Глав: 10 | Статей: 10
Оглавление
Созданный и 1966 году на базе истребителя-бомбардировщика Су-7 опытный самолет С-22И стал первым в СССР самолетом с изменяемой в полого геометрией крыла. Первой серийной модификацией стал выпущенный в 1970 году истребитель-бомбардировщик Су-17 (С-32). Следующим был самолет с двигателем АЛ-21Ф - Су-17М, за которым последовали Су-17М2, Су-17,М3 м Су-17М4, выпускавшиеся в больших количествах. Кроме того были созданы учебно-боевые варианты Су-17УМ и Су -17 У М3 На экспорт поставлялись Су-20/22/22М/22М4/22УМЗ, которые принимали участие в конфликте па Ближнем Востоке. Африке, Латинской Америке, Азии, Афганистане и др. В процессе эксплуатации Су-17 показал себя достаточно надежным самолетом. Большинство потерь случалось по вине личного состава —ошибки в пилотировании, нарушения полетных заданий и эксплуатационных ограничений.

К завершению производства Су-17 в 1990 году в ВВС СССР насчитывалось 1095 самолетов этого типа. Всего же вместе с экспортными было построено 1860 машин, часть из которых до сих нор состоит на вооружении целого ряда стран.

Концепция

Концепция

С наступлением шестидесятых годов начался новый этап в развитии военной авиации. Бурный прогресс на рубеже пятидесятых требовал создания все более скоростных и высотных сверхзвуковых самолетов —«пилотируемых ракет» с мощным реактивным вооружением и сложным радиоэлектронным оборудованием. Стоимость самолетов стремительно возрастала. Выделяемых из бюджета средств уже не хватало на то, чтобы иметь множество различных по назначению типов машин. Между тем, начиная с конца пятидесятых, вследствие известных тенденции в военном строительстве ассигнования на нужды ВВС, как и других «нестратегических» видов вооруженных сил, были резко сокращены. Разнообразие же поставленных перед авиацией задач, коих отнюдь не стало меньше, требовало найти выход, который виделся в создании многоцелевых самолетов, способных вести воздушный бой, уничтожать наземные цели, оказывать огневую поддержку наземным войскам и выполнять разведку.

В то же время были пересмотрены взгляды и на тактику действий фронтовой авиации. Совершенствование средств ПВО «выживало» самолеты на малые высоты, заставляя их прижиматься к земле, где они были бы менее заметны для РЛС противника и зенитных ракет. Но сверхзвуковые ракетоносцы мало подходили для полетов в условиях, значительно отличавшихся от расчетных крейсерских или максимальных режимов. Вместе с тем требовалась значительная дальность полета, расширявшая боевые возможности самолетов.

Все большее значение приобретала возможность базирования на полевых аэродромах. Крупные авиабазы оказались слишком уязвимы, а выход из строя бетонированных ВПП надолго приковывал все находящиеся на них самолеты к земле. К тому же огромные стационарные аэроузлы с их сложной инфраструктурой были очень дороги. При обсуждении во Франции одной из авиационных программ с чисто галльской изысканностью было замечено, что она «требует зарыть в землю денег больше, чем выбросить на ветер».

Основные направления развития военной авиации рождались не в кабинетной тиши. Многочисленные локальные конфликты пятидесятых — шестидесятых годов подтвердили необходимость новых подходов к созданию боевых самолетов следующего поколения.

На смену прежнему «покорению барьеров» пришел более рациональный подход, основным критерием которого стало сочетание «эффективность —стоимость». Предстояло ответить на вопрос: достаточно ли эффективна новая машина, чтобы оправдать затрачиваемые па нее средства. «Эффективность» в этом уравнении пока была на первом месте, лишь спустя полтора десятка лет их поменяют местами.

Параллельно изменилось отношение к роли авиаподдержки войск и была признана ее необходимость и без средств ядер наго поражения (предыдущее десятилетие считалось, что основной поражающей силой будет ядер нов оружие, и применение обычных боеприпасов авиацией даже на учениях допускалось лишь в развитие ядерного удара). Эти функции, помимо бомбардировщиков, отводились ИБА— «многоцелевому» роду авиации.

К середине 60-х годов специалистами ЦНИИ-30, ведавшего общими вопросами авиатехники ВВС, были сформированы новые требования к многоцелевому фронтовому самолету:

- сверхзвуковая скорость в крейсерском полете и способность прорыва ПВО на малых высотах,

- короткий взлет и посадка, позволяющие базироваться на полевых аэродромах с длиной ВПП порядка 1000-1200 м,

- большой радиус действия— 700-800 км с 1 т бомб.

