Текст книги "Сверхзвуковые самолеты"

Автор книги: Эдмунд Цихош

сообщить о нарушении

Текущая страница: 26 (всего у книги 42 страниц)

«Дракен» 35 фирмы «SAAB-Скания» – многоцелевой одноместный истребитель-Швеция, 1955 г.

Рис. 2.52. Многоцелевой истребитель «Дракен» с выпущенной задней стойкой шасси (а) и снятым носовым обтекателем (б).

История создания. К проектированию самолета фирма приступила в 1949 г. Кроме обычных испытаний в аэродинамической трубе, были проведены летные испытания модели опытного самолета «Дракен» 210, выполненной в масштабе 1 : 2 Модельный самолет (длина 9,10 м, размах крыла 4,88 м, двигатель-«Эддер» фирмы «Армстронг-Сиддли» тягой 4,66 кН), снабженный контрольно-измерительным оборудованием, предназначался преимущественно для проверки свойств треугольного крыла (с переменной стреловидностью передней кромки) при полете на малых скоростях. Строительство модельного самолета было начато в мае 1950 г., а первый полет проведен 21.05.1952 г.

Конструкторские работы по созданию полномасштабного самолета «Дракен» 35 были начаты еще в 1951 г., а официальный заказ на три опытных образца, три предсерийных самолета и комплектную переднюю часть фюзеляжа, предназначаемую для двухместной учебно-бое– вой модификации, фирма получила в сентябре 1953 г. Первый опытный экземпляр был испытан 25 октября 1955 г., второй-в марте, а третий-в июне 1956 г.; в одном из последующих полетов самолет достиг сверхзвуковой скорости без использования форсажной камеры. На опытных самолетах при форсировании двигателя была достигнута скорость 1480 км/ч на высоте 11000 м, что соответствует М = 1,4. Летные испытания первого предсерийного самолета J35A, оснащенного более мощным двигателем, были проведены 15.02.1958 г. При этом скорость полета на высоте 11000 м составила 1910 км/ч (М = 1,8).

В общей сложности в 1958-1970 гг. было выпущено свыше 600 самолетов, стоимость каждого из которых оценивалась в 1964 г. в 1,2 млн. долл. Кроме авиации Швеции, самолет «Дракен» находился на вооружении ВВС Дании и Финляндии. Были разработаны и построены следующие модификации самолета:

– истребитель-перехватчик J35A, J35B (облет первого 29.11.1959 г.), J35D (27.12.1960 г.), J35F и S35XS (12 самолетов для Финляндии);

– многоцелевой истребитель 35XD (20 самолетов для Дании, где они получили новое обозначение F-35; облет 29.01.1970 г.);

– разведчик S35E (27.06.1963 г.) и RF-35 (20 самолетов для Дании, разработанных на основе 35XD);

– учебно-боевой SK35C (30.12.1959 г.) и TF-35 (6 самолетов для Дании, разработанных на основе 5XD).

Описание самолета. «Дракен» 35 фирмы SAAB представляет собой среднеплан, построенный по схеме «бесхвостка» с треугольным крылом переменной стреловидности по передней кромке и удлинением 1,77. Угол стреловидности передней кромки в околофюзеляжных частях крыла составляет 80°, а в концевых 57°. Профиль крыла-постоянный по всему размаху, относительной толщины 5%. Использование переменной стреловидности позволило при малой относительной толщине профиля получить большую строительную высоту крыла в корневом сечении и разместить в прифюзеляжных частях воздушные каналы воздухозаборников, топливные баки, ниши шасси и некоторые элементы оснастки. Прифюзеляжные части крыла выполнены зацело с фюзеляжем. В хвостовой части каждой плоскости крыла расположены двухсекционные элевоны с тупой задней кромкой. Управление элевонами осуществляется с помощью необратимых гидроусилителей. Для имитации усилий на ручке управления и педалях использованы загрузочные устройства с автоматической регулировкой в зависимости от скорости полета. В отличие от других самолетов «Дракен» имеет аэродинамические направляющие (по три на каждом полукрыле, длиной около 30% хорды), размещенные на нижних поверхностях крыла. Таким образом, в самолете «Дракен» исполнительная часть системы управления имеет только два подвижных узла (элевоны и руль направления), тогда как самолеты классической системы имеют шесть таких узлов (руль высоты или управляемый стабилизатор, руль направления, элероны и интерцепторы, закрылки, носовые щитки или предкрылки).

