Авиация и космонавтика 2013 01

Часть из этих предложений уже была в той или иной степени апробирована либо в трубных испытаниях, либо даже в летном эксперименте, и механизм их воздействия на улучшение аэродинамики был частично изучен. К примеру, корневой наплыв и острый профиль крыла, а также отгиб носков крыла были испытаны в ЛИИ на ЛЛ «100Л» (на базе Су-9) в рамках работ по теме Т-4. Выяснилось, что острый профиль вкупе с наплывом и отгибом носков крыла существенно улучшает характеристики обтекания на больших углах атаки, обеспечивая затягивание срыва до больших углов атаки.

Но в целом, следует оговориться, что многие из найденных в ОКБ решений были выбраны на этом этапе работ чисто интуитивно, и не имели под собой серьезного теоретического обоснования. Это относилось, в первую очередь, к корневому наплыву, роль и значение которого в аэродинамической компоновке истребителя, на тот момент были не совсем ясны. К примеру, на самолете Т-4 он внедрялся лишь как средство для компенсации смещения фокуса при переходе через сверхзвук, при этом считалось, что влияние наплыва на повышение подъемной силы крыла «чисто механическое», т.е. предполагалось, что подъемная сила повышается только за счет увеличения суммарной площади несущей поверхности крыла. На практике же оказалось, что наиболее существенный вклад наплыва – из-за осуществления вихревого обтекания крыла. Конечно, в ходе исследований на ЛЛ «100Л» было выявлено существенное улучшение несущих свойств крыла, оснащенного наплывом, на больших углах атаки, но, во-первых, наплыв на «100Л» был слишком мал по «удельным» показателям (по площади в соотношении с базовым крылом, по углу «перелома» стреловидности), а во вторых, сама программа испытаний носила довольно ограниченный характер и не выявила всех особенностей новой компоновки.

В результате, по поводу некоторых предложенных компоновочных решений требовались серьезные исследования совместно с отраслевыми институтами промышленности. Л.Г. Чернов вспоминал, что на одном из первых совещаний, посвященных компоновке Т-10, Павел Осипович, обращаясь ко всем присутствующим, резюмировал: «Корневой наплыв – в этом что-то есть», и далее, обращаясь конкретно к главному аэродинамику фирмы И.Е. Баславскому, заметил: «Этим нужно заняться самым серьезным образом!». Это поручение П.О. Сухого было принято к неукоснительному исполнению: аэродинамики ОКБ в содружестве с отраслевыми научными центрами широким фронтом развернули работы по изучению особенностей выбранной аэродинамической компоновки.

ЛЛ «100Л-2» на базе Су-9, предназначенная для отработки аэродинамики самолета Т-4

Схема спектров обтекания крыла ЛЛ «100Л-2» на одном из углов атаки

Следует заметить, что с руководством ЦАГИ у П.О. Сухого всегда были нормальные рабочие взаимоотношения. Тематика исследований по перспективному истребителю не стала исключением из правил: уже весной 1970 года, т.е. 8 самом начале работ по Су-27, по приглашению П О. Сухого в ОКБ приехали начальник ЦАГИ Г.П. Свищев и его первый заместитель Г.С. Бюшгенс. На состоявшемся совещании со стороны ОКБ присутствовали проектировщики (О.С. Самойлович, В.И. Антонов) и аэродинамики (И.Е. Баславский, Л.Г. Чернов). Павел Осипович продемонстрировал руководству ЦАГИ предварительные проработки по интегральной компоновке Т-10 и обратился с предложением о совместном проведении работ по данной теме, сопроводив это предложение замечанием: «Это нужно и нам, и Вам». Предложение было принято, и вскоре был разработан обширный план совместных работ, который начали последовательно претворять в жизнь. Совместные совещания и консультации со специалистами ЦАГИ и в дальнейшем стали постоянными.