Перспективным для удовлетворения этим противоречивым требованиям представлялось применение крыла с изменяемой стреловидностью. Собственно говоря, термин звучит как «крыло с изменяемой геометрией», пли сокращенно КИГ, так как при повороте консолей существенно меняется и площадь консолей, и относительная толщина профиля, и удлинение, и сужение —одним словом, все важнейшие аэродинамические характеристики.



Опытный С-22И на аэродроме ЛИИ, зима 1968 года.

Хотя сама идея изменения основных параметров крыла зародилась еще в тридцатые годы и имела некоторый опыт реализации, во всей полноте эту проблему предстояло решить только теперь. Всякая идея обретает жизнь только тогда, когда она становится действительно необходимой, а преимущества КИГ наиболее полно могли прояви ться именно у сверхзвуковых самолетов с широким диапазоном выполняемых задач.

Разнообразие режимов полета позволяло сочетать выгоду высоких несущих характеристик и эффективность взлетно-посадочной механизации крыла малой стреловидности со скоростными характеристиками крыла большой стреловидности. Кроме того, в полете на малых высотах уменьшается болтанка от воздушных порывов, ч то позволяет снизить утомляемость летчика, повысить точность применения средств поражения и расширить ограничения по полету в неспокойном воздухе (кстати, для машин такого класса они являются довольно жесткими). Можно сказать, что самолет с КИГ приобретал оптимальную конфигурацию на каждом полетном режиме.

Работы над проектами самолетов с КИГ были начаты в нескольких странах. В ходе исследований выяснилось, что достоинства такого решения сопровождаются неизбежным усложнением конструкции, ростом массы, появлением проблем с устойчивостью. Тем не менее, американцы запустили в производство тактический ударный самолет F-111, а позднее - палубный истребитель F-14 и стратегический бомбардировщик В-1. Французы же, построив несколько опытных машин (Мираж G, G 8), пришли к выводу, что достичь приемлемых результатов можно и более дешевыми средствами.

В Советском Союзе новое направление приобрело характер масштабной кампании по переводу ВВС на боевые самолеты с крылом изменяемой геометрии. В результате практически все виды нашей военной авиации получили новую технику — истребитель МиГ-23, истребители-бомбардировщики МиГ-27 и Су-17, фронтовой бомбардировщик Су-24, дальний бомбардировщик Ту-22М. Кроме того, было создано множество проектов самолетов с КИГ, как принципиально новых, так и модификаций ужо существующих машин. По их числу мы таки обогнали Америку.



Первые полеты С-22И выполнял без выпуска механизации крыла.


С-22И во время авиационного парада в Домодедово, 9 июля 1967 года.

Первым в СССР самолетом с крылом изменяемой стреловидности стал С-22И, разработанный в ОКБ П.О. Сухого.[* В 1966 году произошло переименование всех предприятий оборонной промышленности и ОКБ-51 П О. Сухого, объединенное с опытным заводом №51. 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 геометрии хорошо зарекомендовавший себя истребитель-бомбардировщик Су-7 это позволило бы избавить самолет от свойственных ему недостатков —чрезмерно высокой посадочной скорости (320 км/ч), требовавшей наличия большой бетонированной ВПП, и недостаточной дальности. Из-за прожорливого двигателя самолет заслужил репутацию «грубы, через которую вытекает топливо».

Проектирование новой модификации Су-7 было начато в инициативном порядке в мае 1965 года. Коструктивно-силовая схема крыла была предложена лично Сухим и определялась достаточно просто: вид крыла в плане был сохранен без существенных изменений, размеры неподвижных частей крыла (НЧК) определялись положением основных стоек шасси, конструкция и кинематика которых также не менялась по сравнению с Су-7. 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 решить проблему сохранения устойчивости, ведь вслед за поворотом крыла смещался и аэродинамический фокус самолета. Аэродинамические исследования показали, что схема, предложенная П.О. Сухим и начальником бригады проектов А.М. Поляковым, оказалась очень удачной. Сохранение значительной площади НЧК 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. Минимальный угол стреловидности поворотных частей крыла был принят равным 30°, а максимальный остался таким же, как и у Су-7- 63°. При изменении стреловидности от минимальной до максимальной площадь крыла менялась с 38,5 м2 до 34,5 м2, удлинение— с 4,88 до 2,69 и относительная толщина — с 12% до 7%.