Рис. 2.53. Проекции многоцелевого истребителя «Дракен» J-35.

Передняя и задняя части фюзеляжа, выполненные в виде легкоразъемных узлов, крепятся к центральной части с помощью болтов. Форма фюзеляжа выбиралась без строгого следования правилу площадей, однако общая компоновочная схема самолета приближенно соответствует этому правилу. В передней части фюзеляжа находится кабина пилота с катапультируемым сиденьем (начиная с модификации J35D в самолете используются кресла класса 0-0), поисковый радиолокатор, радиолокационный прицел, передняя стойка шасси и топливный бак. В хвостовой части находятся двигатель с форсажной камерой и мягкие топливные баки. Начиная с модификации В, в самолете применены дополнительные убираемые двухколесные задние стойки шасси (вместо хвостовой пяты), обеспечивающие более эффективное аэродинамическое торможение во время пробега и облегчающие посадку с оптимальным углом атаки. Была реконструирована и удлинена хвостовая часть фюзеляжа (начиная с модификации D, в связи с использованием усовершенствованной форсажной камеры), благодаря чему уменьшилось сопротивление самолета при полетах со сверхзвуковой скоростью. Вертикальное оперение – классическое, стреловидное, с рулем направления. Киль соединен с кабиной пилота профилированной надстройкой, в которой размещены элементы системы управления, трубопроводы и т.п. Шасси-трехстоечное, нормальной схемы. Необычной является конструкция главных стоек шасси, которые во время убирания уменьшают свою длину (вплоть до полного сжатия амортизаторов-в этом состоянии избыточная нагрузка не действует, так как излишек жидкости отводится в находящийся над стойками бак) в целях уменьшения необходимого объема ниши в крыле. Передняя стойка шасси убирается вперед в фюзеляж, главные-в консоли крыла вдоль размаха в направлении от фюзеляжа.

Двигательная установка. Опытные самолеты оснащались турбореактивными двигателями «Эвон» 200 RB146 фирмы «Роллс-Ройс» тягой 50,01 кН (5100 кГ) без форсирования и 64,72 кН (6600 кГ) с форсированием. На предсерийных и серийных самолетах модификаций А-С устанавливались двигатели RM6B (изготавливаемые по лицензии на предприятиях «Свенска флюг– мотор») с форсажной тягой 69,62 кН (7100 кГ), а на самолетах остальных модификаций-двигатели RM6C (RB.146 «Эвон»300) тягой 56,88 кН (5800 кГ) без форсирования и 78,45 кН (8000 кГ) с форсированием. Центральный воздухозаборник, использованный в первой модификации опытного самолета, впоследствии был заменен на боковые. Было установлено, что при полете со сверхзвуковыми скоростями воздухозаборник работает эффективно, если он выдвинут по возможности вперед относительно миделева сечения, где воздушный поток испытывает ускорение. Воздухозаборники-нерегулируемые, значительно удаленные от стенки фюзеляжа (в целях слива пограничного слоя). Топливная система самолета состоит из обычных фюзеляжных баков (жестких-передних и мягких – задних) и крыльевых кессон-баков общей емкостью 4000 л. Так как размещение топлива существенно влияет на положение центра тяжести, то его расход регулируется электронно-механической дозирующей системой. В первой половине полета центр тяжести постепенно перемещается назад, что облегчает выполнение боевых маневров; во второй же половине полета он перемещается вперед таким образом, что при посадке занимает примерно такое же положение, как и при взлете. На подвесках самолет может нести топливные баки общей емкостью 5000 л.

Вооружение. Стационарное вооружение самолета состоит из двух пушек «Эйден» (калибр 30 мм), размещенных в около фюзеляжных частях крыла. Кроме того, на 3 подфюзеляжных и 6 подкрыльных замках могут быть подвешены ракеты «Сайдуиндер» и контейнеры «Ма– тра» со снарядами «Бофор», бомбы и топливные баки общей массой 4480 кг.

