Су-27: лучший в мире истребитель

Опыт боев но Вьетнаме показал, что применение самолетов-истребителей с ограниченной маневренностью F-4 «Фантом», вооруженных только ракетами «Спарроу» и «Сайдуиндер», оказалось несостоятельным. Даже устаревшие МиГ-17 при энергичном маневрировании успевали уклониться от ракет, заходили «Фантомам» в хвост и расстреливали их из мощного пушечного вооружения. Не случайно ВВС США были вынуждены срочно довооружить F-4 пушкой М-61 «Вулкан» калибра 20 мм большой скорострельности.

Именно опыт вьетнамской войны подтолкнул США к скорейшей разработке концепции нового самолета-истребителя, обладающего повышенной маневренностью, вооруженного управляемыми всеракурсными ракетами и пушками, а также оснащенного новыми системами управления вооружением (увеличение дальности обзора и разрешающей способности, многоканалыюсть). ВВС США объявили конкурс на разработку самолета YF-15, в котором участвовали четыре фирмы. Это то, что мы называем сейчас истребителями четвертого поколения.

Аналогичный конкурс был объявлен и нашими ВВС. В нем участвовали фирмы МиГ, Су и Як. Вначале П.Сухой хотел отказаться от участия в конкурсе, мотивируя это тем, что наше отставание в радиоэлектронике не позволит нам создать относительно легкий самолет. Кроме того, в числе требований к перспективному фронтовому истребителю (ПФИ) содержалось и такое: оп должен быть единым для ВВС и авиации ПВО страны. Это вообще было практически невыполнимо, хотя бы потому, что РЛС ВВС работали в 2-см диапазоне, а РЛС авиации ПВО — в 4-сантиметровом.

Упорство П.Сухого продолжалось несколько месяцев, пока ему не «выкрутили руки», и он дал команду на начало работ. Честно сказать, мы начали не с пустого места: уже более года такая разработка в отделе проектов велась, правда занимался ею всего один конструктор — Владимир Иванович Антонов. Больше я выделить не мог, хотя уверенность, что нам этим заниматься придется, была.

В основу аэродинамической компоновки крыла была положена концепция так называемого «синусоидального крыла». В начале I960 г. в английском журнале «Aerocraft Engineering» были приведены результаты продувок такого крыла в аэродинамических трубах, причем с визуализацией его обтекания, которые показали, что на синусоидальном крыле с острой кромкой возникает присоединенный вихрь, практически не отрывающийся до самых концевых сечений. Французы получили аналогичные результаты на так называемом «готическом» крыле.

Таким образом, к тому моменту, когда в начале 1971 г. дали указание приступить к разработке, мы были уже отчасти готовы. В выходные (чтобы никто не мешал) на работу вышли три человека: Владимир Антонов, Валерий Николаенко и я. Так появилась на свет первая компоновка самолета Т-10 — будущего Су-27. При этом под влиянием самолета Т-4МС вся поверхность новой машины выполнялась набором деформированных аэродинамических профилей, а потом на нее надстраивалась головная часть фюзеляжа и подвешивались мотогондолы. Такая компоновка получила название «интегральной».

Кроме того, на основе летных испытаний самолета Т-4 было принято решение выполнять самолет статически неустойчивым на дозвуковых скоростях полета с электродистанционной четырехкратно резервированной системой управления.

Антонов и Николаенко проводили необходимые расчеты и прорабатывали наиболее ответственные узлы, а я вычерчивал компоновку. Не все у нас получилось сразу. В частности, никак не вписывалась схема с трехопорным шасси. Поэтому на этой, первой компоновке шасси было выполнено по велосипедной схеме с распределением нагрузок как при трехопорной схеме. Подкрыльные опоры убирались в обтекатели на крыле.

Аэродинамическая схема несущей поверхности первого варианта самолета Т-10.

Модель Т10 в самом первом компоновочном варианте.

В понедельник доложились П.Сухому. Он внимательно рассмотрел компоновку и велел делать продувочную модель для трубы Т-106 ЦАГИ. Результаты продувок были очень обнадеживающими — при умеренном удлинении, равном 3,2, мы получили значение максимального аэродинамического качества 12,6.

