uacrussia (uacrussia) wrote,
uacrussia
uacrussia

Вертикально, на взлет: спустя полвека в России вновь планируется строить «вертикалки»



51 год назад, в конце декабря 1967 года, вышло постановление ЦК КПСС и Совета Министров СССР № 1166-413 «О создании легкого штурмовика вертикального взлета и посадки Як-36М». Оно санкционировало разработку в яковлевском ОКБ первого и пока единственного отечественного серийного самолета Як-38, способного взлетать и садиться вертикально. Было изготовлено 236 машин этого типа.

1977 год. На экраны выходит фильм Джорджа Лукаса «Звездные войны». В «далекой-далекой» галактике космические истребители десятками поднимаются со своих взлетных площадок и отправляются в бой для уничтожения «Звезды смерти». Говорят, для съемки этого момента Лукас использовал кадры взлета Harrier – самолета вертикального взлета и посадки (СВВП) из состава Корпуса морской пехоты США. Потому в фильме была передана вся динамика взлета этого самолета, его характерное покачивание. Интересная деталь: все космические истребители в фильме стартуют вертикально. Нет ни одного, для которого была бы нужна взлетно-посадочная полоса. То же самое можно увидеть в огромном количестве других фантастических фильмов. Напрашивается очевидный вывод: режиссеры и авторы сценариев фантастических блокбастеров не представляют себе истребителей будущего иначе, чем стартующими вертикально. Аэродром – это анахронизм, который останется в прошлом.

«Случайный» Harrier

Мы встретились и поговорили с ведущим конструктором ОКБ им. А. С. Яковлева Вадимом Абидиным, занимающимся около сорока лет тематикой «вертикалок».

Проблема обеспечения боевой авиации аэродромами и авианесущими кораблями (их высокая стоимость и уязвимость) постоянно сопутствовала развитию авиации, особенно, военной. Одним из наиболее рациональных решений этой проблемы является создание самолетов вертикального взлета и посадки (ВВП), вертикального/короткого взлета и вертикальной посадки (В/КВП) или короткого взлета и вертикальной посадки (КВВП).

«Появление таких самолетов после Второй мировой войны стало возможным, когда моторостроители создали достаточно компактные и легкие реактивные двигатели с высокой удельной тягой, – рассказывает Вадим Абидин. – На Западе широкое экспериментирование по теме СВВП началось в 1950-х годах. Но все заканчивалось лишь экспериментальными машинами. В серию они не шли». Ныне всемирно известный Harrier возник тогда, можно сказать, случайно. Все получилось благодаря изобретателю двигателя Стенли Хукеру. Он создал прототип двигателя для СВВП и предлагал его в разные натовские структуры. Ему везде отказывали. Однако один из военных познакомил его с людьми из компании Hawker Aircraft. Вместе они построили прототип самолета, совершившего первый полет в ноябре 1960 года. Поначалу он мог поднять только себя и больше ничего. Но двигатель быстро довели, увеличили тягу, благодаря чему и появился Harrier. Он оказался единственным СВВП, дошедшим тогда до серийного производства. Остальные программы из-за нехватки финансирования были закрыты. В итоге несколько десятков Harrier закупили сначала англичане. Потом США приобрели для Корпуса морской пехоты 110 машин первого поколения и еще больше машин второго поколения. В итоге американцы закупили больше Harrier, чем даже англичане.

В СССР эксперименты с самолетами ВВП начались в середине 1950-х с постройки и летных испытаний «Турболета» – рамы с вертикально установленным в центре нее турбореактивным двигателем, оснащенной газовыми и струйными рулями. Были попытки переделки уже имевшихся и проектируемых боевых самолетов в машины короткого взлета и посадки. Так, по распоряжению министра авиационной промышленности СССР Петра Дементьева истребитель МиГ-21 был срочно переделан в экспериментальный самолет с подъемными двигателями. Истребитель МиГ-23 с самого начала делали в варианте с двумя «подъемниками». В ОКБ Сухого сделали экспериментальный самолет Су-15 с подъемными двигателями, на Су-24 поначалу также установили подъемные двигатели для укороченного взлета и посадки.