Летно-технические данные J35D

Размах крыла, м 9,40

Длина, м 15,35

Высота, м 3,89

Площадь несущей поверхности, м2 49,20

Масса пустого самолета, кг 7300

Взлетная масса (ном./макс.), кг 11400/16000

Номинальная посадочная масса, кг 8800

Грузоподъемность, кг 4480

Емкость топливных баков (внутр./внешн.), л 4000/5000

Удельная нагрузка на крыло (ном./макс.), кг/м2 232/325

Удельная нагрузка на крыло при посадке, кг/м2 179

Отношение массы самолета (ном./макс.) к тяге при форсировании, кг/даН 1,45/2,04

Максимальное число Маха 2,0

Максимальная скорость, км/ч 2100

Максимальная скорость у земли, км/ч 1100

Крейсерская скорость на высоте 12200 м, ? 0,9

Посадочная скорость, км/ч 215

Вертикальная скорость, м/с 200

Время подъема на высоту 15 000 м, мин 5

Практический потолок, м 18000

Максимальная дальность, км 1450

Радиус действия, км 635

Длина разбега, м 650

Взлетная дистанция (масса ном./макс.), м 960/1550

Длина пробега, м 530

МиГ-21-многоцелевой одноместный истребитель конструкции А. И. Микояна-СССР, 1955 г.

История создания. К работам по созданию самолета приступили в начале 50-х годов, исходя из условия, что преемник самолета МиГ-19 должен превосходить его по скорости, потолку, маневренности, вооружению и в то же время характеризоваться малой взлетной массой, простотой изготовления и обслуживания. С целью выбора формы крыла в плане (стреловидного или треугольного) были изготовлены два соответствующих опытных образца самолета, получивших обозначения Е-2 и Е-4. Оба самолета имели близкие по форме фюзеляжи и двигатель конструкции С. К. Туманского Р-11 с форсажной камерой. Опытный образец Е-2А со стреловидным крылом (угол стреловидности по передней кромке 57°) тонкого профиля был облетан 14.02.1954 г. Максимальная скорость, достигнутая при испытаниях, составляла 1900 км/ч. При небольшой полетной массе (6250 кг) самолет имел дальность полета до 2000 км. В процессе испытаний опытного образца Е-4 с треугольным крылом той же стреловидности был выявлен кормовой эффект (нежелательное засасывание воздуха в пространство между выхлопным соплом двигателя и хвостовой обечайкой фюзеляжа), вследствие чего самолет не достигал расчетной скорости. В 1956 г. был построен усовершенствованный опытный образец самолета с треугольным крылом (и тем же двигателем), получивший обозначение Е-5. Максимальная скорость и потолок, достигнутые на этом самолете, составляли соответственно 2000 км/ч и 18 000 м. 24.08.1956 г. самолеты Е-2А и Е-5 были продемонстрированы на воздушном параде в Тушино.

Самолет Е-2А послужил базой для создания опытного самолета Е-50 с комбинированной силовой установкой, состоящей из ТРД и жидкостного ракетного двигателя. В одном из полетов на этом самолете были достигнуты скорость 2460 км/ч и потолок 25 600 м. Взлетная масса самолета составляла 8500 кг, а время подъема на высоту 20000 м не превышало 9,5 мин. Однако из-за установки ЖРД и топливных баков для него запас топлива для ТРД пришлось уменьшить, вследствие чего радиус действия самолета сократился до 450 км, что было признано неудовлетворительным.

Сравнение характеристик самолетов Е-2 и Е-4 оказалось в пользу самолета с треугольным крылом. В 1958 г. был построен и облетан опытный истребитель Е-6 с треугольным крылом тонкого профиля, который и стал прототипом МиГ-21. Испытания самолета продемонстрировали его высокие летные характеристики (в дополнение к некоторым техническим усовершенствованиям на Е-6 был установлен более мощный двигатель Р-11Ф-300), однако вскоре одно из летных испытаний закончилось аварией, которая повлекла за собой переделку отдельных узлов самолета. Причинами ее были помпаж воздухозаборника, перегрев топливной системы двигателя и высокая инерционность аварийной электрической системы управления. При доводке самолета была разработана автоматическая система плавного регулирования воздухозаборника в зависимости от скорости и высоты полета (до этого применялся трехрежимный воздухозаборник с устройством его переключения в зависимости от скорости полета-дозвуковой, околозвуковой и сверхзвуковой), аварийная электрическая система управления была заменена гидравлической, а топливная система модернизирована.