Несмотря на то, что работа по новой машине шла вовсю, не оставляли сомнения — а вдруг мы упустили еще какой-нибудь более выгодный вариант? В процессе проектирования мы имели достаточно подробную информацию из открытой зарубежной печати о компоновочных схемах, разрабатывавшихся в США по программе YF-15. Откровенно говоря, мне нравилась компоновочная схема фирмы Нортроп, которая была похожа на нашу, и я опасался, что конкурс выиграет именно этот их проект. И когда было объявлено, что конкурс выиграла фирма Мак Доннелл, я облегченно вздохнул.

Надо сказать, у нас к тому времени была разработана компоновка по типу МД F-15 и проведены продувки модели в ЦАГИ. Поэтому я приобрел уверенность, что F-15 никогда не догонит Су-27 по своим летно-техническим характеристикам. Не исключалось, правда, что в открытой печати нам подсовывали дезинформацию. Когда же в начале 1972 года самолет F-15 продемонстрировали журналистам и появились его фотографии и общие виды, я полностью успокоился. Кстати, в то время к П.Сухому приехал начальник ЦАГИ Георгий Петрович Свищ и, входя в кабинет, произнес знаменательные слова: «Павел Осипович! Наше отставание превратилось в наше преимущество. Самолет взлетел, и мы знаем, какой он есть».

Если говорить о фирме Мак Доннелл, то мне кажется, что при создании F-15 она находилась под влиянием компоновки самолета МиГ-25. Поскольку разработка аванпроекта требовала расширения фронта работ, я заручился согласием П.О. о передаче всех дел по самолету Су-27 в бригаду Л.Бондаренко — она в то время была загружена меньше всех.

Общий вид первого варианта компоновочной схемы самолета Су-27.

Общие виды и продувочные модели классической (вверху) и интегральной (внизу) схем, представленных в аванпроекте самолета Су-27.

В бригаде начались проработки альтернативных вариантов компоновочных схем.

Аванпроект у нас задумывался в шести книгах, но мы успели разработать только две. В них приводились общие виды и основные данные двух вариантов компоновочных схем: интегральной и классической, с обычным фюзеляжем. Главное, чему уделялось внимание в этой книге — это расчет градиентов взлетного веса самолета (их проводил лично я).

Было установлено, что увеличение веса покупного готового изделия бортового радиоэлектронного оборудования на 1 кг увеличивает взлетный вес самолета на 9 кг. Для сухого веса двигателя этот градиент был равен 4 кг, для механического оборудования — 3 кг.

Началась более глубокая проработка проекта самолета. Прежде всего, под нажимом технологов мы вынуждены были отойти от идеологии единого несущего корпуса, набранного из крыльевых профилей, и организовать, где это только возможно, особенно в нагруженных зонах, линейчатые поверхности. Спроектировали стойки главных опор шасси по типу самолета США F-14 «Томкэт». При этом стойка вылезала из корпуса и укладывалась в специальные обтекатели, которые увеличивали площадь поперечного сечения самолета. И вот здесь я допустил крупную ошибку — створки ниш шасси были выполнены в виде тормозных щитков (как на Су-24), открывавшихся поперек потока перед горизонтальным оперением, что, как потом выяснилось, приводило к снижению его эффективности и бафтингу.

Объединенные научно-технические советы проводились в 1972 г. Участвовали фирмы МиГ, Су и Як. П.О.Сухому удалось на этот НТС провести самую большую делегацию: меня и заместителей главных конструкторов И.Баславского и М.Симонова. Первым от КБ Микояна выступал Глеб Евгеньевич Лозино-Лозинский с компоновочной схемой истребителя МиГ-29, выполненной по образу и подобию самолета МиГ-25. Вторым выступал я с нашей интегральной компоновкой, доклад прошел спокойно. Яковлев выступил с самолетами Як-45 и Як-47.

