созданию эскизного проекта самолета Т-10. В связи с необходимостью расширения фронта работ, проектирование Су-27 в феврале 1973 г. было передано в конструкторскую бригаду, возглавляемую Леонидом Ивановичем Бондаренко. В конце года у темы появился и главный конструктор. Им стал Наум Семенович Черняков, до этого руководивший созданием самолета Т-4 ("100"), проектированием Т-4МС ("200") и ДПЛА "Коршун". Как уже отмечалось, помимо основного и "подстраховочного" (неинтегрального) вариантов компоновки в ОКБ П.О.Сухого в 1970-1975 гг. было проработано значительное количество альтернативных схем самолета. Основное внимание было уделено поиску оптимальных схем шасси и воздухозаборников. Было ясно, что предложенная в первоначальном варианте компоновки велосипедная схема шасси не имеет будущего на перспективном истребителе, а представленная в аванпроекте трехопорная схема не обеспечивает достаточную для безопасной эксплуатации колею. В результате рассмотрения ряда вариантов было принято решение "спрятать" основные опоры в специальные обтекатели на стыке центроплана и воздушных каналов двигателей. Ближе к хвостовой части самолета эти обтекатели переходили в обтекатели узлов навески горизонтального оперения и гидравлических рулевых агрегатов стабилизатора. Обтекатели основных опор шасси впервые появились на варианте компоновки Т-10 с так называемым пакетным размещением воздухозаборников и максимально сближенными друг к другу гондолами двигателей (по типу самолета Т-4). Такая схема не получила развития из-за значительно сократившихся внутренних объемов планера для размещения топлива. Прорабатывался и вариант с круглыми воздухозаборниками с центральным телом - полуконусом. И хотя на испытаниях были получены неплохие характеристики таких воздухозаборников, к реализации был принят вариант, близкий к исходному - с воздухозаборниками прямоугольного сечения и горизонтальным расположением клина торможения и регулируемых панелей. Одной из наиболее сложных задач в процессе разработки Су-27 стало выдерживание весовых лимитов. Снижению массы конструкции самолета придавалось первоочередное значение. Еще на ранних стадиях разработки Т-10 начальником отдела проектов О.С.Самойловичем были получены неутешительные данные по увеличению взлетной массы истребителя при использовании новых систем оборудования: расчеты показывали, что увеличение массы бортового радиоэлектронного оборудования на 1 кг влекло за собой увеличение взлетной массы всего самолета на целых 9 кг! Для двигателя и самолетных систем эти показатели составляли соответственно 4 и 3 кг. Было ясно, что без всемерного облегчения конструкции взлетная масса истребителя может выйти за все мыслимые пределы, и необходимые летные характеристики достигнуты не будут. Вопросами соблюдения высокой весовой культуры занимался первый заместитель Генерального конструктора Евгений Алексеевич Иванов, лично тщательно следивший за разработкой практически каждого узла конструкции, где имелись резервы для снижения массы. Именно Е.А.Иванов дал указание заместителю главного конструктора по прочности Н.С.Дубинину выполнять прочностной расчет Су-27 из условия действия на него нагрузок, составляющих 85% от расчетных, с возможным последующим усилением конструкции по результатам статических испытаний. Кроме того, удалось убедить заказчика на уточнение ТТТ в части максимальной эксплуатационной перегрузки с полной заправкой топливных баков. Дело в том, что первый вариант требований к Су-27 предусматривал примерно 10-процентное превосходство нового истребителя над американским аналогом. Таким образом, если дальность полета F-15 без подвесных топливных баков составляла 2300 км, то для Су-27 требовалось получить 2500 км, на что при заданных расходных характеристиках силовой установки было необходимо около 5.5 т топлива. Углубленная проработка конструкции Су-27 показала, что интегральная компоновка планера самолета выбранной размерности позволяет разместить в нем почти 9 т керосина. По существовавшим в СССР нормам прочности за расчетную полетную массу самолета принималась масса с 80% остатком от полной заправки топливом. Естественно, что для достижения той же перегрузки с большей на 3-5 т полетной массой требовалось значительное усиление, а следовательно, и утяжеление конструкции. Требуемой же дальности самолет должен был достигать и при неполной заправке баков. Вместе с тем отказываться от "лишних" почти 1500 км дальности, которые обеспечивал полный запас топлива, помещавшийся во внутренние объемы разработанной интегральной компоновки, казалось суховцам нецелесообразным. В результате при поддержке руководства службы вооружения ВВС - заместителя главнокомандующего ВВС по вооружению генерал-полковника авиации М.Н.Мишука, начальника научно-технического комитета ВВС генерал-лейтенанта авиации Г.С.Кириллина и начальника управления заказов генерал-лейтенанта авиации В.Р.Ефремова - было найдено компромиссное решение. ТТТ к самолету Су-27 разделили на две части:
Таким образом, вариант полной заправки стал рассматриваться как вариант со своеобразным "внутренним подвесным баком". Разумеется, никто не требовал от истребителя с ПТБ иметь такие же маневренные характеристики, как у самолета без подвесных баков. Тем самым, с одной стороны, удалось избежать перетяжеления конструкции из условий обеспечения прочности, а с другой стороны, получить дальность полета без реальных подвесных баков даже большую, чем у других истребителей с ПТБ, вынесенными в поток. Большие перспективы для снижения массы конструкции имело использование композиционных материалов на основе углепластиков. На МЗ "Кулон" специально был построен цех по изготовлению деталей из композитов, однако еще до сборки первых опытных образцов самолета от широкого применения композиционных материалов в конструкции Су-27 отказались из-за нестабильности их характеристик. Кстати, создателям МиГ-29 также пришлось столкнуться с этим коварным свойством композитов, только произошло это значительно позже. Уже в процессе эксплуатации на "мигах" стали наблюдаться случаи разрушения композиционных конструкций. Пришлось срочно заменять композиты в ряде агрегатов МиГ-29 (например, воздушных каналах двигателей и отклоняемых носках крыла) на традиционные алюминиевые сплавы. В результате на Су-27 композиционные материалы нашли применение в основном только в конструкции обтекателей различных радиоэлектронных устройств. Снизить массу самолета помогло широкое внедрение титановых сплавов и освоение прогрессивных технологий, в первую очередь, сварки титановых деталей в среде аргона, а также химического фрезерования, формообразования с эффектом сверхпластичности металла и т.п. В процессе рабочего проектирования были разработаны, а затем изготовлены при постройке опытных образцов Т-10 уникальные сварные титановые конструкции - панели центроплана, хвостовой части фюзеляжа, силовые шпангоуты и др. Только использование титановых панелей центроплана снизило массу конструкции планера более чем на 100 кг. Значительный вклад в освоение новых технологических процессов в опытном производстве ОКБ П.О.Сухого, переданных затем на серийный завод, внесли директор МЗ "Кулон" А.С.Зажигип, главный инженер Г.Т.Лебедев, главный сварщик В.В.Редчиц, заместитель главного инженера В.В.Тареев, начальник производства А.В.Курков и другие. К 1975 г. работы по эскизному проектированию Су-27 были завершены, были сформированы аэродинамическая и конструктивно-силовая схемы самолета, найдены основные конструктивные решения, и можно было приступать к выпуску рабочих чертежей и постройке опытных образцов. Спустя год, в 1976-м, наконец вышло постановление ЦК КПСС и Совета Министров СССР о создании самолета Су-27 - основной в Советском Союзе документ в "биографии" любого летательного аппарата. Итак, что же представлял собой перспективный фронтовой истребитель Т-10? Аэродинамическая компоновка истребителя была произведена по нормальной схеме, в соответствии с которой горизонтальное оперение площадью 12.63 м2 разместили за крылом по внешним сторонам гондол двигателей; двухкилевое вертикальное оперение плошадью 14.0 м2 устанавливалось на мотогондолах без развала. Консоли крыла оживальной формы, с плавным изменением угла стреловидности по передней кромке (угол стреловидности базового крыла 41 град. ), через зону наплыва плавно сопрягались с фюзеляжем, образуя единый несущий корпус. Крыло имело ярко выраженную аэродинамическую крутку и неподвижный отогнутый вниз носок. Управление самолетом должно было осуществляться с помощью цельноповоротного стабилизатора, консоли которого могли отклоняться дифференциально, элеронов и рулей направления. Механизация крыла включала поворотные закрылки площадью 2.28 м2. Консоли крыла и горизонтального оперения, а также кили снабжались противофлаттерными грузами. В головной части фюзеляжа были оборудованы отсек бортовой радиолокационной станции, прикрытой радиопрозрачным обтекателем, кабина с фонарем, обеспечивающим летчику хороший обзор во все стороны, и закабинный отсек оборудования. Под кабиной размещалась ниша уборки передней опоры шасси. Фонарь кабины состоял из неподвижного беспереплетного козырька и сдвижной назад части. Пилот размещался в кабине на унифицированном катапультном кресле К-ЗбДМ, разработанном на МЗ "Звезда" (пос. Томилино Московской области, главный конструктор Г.И.Северин) и обеспечивающем надежное спасение летчика в широком диапазоне скоростей и высот полета, включая режимы движения самолета по аэродрому со скоростью от 70 км/ч. Перед кабиной по оси самолета размещался оптический блок оптико-локационной станции. Два турбореактивных двигателя устанавливались в изолированных гондолах, подвешиваемых под несущим корпусом и разнесенных в стороны от оси самолета, при этом между гондолами на нижней поверхности несущего корпуса обеспечивалась установка пусковых устройств для ракет "воздух-воздух". Для получения оптимальных характеристик силовой установки во всем диапазоне высот и скоростей поле-га воздухозаборники двигателей, размещенные под центропланом и имевшие горизонтальный клин торможения, были выполнены регулируемыми с помощью подвижных панелей и снабжены специальными отверстиями для перепуска воздуха. Верхняя стенка воздухозаборника была отодвинута от нижней поверхности центроплана, за счет чего образовывалась щель для слива пограничного слоя. Шасси было спроектировано по классической трехопорной схеме, при этом переднюю опору для обеспечения действия на нее относительно невысоких нагрузок вынесли далеко вперед...
|
|
Простая ссылка на эту работу:
Ссылка для размещения на форуме:
HTML-гиперссылка:
|
Добавлено: 2010.10.21 Просмотров: 2990 |
Notice: Undefined offset: 1 in /home/area7ru/area7.ru/docs/linkmanager/links.php on line 21