Самолет получил обозначение по ОКБ С-22И, свидетельствовавшее о тесном «родстве» с Су-7 (С-22). Ведущим конструктором по нему стал Н.Г. Зырин. Первый опытный экземпляр машины строился на базе серийного Су-7БМ (С-22М), что позволило использовать отработанную технологию и многие агрегаты самолета, сэкономив время и средства. 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 силы и моменты с консолей предстояло снять одним, притом небольшим по размерам узлом центральным шарниром (опорный рельс, также включавшийся в работу, воспринимал 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.

Потребовалось изменить и усилить конструкцию центроплана, ведь установка поворотного шарнира полностью меняла характер его нагружения. Каждый из двух шарниров разместили во внешней вершине силового треугольника из переднего лонжерона, подкоской балки и бортовой нервюры соответствующей половины центроплана. Часть усилий на опорные рельсы НЧК передавали каретки, с помощью которых консоли скользили при перемещении. И, наконец, когда крыло занимало положение, соответствующее максимальной стреловидности (при котором нагрузки были наибольшими) в работу включались дополнительные опоры, установленные на задних стенках поворотных консолей.

Довольно сложной задачей при проектировании центроплана оказалась конструкция его хвостовой части — в обычном крыле участка, как правило, менее нагруженного и потому относительно несложного. При увеличении стреловидности ПЧК значительная часть консолей уходила именно в этот отсек. Он должен был лишиться привычного силового набора Консоли его буквально «выдавливали» наружу Известно, что наибольшей прочностью и жесткостью обладают замкнутые контуры, и сохранение прочностных характеристик открытой пустотелой хвостовой части крыла т ребовало подкрепления Проблему решили оригинально и просто: по торцам центроплана установили мощные вертикальные ребра, выполнявшие роль нервюр и одновременно служившие аэродинамическими перегородками. Впоследствии они были использованы для подвески вооружения и дополнительных баков. Сами панели, помимо использования сотовых конструкций, подкрепили наружными продольными таврами.

Серьезной проблемой стало создание системы управления изменением стреловидности. Сначала предполагалась установка относительно простых гидроцилиндров, обеспечивавших два фиксированных положения крыла, соответствовавших максимальной и минимальной стреловидности. Вскоре это решение сменилось более перспективным, позволявшим обеспечивать плавное изменение стреловидности крыла с помощью двух гидромоторов ГМ-40, для повышения надежности работавших от двух независимых гидросистем.

Устройство синхронизации обеспечивало симметричную перекладку консолей и было очень простым. Гидромоторы соединялись между собой карданным валом, проходившим сквозь фюзеляж. При от казе одного из гидромоторов или одной из гидросистем, оставшийся обеспечивал синхронную перекладку крыла, хотя и с меньшей угловой скоростью.

Разумеется, все эти меры неизбежно вели к некоторому утяжелению конструкции — масса пустого самолета возросла примерно на 400 кг.

Работы по созданию первого в стране крыла с изменяемой стреловидностью шли в тесном сотрудничестве со многими центральными научно-исследовательскими учреждениями Так по результатам продувок в аэродинамических трубах ЦАРИ было решено, кроме применения щелевых закрылков центроплана и консолей, механизировать и переднюю кромку крыла Установка отклоняющихся на 10° предкрылков позволила затянуть срыв потока на крыле с угла атаки 17° на 22°, значительно улучшив взлетно-посадочные характеристики будущего самолета.

При статических и ресу рсных испытаниях агрегатов, также проведенных на базе ЦАГИ, выяснилось и то, что жесткость крыла существенно зависит от точности сборки и зазоров в конструкции поворотного узла— даже небольшие люфты могли привести к снижению ресурса и разрушению. Его работоспособность при высоких нагрузках была обеспечена созданной в Центральном институте авиационных топлив и масел смазкой «Свинцоль-01» Она представляла собой хорошо известный не только в авиации ЦИАТИМ 201 с добавлением свинцового порошка.

Все работы (не будем забывать, что самолете крылом изменяемой стреловидности проектировался в СССР впервые) были выполнены в минимальные сроки,около года гем самым полностью оправдав выбранный путь создания машины Вскоре такой же метод «вживления» поворотного крыла в конструкцию уже готового опытного самолета Т-6 привел к появлению Т6-2И. прототипа фронтового бомбардировщика Су-24.



С-22И


На этом снимке, создавая впечатление об «уже серийном самолете с КИГ», рукой ретушера убраны красные стрелы на единственном С-22И.

Оглавление книги

Реклама

Генерация: 0.138. Запросов К БД/Cache: 0 / 0