Через полтора-два месяца состоялось второе заседание НТС. Я только немного уточнил состав плакатов, а фирма МиГ успела подготовить новый вариант компоновки. Это была уже интегральная схема, очень похожая на ныне существующий самолет МиГ-29. Что интересно — фирма МиГ получила авторское свидетельство на интегральную компоновку самолета-истребителя раньше КБ П.О.Сухого. Впоследствии нам пришлось затратить немало сил, чтобы получить авторское свидетельство на самолет Су-27.

Компоновочные схемы самолетов, представленные на первый объединенный НТС. Схема самолета F-15 приведена для сравнения.

По итогам двух заседаний КБ Яковлева выбыло из конкурса, и встал вопрос о проведении третьего тура, который не был нужен ни фирме МиГ, ни фирме Су — эта постоянная нервотрепка, попытка узнать, что делается на той, «другой» фирме. И тогда КБ МиГ вышла с радикальным предложением — разделить тему на две подтемы: тяжелый ПФИ — анти-F-15 и легкий ПФИ — анти-F-16.

В ГосНИИАС и 30 ЦНИИ АКТ было организовано математическое моделирование с целью определить целесообразность создания смешанного парка самолетов. Расчеты, проводившиеся из условия соотношения стоимостей Су-27:МиГ-29 — не менее 2:1, показали, что смешанный парк является наиболее оптимальным при условии, что он должен состоять из 1/3 Су-27 и 2/3 МиГ-29. На обсуждения приглашались представители промышленности.

В процессе разработки самолета Су-27 Е.Иванов возложил на свои плечи очень трудную и нервную задачу — выдерживание весовых лимитов и снижение веса конструкции планера. Он вникал буквально в каждую принципиальную схему, давал задания па дополнительную проработку. И такие совещания (отдел за отделом) он проводил не реже, чем два раза в неделю. Что касается прочности конструкции, то Е.Иванов приказал заместителю главного конструктора по прочности Николаю Сергеевичу Дубинин все нагрузки определять из условия 85 % расчетных нагрузок. Дубинин возражал, на что Иванов сказал: «Выполним конструкцию на 85% нагрузок, затем поставим ее на статические испытания, где сломается, только там и будем усиливать». Кроме того, Иванов требовал разработки программы запасов веса на основе новых технических решений, в частности — конструкций из углепластиков.

На заводе был построен цех по производству конструкций из композиционных материалов, был закуплен крупногабаритный западногерманский автоклав «Шольц». Однако «композиты» не нашли широкого применения на самолете Су-27, в основном — из-за нестабильности характеристик, много деталей и узлов отбраковывалось.

Когда самолет Су-27 строился, министр П.Дементьев все время ругал Иванова за слабое внедрение конструкций из углепластика и ставил в пример работу КБ Микояна над самолетом МиГ-29. Особенно удачными на МиГ-29 получились каналы подвода воздуха к двигателям и нижние капоты мотогондолы, за счет чего замена двигателей производится за рекордно малое время (двигатель снимается вниз без нарушения основной силовой схемы самолета).

Е.Иванов как мог отделывался от министра: «Петр Васильевич, мы и так получили очень хорошую весовую отдачу по конструкции и не хотим сейчас рисковать. Посмотрим, чего достигнет КБ Микояна. И если действительно получится выигрыш в весе, я немедленно начну заменять материал».

Итак, самолет Су-27 пошел в полномасштабную проработку, и сразу же полезли «мелочи», которые приводили к крупным изменениям в компоновке. Владимир Антонов вспоминает, что в КБ Су-27 прозвали «самолетом изменяемой компоновки». Всеми силами мы стремились оптимизировать график площадей поперечных сечений (в головной части существовал сильный провал). И здесь мной была допущена очень крупная ошибка, которая стоила потери двух месяцев работы: я решил сделать передний наплыв с толстой передней кромкой, примерно такой, какая есть на бомбардировщике США В-1. При этом как-то совершенно забылось, что это противоречило первоначальной и главной идее — повышению несущих способностей крыла за счет острой передней кромки наплыва.

