Авиация и космонавтика 2013 01

О.С. Самойлович подходил к моему кульману примерно раз в неделю, долго и внимательно рассматривал разработки, иногда делал замечания, но чаще в задумчивости отходил от кульмана, не давая никаких оценок увиденному».

Одним из важнейших решений, определивших облик самолета, стал предложенный О.С. Самойловичем для истребителя вариант т.н. «интегральной» компоновки. Эта рекомендация родилась под явным влиянием удачного компоновочного решения, реализованного ранее в аванпроекте сверхзвукового стратегического бомбардировщика Т- 4МС («изделие 200»), разработка которого осуществлялась в это время в бригаде проектов ОКБ. Кстати, Олег Сергеевич при проектировании Т-4МС отнюдь не сразу оценил эту новую идею: «… Главная особенность этой компоновки состояла в отсутствии фюзеляжа, его заменил несущий центроплан, сформированный крыльевыми профилями, к которому присоединялись поворотные консоли. Когда Л. Бондаренко показал мне эту компоновку, я ее не воспринял: "Леня, ты в своем уме?" Вот так заговорили во мне традиции и консерватизм». Зато П.О. Сухой сразу оценил преимущества новой компоновки, и вскоре они были фактически подтверждены результатами продувок в АДТ ЦАГИ, где для построенной модели Т-4МС было получено невиданное для боевого самолета значение качества Ктах=17,51 Основные принципы компоновок интегральных схем были защищены в ОКБ авторскими свидетельствами в июле и в августе 1969 г.

По воспоминаниям В.И. Антонова: «В декабре 1969-го Олег Сергеевич предложил обратить внимание на аэродинамическую компоновку "двухсотки" – стратегического двухрежимного ударного самолета, проект которого в то время разрабатывался в нашей группе. Конечно же, прямое заимствование технических решений с бомбардировщика, линейные размеры которого в 2,5-3 раза превосходили истребитель, было невозможно, однако основные составляющие аэродинамической компоновки этого самолета – формирование несущего фюзеляжа (центроплана) продольным набором крыльевых профилей, интегральность поперечных сечений фюзеляжа, размещение двигателей в изолированных гондолах под несущей поверхностью заслуживали пристального внимания.

Крыло с наплывом

Структура формообразования интегральной несущей поверхности Т-10

Появившиеся вскоре в открытой печати материалы по компоновке палубного истребителя ВМФ США F-14 подтвердили правильность выбора аэродинамической компоновки истребителя с несущим фюзеляжем и с двигателями, расположенными в изолированных гондолах».

Другим важным решением, которое оказало существенное влияние на компоновку истребителя, стало предложение О.С. Самойловича об использовании «синусоидального» крыла: «В начале 1960 г. в английском журнале "Aircraft 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».

В результате последующих изысканий, к началу 1970 года В.И. Антонов выполнил большой объем проработок отдельных фрагментов аэродинамической и конструктивно-компоновочной схем истребителя. Были сделаны и первые попытки объединения этих фрагментов в единую компоновку. В январе 1970 года состоялся прорыв: в основных положениях был отработан вариант аэродинамической компоновки, в котором удалось удачно совместить все ранее найденные компоновочные решения. По воспоминаниям О.С. Самойловича: «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". Антонов и Николаенко проводили необходимые расчеты и прорабатывали наиболее ответственные узлы, а я вычерчивал компоновку».

В.И. Антонов уточняет: «В один из январских дней, в конце рабочей недели Олег Сергеевич предложил мне, В.А. Николаенко и Л.И. Бондаренко вместе поработать в выходные дни и посмотреть, что у нас получится с формированием компоновки истребителя. Валерий Александрович Николаенко в то время руководил в бригаде проектов работами по Т-6, а Леонид Иванович Бондаренко – по «сотке». Наработанного мной материала оказалось достаточно, чтобы отобрать наиболее интересные технические решения и сформировать из них компоновочную схему нового истребителя. Решения, принятые в те январские дни, легли в основу первой интегральной компоновочной схемы истребителя, которая официально была выпущена в феврале 1970 года».

В плановой проекции несущая поверхность самолета формировалась из комбинации базового «синусоидального» крыла с корневым наплывом и кормового наплыва. В объеме, каждое из продольных сечений этой комбинации представляло собой набор однотипных аэродинамических профилей с переменной по размаху относительной толщиной. На получившуюся «базовую» поверхность впереди надстраивалась головная часть фюзеляжа круглого сечения с выступающим фонарем кабины пилота, а сзади – мотогондолы с оперением. Для обеспечения безотрывного обтекания получившейся конструкции, все переходные зоны в местах стыков между несущими элементами выполнялись с плавными переходами. Таким образом крыло самолета объединялось («интегрировалось») с фюзеляжем в единый несущий корпус. Мотогондолы, как и на Т-4МС, располагались в хвостовой части, под несущим фюзеляжем, подвод воздуха к ним осуществлялся через воздухозаборники, подвешенные под центропланом. Оперение включало два киля и цельноповоротные стабилизаторы, устанавливаемые на мотогондолах.

Получившаяся в итоге компоновка, имела ряд существенных преимуществ перед традиционными, хорошо изученными и отработанными на фирме вариантами конструкции, как в конструктивном плане, так и в плане аэродинамики:

– при прочих равных условиях, применение интегральной компоновки, обеспечивало более рациональное использование внутренних объемов для размещения топлива и оборудования, т.е. большую весовую отдачу;

– применение наплыва в передней части крыла обеспечило существенную относительную толщину корневых сечений крыла, а, значит, и большие строительные высоты, что было немаловажно для обеспечения прочности конструкции;

– воздухозаборники, выделенные в отдельный, не связанный с фюзеляжем элемент конструкции, не включались в силовую схему фюзеляжа;

– выбранный вариант компоновки должен был обеспечить прирост подъемной силы за счет увеличения вклада фюзеляжа, и оптимальное, близкое к эллиптическому, распределение подъемной силы по размаху крыла, а также более благоприятный характер протекания графика площадей поперечных сечений, что в перспективе, обещало снижение волнового сопротивления;

– размещение воздухозаборников под панелью центроплана обеспечивало стабильность потока и равномерность поля течений на входе в двигатель, в т.ч. и на больших углах атаки.

Общий вид первого варианта Т-10 (1-я редакция), 1970 год

Итак, основные компоновочные решения включали: интегральное сочетание крыла с фюзеляжем, применение в корневой части крыла наплыва сложной формы, размещение двигателей в двух изолированных мотогондолах под несущим фюзеляжем, разнесенное двухкилевое вертикальное оперение, располагавшееся для оптимизации графика поперечных площадей по длине несущего корпуса в промежутке между крылом и горизонтальным оперением. Достоин удивления тот факт, что применение столь большого числа новшеств удалось удачно совместить в конструкции самолета практически с первого раза.