Рис. 2.54. Учебно-боевой истребитель МиГ-21У.

В 1959 г. МиГ-21 запущен в серийное производство и принят на вооружение. В опытных модификациях (под обозначениями Е-33, Е-66, Е-76) самолет стал обладателем 17 мировых рекордов (женских и мужских) по скорости и высоте полета. Благодаря совершенной конструкции, высоким летно-техническим показателям, способности выполнять разнородные задания самолет был принят на вооружении стран Варшавского договора, а также Вьетнама и Кубы.

Серийные самолеты выпускались в основном как перехватчики и истребители для обеспечения превосходства в воздухе, однако способность самолета нести разнообразное вооружение, а также последующее усовершенствование планера, силовой установки и оборудования позволили использовать его для непосредственной поддержки войск и тактической разведки.

Известны следующие модификации самолета: первые серийные самолеты МиГ-21 Ф, многоцелевые МиГ-21 М, перехватчики МиГ-21 П, самолеты тактической разведки МиГ-21Р, учебно-тренировочные МиГ-21У и учебно-тренировочные истребители МиГ-21У– ТИ, экспортные варианты самолета. На базе МиГ-21 был построен экспериментальный самолет-аналог Ту-144 1*

[Закрыть]

МиГ-21 создавался в период разработки и запуска в производство американского самолета «Старфайтер» F-104 и французского «Мираж» III. Все три самолета являлись машинами одного поколения, предназначенными для решения сходных задач.

Сравнение этих самолетов по результатам их применения в американо-вьетнамской и арабо-израильской войнах было проведено авиационными и военными специалистами различных стран. Французский журнал «Авиасьон магазин» указывал, что МиГ-21 превосходит самолеты «Мираж» и «Старфайтер» по тяговооруженности и маневренности. Он обладает лучшими разгонными характеристиками на дозвуковых скоростях, меньшим радиусом виража и на соответствующих режимах одерживал верх, хотя и имел меньшую максимальную скорость. Высокую оценку самолету в газете «Нью-Йорк тайме» дал главный конструктор фирмы «Грумман» М. Пелехак, а бригадный генерал ВВС США Р. Олдз, высказываясь по поводу МиГ-21, отметил, что хотел бы видеть на вооружении США такие же быстрые и маневренные самолеты.

1* Более подробно с историей создания МиГ-21 советский читатель может ознакомиться по книге М. Арлавзорова «Артем Микоян»-М.: Молодая гвардия, 1979-Прим. ред.

Рис. 2.55. Многоцелевой истребитель МиГ-21 польских ВВС.

Описание самолета. МиГ-21 представляет собой свободнонесущий моноплан, имеющий треугольное среднерасположенное крыло малого удлинения со срезанными торцевыми частями, стреловидностью по передней кромке 57° и относительной толщиной профиля 4%. Крыло оснащено элеронами и простыми закрылками, расположенными вдоль прямолинейной задней кромки крыла. В некоторых модификациях самолета использована система сдува пограничного слоя с закрылков, улучшающая взлетно– посадочные характеристики. Крыло самолета выполнено по однолонжеронной схеме с дополнительным подкосом и крепится с нулевым поперечным V к силовым шпангоутам фюзеляжа. На верхней поверхности каждой консоли приблизительно на 1/4 размаха от концевого сечения установлен аэродинамический гребень. Крыло не имеет аэродинамической или конической крутки.

Фюзеляж круглого сечения, выполненный в соответствии с правилом площадей, существенно видоизменялся (главным образом за счет формы и размеров надфюзеляжного гаргрота) в процессе совершенствования самолета. Изменению был подвергнут и фонарь кабины пилота. В первых модификациях он открывался вперед-вверх и во время катапультирования отделялся вместе с сиденьем, предохраняя пилота от воздействия набегающего потока. В последующих модификациях, после установки катапультируемого сиденья класса 0-0, фонарь стал открываться в сторону (вправо). На фюзеляже имеются три тормозных щитка (в хвостовой части), узлы крепления стартовых ускорителей и замок внешней подвески (на нижней поверхности центральной части). Для быстрой замены двигателя хвостовая часть фюзеляжа вместе с оперением выполнена отъемной.