Мы разработали новую математическую модель несущего корпуса, сделали смотровую деревянную модель головной части фюзеляжа в М1:10, пригласили Г.С.Бюшгенса. Он приехал, посмотрел модель и произнес всего только два слова, запомнившихся мне на всю жизнь: «Интегральная размазня». Когда я говорю о своей ошибке, употребляемое местоимение «я», конечно, не означает, что вместе со мной не работали другие, включая аэродинамиков, но, что интересно, никто меня не остановил.

К этому времени ВВС подготовило проект ТТТ на тяжелый перспективный фронтовой истребитель (ТПФИ). Надо сказать, что в СССР к тому времени уже знали о содержании требований ВВС США к F-15. Так вот военные, не мудрствуя лукаво, пошли самым простым путем: требования к ТПФИ они составили путем простого пересчета требований к F-15 на улучшение в среднем на 10%. Например, если дальность полета на высоте с внутренним запасом топлива (без подвесных баков) для F-15 составляла 2300 км, то от ТПФИ требовалась дальность 2500 км. Или, к примеру, время разгона с 600 до 1300 км/час для F-15 было не более 20 сек, а нам задавалось — 17 или 18.

В результате нам было необходимо только 5,5 т топлива, в то время как мы были в состоянии разместить 9 т (это особенности интегральной компоновки). Возникла пикантная ситуация. Что делать? Уменьшать самолет или «возить воздух»? Ни то, ни другое нас не устраивало. Тем более что по нашим нормам прочности за расчетный взлетный вес принимается вес с 80% топлива во внутренних топливных баках (за рубежом — с 50% топлива).

Решить проблему путем переписки было практически невозможно, пришлось бы задействовать очень большое число организаций. Оставалось одно: организовать круглый стол на уровне лиц, принимающих решение.

В конце концов, выход был найден. Мы подготовили новый вариант проекта требований, отличавшийся тем, что там формулировались раздельно требования к самолету с нормальным и с максимальным запасом топлива во внутренних баках. Эксплуатационная перегрузка при максимальном запасе топлива уменьшалась из условия, что произведение «вес X перегрузка» является постоянной величиной. П.Сухой одобрил это предложение и дал мне санкцию на встречу с руководством ВВС.

Нам повезло в том смысле, что в то время во главе инженерно-технической службы ВВС находились очень грамотные, высокообразованные, интеллигентные люди: заместитель Главкома по вооружению генерал-полковник М.Н.Мишук, начальник научно-технического комитета генерал-лейтенант Г.С.Кириллин и начальник управления заказов генерал-майор В.Р.Ефремов. С ними было приятно работать. Они быстро разобрались в чем дело и согласились. В итоге мы четверо подписали оба экземпляра этого документа, и он стал основой для дальнейшей разработки ТТТ. Никто на этом совещании больше не присутствовал, хотя М.Мишук вполне мог пригласить еще восемь-десять генералов для получения согласующих подписей.

Варианты компоновки Су-27.

Одновременно удалось решить еще одну проблему — заручиться поддержкой ВВС в вопросе о переходе на новых самолетах на единый, унифицированный для истребительной авиации ВВС и авиации ПВО страны диапазон волн для РЛС. С той же идеей выступило и КБ Микояна. Распределением частот и диапазонов между родами войск занимался Генеральный Штаб, и самостоятельно решить этот вопрос не могли ни ВВС, ни одна из фирм по отдельности. Только так, всем миром, но докладу-обоснованию нескольких министерств мы подвигли Генеральный Штаб к принятию решения. А уже оно повлекло за собой разработку новых РЛС и нового поколения ракет «воздух-воздух» К-27 и К-27Э.

Что касается распределения функций между самолетами МиГ-29 и Су-27, то:
— для Су-27 основная роль отводилась боевым действиям над территорией противника: изоляция фронтовой группировки, расчистка воздушного пространства (во время Второй Мировой войны это называлось «свободной охотой»), использование самолета в качестве ударного;
— для МиГ-29 основной задачей являлось завоевание превосходства в воздухе над полем боя и прикрытие с воздуха нашей фронтовой группировки, то есть функция «зонтика».