На параде в Домодедово 9 июля 1967 года состоялась первая публичная демонстрация самолетов короткого взлета и посадки. Тогда же состоялся премьерный показ первой вертикально взлетающей и садящейся советской машины – Як-36.

От поворота к комбинации


Осмотр Як-38 делегацией ангольских военных на борту ТАКР "Минск" во время его перехода с Черного моря на Тихий океан. 1976 г.

В ОКБ им. А. С. Яковлева сначала создали проект истребителя-бомбардировщика ВВП Як-36 с двумя двигателями, оснащенными поворотными соплами. Он по весу был почти такой же, как потом Як-38, но имевшиеся на тот момент двигатели не добирали нужной тяги. Поэтому в дальнейшем он использовался как экспериментальная машина для отработки разных режимов, а вместо Як-36 начали делать новый самолет – Як-36М. На нем к одному подъемно-маршевому двигателю добавили два легких, компактных и относительно недорогих подъемных двигателя из Рыбинска. Их сначала разрабатывали для одного из проектов самолетов-амфибий конструктора Роберта Бартини. Самолет сначала назвали Як-36М, а после принятия на вооружение – Як-38.

На Як-38 впервые в мире была применена наиболее эффективная для боевых СВВП комбинированная силовая установка с продольно разнесенными относительно центра тяжести векторами тяги подъемных и подъемно-маршевых двигателей. В дальнейшем по такой схеме был создан первый в мире боевой сверхзвуковой истребитель ВВП четвертого поколения Як-141 и первый истребитель КВВП пятого поколения F-35B.

«При создании Як-38 был решен ряд сложнейших технических задач, – вспоминает Вадим Абидин. – Это разработка простого и надежного механического устройства для согласования режимов работы всех трех двигателей. Этот механизм обеспечивал сбалансированную работу двигателей при вертикальных взлетах и посадках, при разгоне и торможении в воздухе и при взлете с коротким разбегом. Такое уникальное инженерное решение стало сюрпризом для многих западных специалистов, познакомившихся с Як-38 в начале 1990-х годов».

Еще одной решенной задачей, по словам ведущего конструктора, стало применение системы автоматического катапультирования летчика для его спасения при остром дефиците времени в аварийных ситуациях на вертикальных и переходных режимах полета. Эта уникальная система была разработана еще в 1960-х годах для Як-36. Применение этой системы сделало Як-38 самым безопасным СВВП в мире, спасло жизнь всем использовавшим ее летчикам.

«Важно подчеркнуть, что во время заводских и государственных летных испытаний Як-38 проявил себя как очень безопасный и надежный самолет, – добавляет Абидин. – Во время этих испытаний, как и во время летных испытаний его предшественника Як-36, не было потеряно ни одного самолета, ни одного летчика».

Афганский «эксперимент»

Весна 1980 года. Афганистан. Аэродром города Шинданд. Высота около 1 140 м над уровнем моря. Туда по распоряжению министра обороны СССР Дмитрия Устинова отправили для испытаний новые отечественные самолеты класса «штурмовик» – два Су-25 и четыре Як-38. Устинов тогда сказал: «Испытывать самолеты надо в реальных боевых условиях». Эта операция получила название «Ромб». (Об испытаниях в рамках этой операции самолетов Су-25 журналу рассказывал главный конструктор Су-25 Юрий Викторович Ивашечкин – см. «Горизонты», 2016, № 3 (11), с. 52–55.)

