ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 20.10.2020
Просмотров: 874
Скачиваний: 1
Суммарное превышение массы оборудования составляло несколько сотен килограммов, что, естественно, влекло за собой общее перетяжеление самолета, а главное - смещение его центровки вперед, в результате чего Т-10 становился статически устойчивым в продольном канале. В результате утрачивалось основное преимущество разработанной статически неустойчивой компоновки - отсутствие потерь на балансировку. Теперь чтобы сбалансировать самолет, требовалось отклонять стабилизатор носком вниз, и его подъемная сила уже не добавлялась, а вычиталась из подъемной силы крыла. Естественно, что при этом несущие свойства самолета снижались. Весовые лимиты были превышены и создателями ракетного вооружения.
Уточненный расчет летно-технических характеристик самолета Су-27 с учетом всех этих обстоятельств наглядно свидетельствовал: максимальная дальность полета истребителя с полной заправкой топливом лишь немного превышала 3000 км, максимальная скорость полета составляла 2230 км/ч, скорость полета у земли - 1350 км/ч, т.е. по этим трем основным показателям Су-27 на 10-20%уступал ТТТ. Расчеты подтверждались исследованиями специалистов Сибирского' научно-исследовательского института авиации (СибНИА), в котором с 1972 г. проводился основной объем аэродинамических исследований по теме Су-27. Уточненные данные Су-27 и F-15 были использованы при математическом и полунатурном моделировании воздушных боев с участием этих самолетов, которое проводилось в НИИАС МАП в отделении, возглавляемом доктором технических наук А.С.Исаевым. Результаты этого моделирования также оказались неутешительными: безусловного превосходства над американским аналогом уже не было.
Назревала необходимость коренного пересмотра проекта Су-27. Еще в 1975-1976 гг. в ОКБ и СибНИА были сформулированы основные направления совершенствования конструкции Т-10, благодаря которым в создавшихся условиях можно было обеспечить получение заданных характеристик. Для повышения дальности и скорости полета предстояло значительно снизить аэродинамическое сопротивление самолета за счет уменьшения кривизны профиля крыла, а также омываемой поверхности и миделя фюзеляжа и центроплана. Поднять дальность могло и увеличение внутреннего запаса топлива, нужно было только найти место, куда еще можно "залить" керосин. Для повышения характеристик самолета на больших углах атаки и скольжения было предложено ввести механизацию передней кромки крыла и изменить расположение вертикального оперения. Таким образом, ревизии предстояло подвергнуть такие основополагающие элементы компоновки самолета, как форма и площадь крыла, конфигурация поперечных сечений головной части фюзеляжа, центроплана и мотогондол, размещение оперения.
Убежденным сторонником такого подхода выступал главный конструктор М.П.Симонов, однако руководство Министерства авиационной промышленности имело иное мнение. Министр В.А.Казаков рассчитывал на возможность постепенной доводки истребителя принятой компоновки за счет незначительных доработок конструкции, увеличения запаса топлива и т.п. Поддерживали его и многие представители заказчика. В принципе не против был и Генеральный конструктор Е.А.Иванов. Слишком большие затраты были уже сделаны, и прекращение осваивавшегося в Комсомольске-на-Амуре серийного производства с переводом завода на выпуск повой модели означало не только новые расходы, но И дальнейшее откладывание сроков принятия самолета на вооружение.
Однако М.Н.Симонов упорно настаивал на необходимости радикальной переработки проекта, тем более, что руководимой им группой единомышленников при участии ученых СибНИА еще в 1976-1977 гг. в инициативном порядке была создана, а в последующие два года испытана в аэродинамической трубе новая компоновка истребителя, лишенная недостатков существующей. Главный конструктор (а с конца 1977 г. - и первый заместитель Генерального конструктора) проявил исключительную энергию и смог убедить руководство пойти па риск и принять меры но кардинальному изменению конструкции уже вышедшего на испытания самолета. На положительное решение этого вопроса повлияла поддержка Симонова заместителем министра авиационной промышленности И.С.Силаевым (в 1981-1985 гг. - министр авиационной промышленности СССР).