Такое распределение задач было основано на значительном различии в дальности полета и максимальном весе боевой нагрузки: Су-27 — дальность полета 4000 км без дозаправки, вес боевой нагрузки 8000 кг; МиГ-29 — дальность полета 1500 км, вес боевой нагрузки 4000 кг. Это означало, что самолет Су-27 имеет боевой радиус действия 1600 км, то есть может вести воздушные бои у побережья Атлантического океана, выполняя функции «воздушного рейдера». Эта функция особенно важна для корабельного истребителя, который должен в течение полутора часов барражировать на удалении 400 км. Первый летный экземпляр самолета имел крыло с сильно выраженной аэродинамической круткой и неподвижным сильно отогнутым вниз носком. Целью этой компоновки являлось достижение максимальной дальности полета.

Самолет Т10-1 совершил первый вылет в мае 1977 г., а через год к летным испытаниям был подключен второй самолет — Т10-2. Обе машины оснащались двигателями АЛ-21ФЗ. Основной целью летных испытаний являлось определение летных характеристик и отработка электродистанционной системы управления. Поначалу происходили отказы каналов вычислительной системы управления, которые военные пытались трактовать как предпосылку к летным происшествиям. Пришлось долго объяснять, что при четырехкратном резервировании предпосылка появляется только после третьего отказа.

Серьезный дефект обнаружился в гидросистеме самолета. Поскольку рабочее давление в этой системе составляло 280 атм., то для снижения веса трубопроводы были выполнены из высокопрочной стали ВНС-2. Значительная их часть прокладывалась через топливные баки с целью охлаждения гидрожидкости. И вот эти трубопроводы начали лопаться. Причину установили быстро — недостаточная чистота (гладкость) поверхности бужа, протягиваемого через трубу, приводила к образованию на внутренней поверхности трубы рисок, которые становились концентраторами напряжений.

Для нас же каждый разрыв трубопровода останавливал самолет на несколько дней: необходимо было снять верхние панели топливных баков, заменить трубопроводы, закрыть баки и испытать топливную систему на герметичность. В итоге мы были вынуждены заменить материал трубопроводов на пластичную нержавеющую сталь, то есть экономию в весе реализовать не удалось.

7 июля 1977 г. в КБ произошло несчастье — погиб заслуженный летчик-испытатель, Герой Советского Союза полковник Е.С.Соловьев. В то время В.Ильюшин и Е.Соловьев летали по одной и той же программе на подбор передаточных отношений в системе управления самолетом.

В предыдущем полете В.Ильюшин обнаружил легкую раскачку самолета, о чем он на словах и сообщил ведущему инженеру Р.Ярмаркову: «Что-то не понравился мне сегодня самолет. качался, наверно в болтанку попал». К сожалению, это никак не было отмечено в полетном листе. В следующем полете Е.Соловьев попал в аналогичную, но жестокую раскачку: три заброса, один из которых вывел самолет на разрушающую перегрузку — самолет развалился в воздухе.

В 1976 г. Главным конструктором темы Су-27 был назначен М.П.Симонов, и на его долю выпала основная тяжесть по разгребанию «мусора», накопившегося в процессе доводки самолета. А к тому моменту хлопот нам прибавилось и со стороны смежников.

Первый удар мы получили от ОКБ «Сатурн», разрабатывавшего двигатель АЛ-31Ф. В задании на двигатель было записано требование к значению минимального удельного расхода топлива 0,61+0,02 кг топлива на кг тяги в час — весьма трудно достижимая величина. Я несколько раз встречался с Генеральным конструктором А.М.Люлькой и уговаривал его согласиться. И уговорил.

Прошло два года. А.Люлька представляет эскизный проект, в котором 0,61 превратилось в 0,64 (то есть удельный расход увеличился на 5%). Кроме того, не были выполнены требования по значениям максимальной тяги у земли и на высоте. Но спрашивать-то в конечном итоге будут не с конструктора двигателя, а с конструктора самолета. Для нас же «недобор» характеристик двигателя означал, что самолет не доберет ни дальности, ни скорости полета на высоте и у земли. Возник большой скандал. Министр В.Казаков провел у нас на фирме специальное совещание, на котором присутствовали А.Люлька, военные и начальники институтов МАП.