Рис. 2.56. Проекции самолетов Е-2 (однодвига– тельиая модификация) и Е-50 (с комбинированной двигательной установкой) конструкции А. И. Микояна.

Рис. 2.57. Проекции различных модификаций многоцелевого истребителя МиГ-21.

Рис. 2.58. Модификация самолета МиГ-21 с дополнительным подъемным двигателем (во время демонстрационного полета в 1967 г.).

Стреловидное хвостовое оперение состоит из киля (угол стреловидности по передней кромке 60°) с рулем направления и управляемого стабилизатора (стреловидность 55°). Киль выполнен по двухлонжеронной схеме, а плоскости стабилизатора-по однолонжеронной с дополнительными стенками и подвижной относительно фюзеляжа осью вращения. Для улучшения путевой устойчивости в хвостовой части фюзеляжа установлен подфюзеляжный киль. Под рулем направления смонтирован контейнер тормозного парашюта.

Конструкция фюзеляжа полумонококовая. В носовой части расположены воздухозаборник, воздушный канал, кабина пилота, приборные отсеки. В центральной части находятся топливные баки, ниши уборки шасси, отсек оборудования, отсек вооружения, двигательный отсек и узлы крепления крыла.

На самолете применено трехстоечное шасси с одинарными колесами. Главные стойки убираются в консоли крыла и фюзеляж (колеса), передняя – вперед в фюзеляж.

Двигательная установка. Самолет оснащен турбореактивным двигателем Р-11Ф-300 конструкции С. К. Туманского. На серийных самолетах модификации Ф-13 устанавливался двигатель с форсажной камерой. Внутренняя топливная система, состоящая из фюзеляжных баков, может быть дополнена подфюзеляжным баком, сбрасываемым после опорожнения. На самолете применен лобовой регулируемый воздухозаборник с подвижным конусом, снабженным щелями для отвода пограничного слоя. Конструкция конуса обеспечивает размещение в нем антенны РЛС для обзора и сопровождения целей.

Вооружение. Стационарным вооружением самолета модификации Ф-13 являются две пушки калибра 30 мм, размещаемые в нижней центральной части фюзеляжа.

В зависимости от модификации самолет может нести на подкрыльных пилонах 2-4 подвески, включая ракеты классов воздух – воздух, воздух – земля, контейнеры НУ PC и бомбы.

Летно-технические данные МиГ-21 Ф-13

Размах крыла, м 7,15

Длина, м 15,76

Высота, м 4,10

Площадь несущей поверхности, м2 23,0

Номинальная взлетная масса, кг 7570

Номинальная удельная нагрузка на крыло, кг/м2 329

Максимальное число Маха 2,1

Максимальная скорость на высоте 12500 м, км/ч 2125

Практический потолок, м 19000

Дальность, км 1580

Продолжительность полета, ч 2

Посадочная скорость, км/ч 270

Длина пробега, м 420

Су-7– одноместный истребитель конструкции П. О. Сухого-СССР, 1955 г.

История создания. В 1940-1949 гг. в конструкторском бюро под руководством П. О. Сухого были разработаны самолеты, обозначавшиеся последовательными числами (от Су-1 до Су-17), в том числе Су-15, достигший при испытаниях скорости 1032 км/ч. В 1953 г., приступив к работам над новой серией самолетов, конструкторское бюро опять приняло для них нумерацию с самого начала. Первым серийным самолетом новой нумерации стал сверхзвуковой Су-7, предназначенный для выполнения задач, свойственных истребителям, штурмовикам и бомбардировщикам.

Работы над самолетом начались в 1953 г. В 1953-1954 гг. был разработан опытный истребитель, который впервые в практике советского сверхзвукового самолетостроения был оборудован регулируемым воздухозаборником и цельноповоротным горизонтальным оперением (управляемым стабилизатором). В одном из испытательных полетов этот самолет достиг скорости 2170 км/ч. Обнадеживающие результаты летных испытаний позволили приступить к строительству опытного образца самолета Су-7, испытания которого начались в 1955 г. В 1956 г. самолет был продемонстрирован на аэродроме в Тушино. С 1958 г. Су-7 запущен в серийное производство, причем модификация Су-7Б была принята на вооружение многих стран, включая государства Варшавского договора.