Вот как вспоминает об этом сам М.П.Симонов: "Мы ставили задачу создать самолет, превосходящий по боевой эффективности любой другой истребитель, стоявший на вооружении ВВС в то время, - самолет завоевания господства в воздухе Чтобы соответствовать этому назначению, необходимо было самолет перепроектировать. Надо было получить разрешение па это МАП. Мы обратились к Ивану Степановичу Силаеву, бывшему тогда заместителем министра. Мы сказали ему: *У нас все основано на данных расчетов и математическом полушплрном моделировании". Силаев мужественно поддержал нас. Он только спросил меня: -Ты уверен, что нет другого пути?" "Конечно, уверен, хотя есть и другой: выпустить серийно сотни и тысячи посредственных истребителей, и если войны не будет, об их посредственности никто не узнает. Но мы же работаем на тог черный день, когда наше оружие должно быть на самом высоком уровне. и поэтому другого пути нет!".
Вскоре после этого М.П.Симонов перешел на работу в министерство, на должность заместителя министра авиационной промышленности по новой технике. Главным конструктором Су27 в декабре 1979 г. был назначен Артем Александрович Колчин, под руководством которого и были проведены работы по созданию принципиально нового варианта самолета. Как показало время, принятое непростое решение оказалось единственно верным, и в результате все-таки был создан истребитель, который и ныне, по прошествии почти двух десятилетий, считается одним из лучших в мире Выпуском Су-27 в окончательном варианте компоновки МЗ им. П.О.Сухого подтвердил свою репутацию мирового лидера авиастроительной индустрии, сохранив верность многолетий традициям ОКБ не сдавать на вооружение посредственных самолетов.
ОТ Т-10 К Т-10С
Вариант истребителя с новой компоновкой получил в ОКБ шифр Т-10С. Полномасштабные работы по его проектированию развернулись в 1979 г. Предварительные исследования по поиску путей преодоления недостатков Т-10 "первой редакции" и обеспечения заданных в ТЗ характеристик, выполненные в ОКБ и СибНИА (здесь этими работами руководил главный аэродинамик института кандидат технических наук Станислав Тиморкаевич Кашафутдипов), позволили сформулировать основные направления модификации исходной компоновки. По мере их проработки Т-10С в конструктивно-компоновочном плане все больше и больше отдалялся от Т-10. В итоге стало ясно, что конструкторам придется проектировать фактически новый самолет. По образному выражению М.П.Симонова, от Т-10 на Т-10С сохранились лишь шины колес основных опор шасси, да катапультное кресло летчика. Сомнению подвергнуты не были только общие принципы, заложенные в проект Су-27 еще П.О.Сухим, - интегральная компоновка несущего корпуса, статически неустойчивая схема, электродистанционная система управления, размещение двигателей в изолированных гондолах с воздухозаборниками под несущим корпусом и т.п.
Т-10С получил новое крыло с прямолинейной передней кромкой и уменьшенной кривизной профиля (деформация срединной поверхности и аэродинамическая крутка сохранялись, только в меньшем объеме). Не оправдавшие себя оживальпые законцовки крыла уступили место традиционным, с постоянным углом стреловидности по передней кромке, при этом на их торцах установили пусковые устройства ракет "воздух-воздух", что позволило, во-первых, отказаться от специальных противофлаттерпых грузов, применявшихся на Т-10, а во-вторых, увеличить количество подвешиваемых на истребитель ракет с 8 до 10. Вместо пусковых устройств ракет на концах крыла могли крепиться контейнеры с аппаратурой радиоэлектронного противодействия. Площадь крыла возросла с 59-4 до 62 м2, существенно изменилась его механизация. Элерон и поворотный закрылок уступили место единому органу управления - флаперону, а переднюю кромку занял отклоняемый носок (на Т-10 передняя кромка крыла не имела механизации), при этом был обеспечен режим автомагического адаптивного отклонения носка и флаперона, реализующий так называемую концепцию полета "по огибающей поляр".
Для снижения аэродинамического сопротивления доработали головную часть фюзеляжа: были изменены ее обводы, применен новый фонарь кабины.