Одним из важных решений стал выбор базового профиля крыла. К нему предъявлялись довольно противоречивые требования: с одной стороны, необходимо было обеспечить высокий уровень Судоп и максимального качества Ктах на дозвуке, а с другой стороны – приемлемые скоростные характеристики на сверхзвуке. Поэтому, как и все остальные решения, выбор профиля неизбежно нес в себе элементы компромисса. После совместного обсуждения проблемы, специалисты ЦАГИ согласились с предложением ОКБ об использовании на Т-10 острых профилей и предложили для реализации профиль «П-44», сравнительно недавно отработанный в институте группой ученых во главе с Я.М. Серебрийским. От ранее использовавшихся профилей он отличался более заостренной носовой частью с меньшим радиусом скругления, и, значит, обещал, улучшение характеристик на сверхзвуке. В компоновочном плане для Т-10 в ЦАГИ предлагали использовать трапециевидное крыло умеренной стреловидности с механизацией передней и задней кромки Но специалистам ОКБ было важно оценить правильность собственных предложений по аэродинамической компоновке, поэтому был выбран вариант оживального крыла с фиксированным углом отгиба носка.

Другим важным вопросом для интегральной компоновки являлся выбор схемы и параметров входных и выходных устройств двигателей и их размещение на самолете. К примеру, для обеспечения минимальных потерь во входном тракте очень важно было правильно выбрать место установки воздухозаборников по отношению к передней кромке наплыва, а для исключения взаимовлияния заборников друг на друга и минимизации интерференционных потерь от размещения гондол под несущим корпусом – величину разноса воздухозаборников и мотогондол по размаху крыла. Сходные задачи решались и при компоновке выходных устройств, при этом, для минимизации потерь эффективной тяги оптимизировалось место размещения, форма, и схема регулирования сопел двигателей. В ОКБ это направление работ традиционно возглавлял И.Б. Мовчановский, в то время – начальник одной из бригад отдела аэродинамики. Он и специалисты его бригады З.Е. Ботвинник и К.М. Шейнман своими рекомендациями внесли существенный вклад в формирование оптимальных характеристик интегральной схемы самолета.

В целом, при проведении работ по теме Т-10, 1970 год стал для ОКБ временем формирования концепции нового истребителя. О С. Самойлович, который получил от П.О. Сухого соответствующие полномочия, неоднократно устраивал по этому поводу совещания, на которые приглашал в качестве экспертов ведущих специалистов из 30 ЦНИИ МО, НТК ВВС и НИИАС. На них обсуждались различные вопросы по облику будущего перспективного истребителя. К работам постепенно привлекался и все более широкий круг конструкторов ОКБ, в том числе, и из других отделов, но пока, в основном, в качестве консультантов по тем или иным вопросам. В результате, к моменту, когда в марте 1971 ОКБ было дано официальное задание на разработку аванпроекта ПФИ, ОКБ пришло «не с пустыми руками».

В апреле, после получения от военных ТТЗ, пришлось несколько уменьшить размерность проектируемого самолета. Если первоначально рассматривалась машина с нормальной взлетной массой порядка 22 т, то теперь эта величина была ограничена 18 т, соответственно пришлось скорректировать и геометрические размеры самолета. Весной 1971 года в 100-м отделе была выпущена уточненная директивная документация, предназначенная для разработки проекта: в начале мая П.О. Сухой подписал чертеж общего вида, а к концу месяца В.И. Антонов подготовил компоновочную схему самолета Т-10. 25 мая 1971 года Генеральный конструктор утвердил ее с формулировкой: «Для разработки аванпроекта».

Что представлял собой проект Су-27 на этом этапе работ?

Самолет имел длину 18,41 м, размах крыла 12,8 м и высоту на стоянке 5,22 м. Площадь базового крыла составляла 48,24 м² , площадь несущего корпуса (с учетом наплывов) – 72,34 м² .

Технологически планер самолета делился на следующие основные агрегаты: фюзеляж, консоли крыла и оперение. Фюзеляж состоял из головной (ГЧФ), средней (СЧФ) и хвостовой частей фюзеляжа (ХЧФ), а также воздухозаборников. В ГЧФ были закомпонованы РЛС, кабина экипажа, ниша передней опоры шасси и отсеки оборудования. В СЧФ размещались 4 основных топливных бака-отсека, ниши основных опор шасси и средние части гондол двигателей с воздушными каналами. ХЧФ включала мотоотсеки двигателей и центральную балку с отсеками самолетного оборудования. Встроенная пушка ТКБ-645 устанавливалась в нижней части закабинного отсека оборудования. Она монтировалась на лафетной установке в едином блоке вместе с патронным ящиком, вместимостью 300 патронов, для обслуживания этот блок опускался вниз на тросах. В нижней части СЧФ между гондолами двигателей предусматривалось размещение отсека для коммуникаций, а в законцовке ХЧФ – установка тормозных щитков и контейнера тормозного парашюта.