В процессе эксплуатации самолет неоднократно подвергался модернизации. Изменения касались конструкции планера, двигательной установки, вооружения и бортового оборудования. На базе Су-7Б был разработан истребитель– бомбардировщик с изменяемой геометрией крыла (в 1967 г. этот самолет был показан на воздушном параде в Домодедово).

Описание самолета. Су-7 построен по классической схеме со стреловидным среднерасполо– женным крылом. Ламинарный профиль крыла имеет относительную толщину около 5%. Угол стреловидности крыла по линии фокусов составляет 60°, сужение равно 3. Задняя кромка стреловидная со спрямленным участком в корневых частях. Механизация крыла состоит из выдвижных однощелевых закрылков (типа ЦАГИ), расположенных в околофюзеляжных и центральных частях каждой консоли. Поперечное управление самолетом осуществляется с помощью элеронов с весовой балансировкой и осевой аэродинамической компенсацией. Каждая консоль оборудована двумя аэродинамическими гребнями, огибающими переднюю кромку и располагающимися как на верхней, так и на нижней поверхности крыла. Крыло выполнено по двухлонжеронной схеме и крепится к кольцевым силовым шпангоутам фюзеляжа с помощью вильчатых стыковых узлов.

Фюзеляж самолета круглого сечения слегка расширяется в хвостовой части, что связано с применением мощного двигателя большого диаметра. Замена двигателя осуществляется путем отъема хвостовой части фюзеляжа вместе с хвостовым оперением. В носовой части фюзеляжа расположены кабина пилота, приборный отсек и ниша уборки передней стойки шасси. Кабина пилота оборудована катапультируемым сиденьем класса 0-0 и снабжена выступающим за обводы фюзеляжа, сдвигаемым назад фонарем характерной каплевидной формы. В центральной части фюзеляжа располагаются топливные баки, отсеки оборудования, воздушные каналы, двигательный отсек. На нижней поверхности центральной части фюзеляжа расположены два узла внешних подвесок, предназначенные для крепления подвесных топливных баков или боевой нагрузки.

Рис. 2.59. Различные модификации истребителя-бомбардировщика Су-7. а-Су-7БМ; б-Су-7У; в-Су-7ИГ.

Рис. 2.60. Проекции истребителя-бомбардировщика Су-7Б.

Хвостовое оперение самолета-стреловидное, нормальной схемы, с относительной толщиной профиля 6%. Угол стреловидности плоскостей оперения 55°. В хвостовой части киля, под рулем направления, расположен контейнер тормозного парашюта. Управление по тангажу осуществляется с помощью управляемого стабилизатора. Для привода всех рулей, а также закрылков и четырех тормозных щитков, расположенных в хвостовой части фюзеляжа перед горизонтальным оперением, используются необратимые гидроусилители. В каналах тангажа, крена и рыскания предусмотрены автоматы загрузки рычагов управления в зависимости от угла отклонения, скорости и высоты полета. Кроме того, в канале тангажа имеется дифференциал, изменяющий передаточное отношение от ручки управления к рулям примерно в 4 раза, а в канале рыскания – автомат демпфирования, обеспечивающий отклонение руля направления пропорционально угловой скорости рыскания. Принятая кинематическая схема обеспечивает эффективное управление самолетом, особенно при полете на малых высотах.

Шасси самолета-трехстоечное, с одинарными колесами. Передняя стойка убирается вперед в фюзеляж, главные-в крыло по направлению к фюзеляжу. В некоторых модификациях используются лыжи, позволяющие эксплуатировать самолет с травяных и заснеженных аэродромов.

Двигательная установка. На самолете применен турбореактивный двигатель АЛ-7Ф-1 конструкции А. Люлька. Кроме того, допускается установка твердотопливного ракетного ускорителя. Воздухозаборник лобового типа, регулируемый, с центральным телом, выполненным в виде подвижного конуса, конструкция которого обеспечивает размещение в нем антенны РЛС.

Вооружение. Стационарное вооружение самолета состоит из двух пушек НР-30 (калибр 30 мм), размещенных в корневых частях крыла. На четырех подкрыльных пилонах и двух подфюзеляжных замках самолет может нести разнообразную нагрузку, включая бомбы, ракеты классов воздух-воздух и воздух-земля, блоки НУРС.