Сечение головной части фюзеляжа в зоне первого топливного бака возросло, а в зоне миделя фюзеляжа, наоборот, уменьшилось. Изменилась компоновка центральной хвостовой балки, которую снабдили цилиндрической законцовкой, являющейся продолжением заднего топливного бака-отсека. Одновременно удалось увеличить общий запас горючего во внутренних баках истребителя до 9.4 т. Значительно "облагородить" обводы мотогондол и снизить их массу позволило решение применить на Т-10С модификацию ТРДДФ АЛ-31Ф с верхним расположением коробки самолетных агрегатов и агрегатов двигателя. При сохранении общей компоновки воздухозаборников на новом истребителе была введена система защиты двигателей от попадания посторонних предметов на рулении, разбеге и пробеге с помощью выпускаемых в воздушные каналы предохранительных сеток, одновременно на нижней поверхности воздухозаборников оборудовали створки дополнительной подпитки.
Для обеспечения необходимой эффективности органов путевой и поперечной устойчивости, продольного, поперечного и путевого управления па больших углах атаки существенным доработкам подверглась компоновка хвостового оперения. Для обеспечения удобного доступа к расположенным над двигателями выносным коробкам агрегатов двухкилевое вертикальное оперение разнесли широко в стороны и разместили па силовых балках по обеим сторонам мотогондол, при этом для килей было найдено оптимальное место в вихревой системе, генерируемой наплывами и консолями крыла. В результате значительно улучшилась путевая устойчивость и управляемость самолета при полете с большими углами атаки и скольжения. Одновременно Т-10С оснастили дополнительными подбалочными гребнями (фальшкилями), улучшающими противоштопорные характеристики.
Установка вертикального оперения на хвостовых балках, кроме того, позволила разместить обтекатели гидравлических рулевых приводов консолей стабилизатора в аэродинамической тени за килями. Несколько изменилась форма в плане горизонтального оперения, а смещение полуосей вращения консолей стабилизатора улучшило их флаперные характеристики и позволило отказаться от противофлаттерных грузов, применявшихся на Т-10. Тормозные щитки - створки основных опор шасси, устанавливавшиеся на истребителях исходной компоновки и не прошедшие испытаний из-за тряски горизонтального оперения при их выпуске, уступили место безмоментному тормозному щитку большом площади, размещенному на верхней поверхности фюзеляжа за кабиной летчика.
Изменилось шасси: основные опоры снабдили пространственной "косой" осью вращения, благодаря чему стадо возможным упростить уборку стоек в центроплан и отказаться от дополнительного элемента опоры - ломающегося подкоса. Функцию подкоса стала выполнять гондола двигателя, на наружной поверхности которой разместили замок выпущенного положения стойки. При этом удалось снизить площадь поперечного сечения несущею корпуса в зоне ниш уборки шасси. Для предотвращения попадания в воздухозаборники брызг, поднимаемых колесом передней опоры шасси при взлете и посадке во время или после дождя, переднюю стойку сместили более чем на 3 м назад. При этом передняя опора стала воспринимать существенно большие нагрузки, и ее пришлось значительно усилить. Уменьшение базы шасси обеспечило отличные характеристики маневренности самолета на земле.
В целом реализации мероприятий по модификации компоновки истребителя позволила уменьшить мидель самолета па 15 благодаря чему аэродинамическое сопротивление при полете с околозвуковыми и сверхзвуковыми скоростями снизилось на 18-20%. Уменьшение кривизны профиля крыла и омываемой поверхности несущего корпуса позволило существенно уменьшить дозвуковое сопротивление. В сочетании с повышением несущих свойств планера и обеспечением хороших характеристик поперечной и путевой устойчивости и управляемости во всех трех каналах это позволило реализовать отличные показатели маневренности истребителя, особенно на больших углах атаки, а также получить заданные характеристики дальности полета.