В тактико-техническом задании на разработку Як-38 военные записали возможность укороченного взлета с максимальной боевой нагрузкой и взлетным весом. Но на госиспытания этот режим не представлялся, самолет был принят на вооружение, а отработку взлета с коротким разбегом отложили. Но когда второй авианесущий крейсер «Минск» во время перехода на Тихий океан в экваториальных водах оказался в условиях высоких температур и влажности, выяснилось, что законы термодинамики в Африке тоже действуют! Тяга двигателей Як-38 падала настолько, что самолет с нормальным взлетным весом вертикально взлететь не мог. Поэтому было принято решение срочно отрабатывать укороченный взлет. Для этого разработали новую программу перевода сопел и сопряжения режимов подъемно-маршевого и подъемных двигателей при разбеге по палубе и во время разгона после отрыва.

Как раз во время летных испытаний по отработке взлета с коротким разбегом с палубы корабля поступило указание об участии экспериментальной эскадрильи из Як-38 и Су-25 в испытаниях в Афганистане.

Тогда все регулировки в программе укороченного взлета соответствовали 200-метровой длине палубы корабля и уровню моря. В Афганистан Як-38 пригнали с такими же регулировками. Там высота аэродрома и температура воздуха высокие.

Хотя длина разбега не ограничивалась длиной палубы, и это можно было бы использовать, но на перенастройку системы управления двигателями не было времени. Поэтому Як-38 летали с корабельными регулировками. Они не успевали разогнаться, а надо было уже отрываться и переводить сопла. Потому самолеты и не показали все, что могли. Ведь при оптимальных для этих условий регулировках Як-38 смог бы брать максимальный вес боевой нагрузки, взлетая с меньшей в два раза дистанции, чем Су-25, а садился бы вертикально. Более того, он мог бы действовать с оперативных площадок и участков дорог вблизи от районов боевых действий.

«Существует устойчивый миф о том, что Як-38 как СВВП имел очень небольшой радиус действия. На самом деле в ходе госиспытаний было установлено, что при вертикальном взлете без подвесных баков с управляемыми ракетами “воздух – поверхность” максимальный радиус достигает 400 км, что для легкого штурмовика является достаточно приличным, – рассказывает Вадим Абидин. – А указанный миф возник из-за включенного в инструкцию стандартного для обычных самолетов, но противоречащего здравому смыслу для СВВП требования о резервном запасе топлива для повторного захода на посадку. Хотя при низких посадочных скоростях СВВП ошибки выхода на площадку незначительны и компенсируются возможностью предпосадочного маневрирования по всем направлениям».

Такие парадоксальные требования существовали не только у нас. Во время боевых действий Harrier в районе Фолклендских островов обнаружилось, что летчики, ранее летавшие на палубных самолетах, возвращаются на корабль с 30-процентным резервным остатком топлива, что резко сокращает время дежурства в воздухе. После командирского инструктажа, на котором был установлен максимальный уровень остатка топлива в 10 %, большинство летчиков без проблем укладывались и в 5 %.

Стратегический путь



Як-38 на технических позициях ТАКР "Новороссийск", 1984 г.

«До сих пор ни у нас, ни за рубежом глубоких системных исследований роли и места самолетов с вертикальным или сверхкоротким взлетом и вертикальной посадкой не проводилось, – считает Вадим Абидин. – Однако даже имеющиеся результаты исследований позволяют утверждать, что самолеты КВВП – это не некая “ниша”, а стратегический путь развития всей тактической авиации – и авиации флота, и фронтовой авиации, в частности – истребительной».

Главным преимуществом самолетов короткого взлета и вертикальной посадки (СКВВП), разумеется, является гибкость базирования. В ходе боевых действий противник не будет сидеть сложа руки – неизбежны удары по местам базирования. Аэродромы и авианосцы – естественно, приоритетные цели. «Вертикалке» же такие большие, протяженные площадки не нужны. Кроме того, СКВВП может действовать с передовых и «кочующих» площадок, что сокращает до минимума время реакции на вызов ударного самолета или подлетное время перехватчика. В сумме на порядок повышает боевую эффективность тактической авиации.