Казаков «метал молнии». Он дошел до личных оскорблений в адрес А.Люльки, пообещав снять того с академиков. Архип Михайлович стойко выдержал атаку, потом встал и очень спокойно, с легким украинским акцентом произнес: «Василь Александрович! Не ты мне академика давал, не тебе это звание у меня и забирать. Ты, Василь Александрович, должен это знать. А если у тебя чешется, кого бы выгнать, то выгони вот этого академика (и повернулся к начальнику Всесоюзного института авиационных материалов Шалину). Он мне обещал монокристаллическую лопатку для турбины, не требующую отбора воздуха на ее охлаждение. Где лопатка? Нет лопатки! Так я был вынужден перейти на обычную стальную охлаждаемую, то есть отобрать часть рабочего тела на охлаждение. Вот вам и рост удельных расходов, вот вам и недобор тяги».

Но так уж повелось: за работу всех смежников отвечает Генеральный конструктор самолета. Не хватает дальности — доливайте топлива, не хватает тяги для получения заданной скорости — уменьшайте лобовое сопротивление самолета. После всех этих неурядиц с двигателями мы вынуждены были подвергнуть самолет коренной переделке. Уменьшили мидель, организовали дополнительные емкости на 800 кг топлива, разработали новую схему шасси, тормозной щиток перенесли с крыла на верхнюю поверхность фюзеляжа, а кили — с мотогондол на вновь организованные балки горизонтального оперения. С целью снижения лобового сопротивления была уменьшена кривизна крыла и введены отклоняемые носки.

В том, что новый вариант самолета довольно быстро увидел свет, — несомненная заслуга М.П.Симонова, проявившего в этом деле исключительную энергию. Созданию, мягко говоря, «сильно измененного Су-27» противился министр В.Казаков. И его тоже можно было понять: в серию уже запустили предыдущий вариант, произвели гигантские затраты (всего самолетов Су-27 в первом варианте было выпущено на серийном заводе 9 экземпляров). Однако энергия М.Симонова при поддержке заместителя министра И.Силаева сделали свое дело — новый вариант Су-27 получил право на жизнь.

Вторую неприятность нам преподнесло научно-производственное объединение «Фазотрон», разрабатывавшее радиолокатор. У них не получилась щелевая антенна. Снова совещание, итогом которого явилось решение о разработке РЛС с обычной косегреновской антенной. Внедрение РЛС со щелевой антенной предусматривалось уже только с самолета Су-27М. К слову, после всех этих совещаний с работы был снят Генеральный конструктор РЛС В.К.Гришин, за два месяца до того удостоенный звания Героя Социалистического труда за разработку радиолокатора «Заслон» для перехватчика МиГ-31.

Первый опытный самолет T10-I.

В декабре 1979 г. М.Симонов стал заместителем министра авиационной промышленности. Главным конструктором Су-27 назначили заместителя Главного конструктора нашего КБ, бывшего начальника отдела систем управления А.А.Колчина. Весной 1981 г. начались испытания первого экземпляра самолета новой компоновки — Т10-7. Полеты проходили успешно, но в сентябре того же года машина погибла.

В одном из вылетов на полигоне Белые Столбы неожиданно для летчика самолет остался без топлива. Летчик-испытатель В.Ильюшин впервые в жизни катапультировался. Кары, обрушившиеся на КБ, не соответствовали тяжести происшедшего: Главный конструктор А.Колчин был снят с работы, а ведущий инженер Р.Ярмарков уволен из КБ без права работать на других предприятиях авиапромышленности. Думаю, при П.Дементьеве такого быть не могло.

К этому времени я был загружен в КБ другими работами, не имевшими прямого отношения к Су-27, поэтому рассказывать об истории самолета больше не стану. Полагаю, что об этой великолепной машине и так уже немало написано — и у нас, и за рубежом.

Схемы — Л. Юргенсона и Н. Гордюкова. Фото — Л. Юргенсона и из архива автора.

/Олег Самойлович, topwar.ru/