Авиация и Время 2016 № 04 (154)

«Старфайтер» и МиГ-21 были ровесниками, оказавшимися в зредовых рядах противостояния периода «холодной войны». Пытаясь выяснить, какой из этих двух самолетов лучший, идти путем прямого сопоставления их технических характеристик ^йыло бы неверно. Ведь оба истребителя выполняли достаточно широкий круг боевых задач, и если один самолет по какому-то важному параметру имел превосходство, то это еще ничего не означает. Вполне возможно, что таких характеристик ему вполне хватало для выполнения задачи.

Начнем с двигателей. Проектируя ТРД, американские и советские конструкторы увеличивали тягу своих изделий путем повышения степени сжатия воздуха в компрессоре. Американцы добивались заданной величины добавлением ступеней, доведя их количество на^Эаждо 17 штук. Но дело свое они «добре знали», и степень сжатия у этого монстра дошла до рекордных 12-ти. Это лучший в мире показатель для того времени. Понятно, что побочным результатом стал рост габаритов и массы двигателя.

Александр Микулин пошел абсолютно другим путем. На своем АМ-11 он применил так называемый сверхзвуковой компрессор. В нем, благодаря специальному профилю лопаток, воздушный поток между ними двигался быстрее скорости звука. Ступеней у него всего 6 (первые 4 сверхзвуковые), но при этом Микулину удалось добиться степени сжатия 8,6, сделав двигатель меньше и легче американского. Однако и у ТРД Микулина были серьезные недостатки. От сверхзвукового компрессора очень трудно добиться устойчивой работы. Кроме того, его лопатки подвергались сильным нагрузкам, и даже небольшие забоины могли привести к их разрушению.

Совершенно разными путями пошли конструкторы как в вопросе обеспечения устойчивости работы двигателя, так и в борьбе с помпажом. У J79 для устойчивости работы применялись поворотные направляющие лопатки компрессора. Это очень сложная и дорогая система. На двигателе Микулина был применен двухкаскадный компрессор, который не требовал каких-либо особых устройств. Все регулирование обеспечивало вращение роторов низкого и высокого давления с разными скоростями.

В целом, более совершенным считается тот двигатель, у которого заданная тяга достигается при минимальных массе и расходах топлива и воздуха. Причем каждый лишний килограмм массы двигателя вызывает увеличение массы самолета примерно на 3 кг. Конструктивный уровень совершенства двигателя можно определить по его удельной массе — отношению массы к максимальной тяге. Чем она меньше, тем лучше. Как видно из таблицы, лучшим получается двигатель А. Микулина.

Для обслуживания двигателя и гидросистемы у МиГ-21 было предусмотрено более десятка лючков небольшой площади, что затрудняло работу техников. Доступ к двигателю и элементам гидросистемы у F-104 был проще. Снизу фюзеляжа американского истребителя стояла большая откидная панель, на внутренней поверхности которой размещалась значительная часть гидравлики.

Размеры силовой установки и требования по дальности полета во многом определили габаритные размеры самолетов. Оба истребителя имели цилиндрический фюзеляж с большим удлинением, среднерасположенное крыло и однокилевое оперение. Именно такой вид летательного аппарата обеспечивал низкое лобовое сопротивление и выход на большие скорости.

Верхнее расположение стабилизатора на F-104 (работал как концевая шайба) позволило поставить на самолет небольшой киль, площадью 3,6 м², площадь же киля у МиГ-21 ПФ больше — 4,45 м².

На обоих самолетах не использовалось так называемое «правило площадей». В СССР в то время оно было еще неизвестно, а Джонсон отказался от «правила» сознательно, ведь на его самолете стояло очень тонкое крыло, которое практически не нарушало распределения площадей поперечных сечений.

F-104C во время боевого вылета во Вьетнаме. Под самолетами подвешены 340-кг бомбы М117

F-104C из 436-й эскадрильи. Вьетнам, авиабаза Дананг, 1965 г.

Дананг стал передовой базой «Старфайтеров». На переднем плане: F-104C и легкий самолет «Бичкрафт 18». В глубине — транспортный вертолет Н-34 и ударный самолет А-3

Сравнительные характеристики ТРД самолетов F-104A и МиГ-21Ф

Параметр

J79-GE-3B

АМ-11 (Р11Ф-300)

Число ступеней турбины

3

2

Длина, м

5,3

4,66

Диаметр, м

0,993

0,906

Масса, кг

1750

1040

Макс, тяга, кгс

4358

4200

Тяга на форсаже, кгс

6719

5110

Расход воздуха, кг/с

72,6

64,5

Температура газов перед турбиной, "С

954

902

Удельный расходтопл., кг/кгс.ч

0,9/1,965*

0,94/1,96*

Удельная масса кг/кгс

0,4

0,25

* Крейсерский/форсированный режим.

Таким образом, можно говорить о некоем едином подходе к проектированию у Джонсона и Микояна. Преодоление звукового барьера и дальнейший разгон у их самолетов производились только за счет большой тяги силовой установки, что негативным образом отражалось на расходе топлива и ресурсе двигателей.

По максимальному аэродинамическому качеству F-104А незначительно превосходил МиГ-21: 8,25 против 8. Так что оба истребителя очень похожи по аэродинамическим характеристикам. Конечно, подъемная сила крыла у F-104 была меньше, но этот недостаток компенсировался существенно меньшим лобовым сопротивлением и системой СПС.

Еще один важный параметр конструктивного совершенства самолета — плотность компоновки (отношение массы планера к его объему). У «Старфайтера» он составляет 310 кг/м³, тогда как у МиГ-21 — только 200 кг/м³. Худший показатель «МиГа» объясняется его лобовым воздухозаборником и воздушным каналом, который прошивал весь фюзеляж, съедая и без того его небольшой полезный объем.

Проигрывает «МиГ» и по относительному объему топливных баков (отношение их объема к объему самолета): около 0,11 против 0,17. По этому показателю «Старфайтер» превосходит даже истребитель следующего поколения МиГ-23 (0,15).

На F-104A и МиГ-21ПФ заправка топливных баков производилась при помощи пистолета через несколько заправочных горловин, что усложняло и затягивало процесс, а также могло послужить причиной попадания в баки посторонних предметов. На F-104C этот недостаток устранили, применив централизованную систему заправки.

Сравнение запаса топлива

Самолет

МиГ-21 ПФ

F-104A

Внутренний запас топлива,л

2750

3400

Запас топлива в двух ПТБ, л

490

1290

Практически все электронное оборудование на МиГ-21 было «рассеяно» блоками в свободных объемах носовой части самолета. Для его обслуживания имелось достаточное количество лючков.

F-104 стал одним из первых боевых самолетов, бортовое оборудование которого располагалось, большей частью, в одном месте и в корпусах унифицированной формы. Это укорачивало проводку, улучшало охлаждение и упрощало герметизацию. Отсек с оборудованием находился за кабиной летчика. РЛС «Старфайтера» устанавливалась в цилиндрическом носовом отсеке, а все разъемы для проверки и обслуживания выносились под соответствующие лючки в носовой части. По сравнению с «МиГом» такая компоновка давала экономию веса 20% и объема 50%.