ИСПЫТАНИЯ
В 1980 г., когда на МЗ им. П.О.Сухого уже полным ходом шли работы по изготовлению опытных экземпляров истребителя новой компоновки, на заводе в Комсомольске-на-Амуре завершалась сборка первых самолетов установочной партии. В конструктивном плане они практически полностью соответствовали опытным Т-101 и Т-102, только кили у них были установлены с некоторым развалом, как у Т-103- Силовая установка их по-прежнему включала двигатели АЛ-21Ф-ЗАИ. Несмотря на то, что с будущим серийным Су-27 они имели очень мало общего, от достройки самолетов установочной партии решили все-таки не отказываться и использовать их для отработки и доводки системы управления вооружением и другого оборудования истребителя, пока будут изготавливаться и проходить начальный этап летных испытаний первые Т-10С. Тем самым планировали компенсировать неизбежное отставание по срокам, связанное с необходимостью переналадки производства на выпуск самолета новой компоновки.
Головной экземпляр установочной партии, получивший шифр Т-105 и серийный ╧ 02-02 (╧ 02-01 имел экземпляр для статических испытаний), был готов в июне 1980 г. В том же году за ним последовали Т-106 (╧ 02-03) и Т-109 (╧ 02-04) (шифры Т-107 и Т-108 были зарезервированы для первых Т-10С). В 1981 г. комсомольский завод построил еще две машины -Т-1010 (╧ 03-01) иТЮ-11 (╧ 03-02), доведя количество выпущенных летных экземпляров установочной партии до пяти (для отличия от будущих серийных машин они именовались "Су-27 типа Т-105"). Всего же, с учетом опытных образцов, собранных на МЗ им. П.О.Сухого, к 1982 г. было изготовлено 9 летных экземпляров самолета исходной компоновки и один экземпляр для статических испытаний.
Самолеты установочной партии использовались для летных испытаний и доводки бортового радиоэлектронного оборудования. В начале 1981 г. на самолет Т-105 впервые установили исходный вариант оптико-электронной прицельной системы ОЭПС-27 с цифровым вычислителем "Аргон-15". Этот экземпляр был специально выделен для проведения автономных испытаний ОЭПС. Несколько позднее для этих же целей был оборудован и Т-1011. Испытания ОЭПС-27 "первой редакции" проводились до середины 1982 г., когда было принято решение о замене БЦВМ "Аргон-15" на более совершенную Ц100, что потребовало переработки всего математического обеспечения ОЭПС-27. В конце 1982 г. доработанная оптико-электронная прицельная система была установлена на Т-1011 для проведения ее испытания к составе системы управления вооружением С-27.
Значительную роль в проектировании и доводке комплекса БРЭО истребителя Су-27 сыграл Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем (в то время - НИИАС МАП), возглавляемый академиком Е.А.Федосовым. В ГосНИИАС было создано и отлажено все программное обеспечение для БЦВМ истребителей 4-го поколения. Для отработки радиолокационных и оптико-электронных прицельных систем и совершенствования алгоритмического обеспечения СУВ С-27 в институте был построен комплекс полунатурного моделирования КПМ-2700. Именно на стендах этого комплекса сначала проходили проверку и испытания все элементы СУВ С-27, и лишь после этого они устанавливались на опытные самолеты.
Постройку первого опытного образца истребителя в компоновке Т-10С названного Т-107 (иначе - Т-10С-1, серийный ╧ 04-03), завершили на МЗ им. П.О.Сухого в конце 1980 г. В марте 1981 г. он был перебазирован на летную станцию ОКБ в Жуковском. Началась подготовка к первому полету. Как и 4 года назад, когда на испытания выходил первый Т-10, ведущим инженером по самолету был назначен Р.Г.Ярмарков, а летчиком-испытателем - В.С.Ильюшпп. 20 апреля 1981 г. Ильюшин впервые поднял Т-107 в воздух. Полет прошел успешно. В том же году были собраны статический (Т-108, или Т-10С-0, серийный ╧ 04-04) и второй летный (Т-1012, или Т-10С-2, ╧ 04-05) экземпляры истребителя Т-10С. Самолеты Т-107 и Т-1012 использовались для определения основных летно-технических характеристик, характеристик устойчивости и управляемости самолета новой компоновки, а также для оценки работы новой силовой установки с верхними коробками приводов.