Однако до сих пор приводятся такие аргументы против СКВВП, что, например, они имеют худшие характеристики по дальности полета из-за того, что у них меньше запас топлива. То есть если из обычного самолета делать «вертикалку», нужно выделить за счет топливных баков дополнительные объемы для агрегатов, обеспечивающих вертикальный или сверхкороткий взлет и вертикальную посадку, добавить вес этих агрегатов. Но это сравнение верно для одиночного одноразового летательного аппарата типа крылатой ракеты или самолета с летчиком-смертником.

Обычный самолет даже в мирное время должен иметь резервный запас топлива для ухода на запасной аэродром, например, по метеоусловиям. В военное время вероятность такой ситуации возрастает многократно. Кроме того, в реальных условиях действуют не «одиночки», а авиационные группы, например эскадрильи. В эскадрилье из СКВВП каждый самолет может сесть по независимым траекториям на свою площадку рядом с укрытием. Если же должна вернуться обычная эскадрилья, самолетам приходится ждать очереди, чтобы совершить посадку на ту единственную полосу, где они базируются, ждать своей очереди. Для этого на обычных самолетах есть дополнительный запас топлива, позволяющий дождаться своей очереди. Для военных самолетов это, как правило, 20–30 минут. По весу и объему это примерно и соответствует весу и объему тех агрегатов, которые нужны для осуществления вертикального взлета и посадки. «Получается, что расходуемое на полет топливо практически одно и то же для обычного самолета и для СКВВП», – резюмирует Вадим Абидин.

Более того, если у обычного боевого самолета по разным обстоятельствам топлива не хватает, чтобы долететь до ближайшего аэродрома, потеря дорогой машины практически неизбежна. Летчик СКВВП в этом случае может не беспокоиться. На таком воздушном судне он безаварийно сядет на своей территории. Затем при отсутствии боевых повреждений в самом худшем случае его и самолет придется эвакуировать до ближайшей площадки с твердым покрытием для дозаправки и взлета. Но скорее всего летчик сам найдет такую площадку непосредственно перед вынужденной посадкой или координаты возможных площадок в районе боевых действий будут в бортовом компьютере.

В случае же авиации морского базирования СКВВП имеет еще большее преимущество по сравнению с «классическим палубником». На обычных палубных самолетах резервный запас топлива еще больше. Плюс их сухая масса выше из-за необходимости усиления конструкции, увеличения площади крыла, дополнительных средств обеспечения посадки.

Например, если взять обычный «сухопутный» Су-27 и сравнить с палубным вариантом Су-33 и с вариантом КВВП, то масса пустого Су-33 будет на 20 % больше, чем Су-27, а СКВВП – примерно на 10 %. Это справедливо при использовании одного и того же типа двигателя: палубный вариант зачастую делают с той же силовой установкой, что и «сухопутный».

Такие соотношения подтверждаются и для нового американского семейства истребителей F-35 – F-35A сухопутного базирования для ВВС США, F-35B с укороченным взлетом и вертикальной посадкой для Корпуса морской пехоты и F-35C с увеличенной площадью крыла и хвостового оперения для полетов с авианосцев для ВМС США.

Назад в будущее

О планах создания перспективного самолета для авианесущих кораблей заявил на МАКС-2017 заместитель министра обороны Российской Федерации Юрий Борисов. Речь идет о машинах укороченного и вертикального взлета и посадки. «Это развитие “яковской” линии, которая была прекращена, – заявил Борисов. – Такие планы есть, мы их обсуждаем, в том числе, может быть, и эти направления будут реализованы для перспективного самолета для авианесущих крейсеров». Замглавы Минобороны России пояснил, что новый самолет понадобится для авианосцев, которые планируется заложить на финише госпрограммы вооружений 2018–2027 годов.

Эти планы Юрий Борисов подтвердил по результатам проведенного Президентом России совещания в ноябре в Сочи с руководством Минобороны России и оборонно-промышленного комплекса страны.


Фотографии: архив ОКБ им. А. С. Яковлева и архив Вадима Абидина
Tags: авиация, горизонты, история
Subscribe
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

  • 0 comments