Текст книги "Истребитель МиГ-21 Рождение легенды"

Автор книги: Николай Якубович

сообщить о нарушении

Текущая страница: 1 (всего у книги 4 страниц) [доступный отрывок для чтения: 2 страниц]

Николай Якубович
Истребитель МиГ-21 Рождение легенды

Н. Якубович

Истребитель МиГ-21. Рождение легенды

– М.: ООО «Издательство «Цейхгауз», 2007. – 48 с.

© Н. Якубович, 2007 © Издательство «Цейхгауз», 2007

Предисловие

Появление в Советском Союзе малогабаритных турбореактивных двигателей с осевым компрессором тягой свыше 5000 кгс и практическое воплощение идеи треугольного крыла привели к созданию в середине 1950-х годов одного из самых знаменитых самолетов последних десятилетий – МиГ-21, способного летать со скоростью около 2000 км/ч.

Задуманный первоначально как фронтовой истребитель, МиГ-21 постепенно превратился в учебно-тренировочный самолет, затем – в перехватчик и разведчик. По мере выработки своего ресурса он использовался в качестве истребителя-бомбардировщика или радиоуправляемой мишени.

Начиная с войны во Вьетнаме и кончая противодействием авиации НАТО в Югославии МиГ-21 неизменно демонстрировал свои высокие пилотажные и боевые качества. Многие пилоты, освоив машину, без особого энтузиазма переходили на другие истребители. На МиГ-21 было установлено немало мировых рекордов скорости, высоты и скороподъемности, и некоторые из этих достижений долгое время оставались непревзойденными.

Несмотря на возраст, во многих странах истребитель по-прежнему поднимается в небо, а в Индии эксплуатируется его последний модернизированный вариант – МиГ-21 бис upg.

В.А. Микоян

CM-12 – последний вариант истребителя МиГ-19

Начало «биографии»

Создание машин семейства «Е» стало возможным с появлением турбореактивного двигателя (ТРД) Р11-300 (первоначально именовавшегося AM-11), разработка которого велась в ОКБ-300 под руководством А.А. Микулина. Проект самолета с треугольным крылом в своем первом варианте (Е-1) не был реализован; в небо поднялся Е-2 (к слову, МиГ-21, появившийся в результате развития проекта, лишь отдаленно напоминал своего «прародителя»).

У конструкторов не было сомнений в отношении двигателя, выбранного для перспективной машины; споры разгорелись при определении формы крыла. Пришлось прибегнуть к опыту. Поскольку стреловидное крыло было уже в достаточной степени изучено, его и выбрали для Е-2, предусмотрев установку двух пушек НР-30 (постановление же правительства требовало трех).

Предложение о разработке одноместного фронтового истребителя с треугольным крылом и двигателем AM-11 максимальной тягой 4000 кгс (с дожиганием (на форсаже) – 5000 кгс) было направлено А.И. Микояном министру авиационной промышленности П.В. Дементьеву летом 1953 года. Первое упоминание об этом сохранилось в письме П.В. Дементьева министру обороны Н.А. Булганину:

«Треугольные крылья, имея малое сопротивление, обеспечивают получение скорости полета порядка 1700-2000 км/ч и, благодаря конструктивным преимуществам, позволяют дополнительно разместить горючее в крыльях, что увеличивает дальность и продолжительность полета.

Самолет т. Микояна с указанным двигателем имеет максимальную скорость 1750 км/ч, время набора высоты 10000 м – 1,2 минуты и дальность порядка 2500-2700 км (с подвесными баками. – Прим. авт.).

Учитывая, что создание самолета новой схемы с треугольным крылом является дальнейшим этапом в развитии авиационной техники, прошу Вас рассмотреть прилагаемый проект Постановления и внести его на рассмотрение Совета министров СССР».

Е-2 – первый прототип МиГ-21

Существует мнение, что самолеты серии «Е» начали разрабатывать под индексом «X», начиная с Х-1. Однако подтверждений этому в отчетах опытного завода № 155 и в переписке ОКБ-155 с заказчиком и министерством не найдено; единственное, что обнаружилось, – это проект Х-5. Позволю себе предположить, что это был единственный проект с таким обозначением, а цифра 5 – не что иное, как тяга двигателя в тоннах. Причем проработка этой машины велась задолго до письма Микояна в МАП. По всей видимости, кого-то смущало обозначение «X», свойственное американским экспериментальным самолетам. «X» обозначается в транскрипции как «eks»; вполне возможно, что именно этим и объясняется выбор буквы «Е» для обозначения перспективных машин ОКБ-155.

Самолеты семейства «Е» начали создаваться в соответствии с постановлением Совета министров СССР от 9 сентября 1953 года (в этот же день вышло постановление о создании ТРД АМ-11) и приказом МАП от 11 сентября «О создании фронтового истребителя с треугольным крылом конструкции т. Микояна», в котором, в частности, говорилось:

«В целях дальнейшего повышения летно– технических данных и освоения новой схемы истребителей Совет министров Союза ССР Постановлением от 9 сентября 1953 года:

1. Обязал МАП (т. Дементьева) и главного конструктора т. Микояна спроектировать и построить одноместный фронтовой истребитель с треугольным крылом, с одним турбореактивным двигателем AM-11 конструкции т. Микулина тягой 5000 кгс с дожиганием…».

Документом предписывалось, чтобы максимальная скорость при работе ТРД на форсажном режиме в течение пяти минут была не ниже 1750 км/ч на высоте 10000 м, время набора этой высоты – 1,2 минуты, практический потолок 18000-19000 м. Дальность задавалась не менее 1800 и 2700 км при полете на высоте 15000 м без использования дожигания в ТРД, а длина разбега и пробега – не более 400 и 700 м.

Самолет должен был допускать установившееся отвесное пикирование с применением тормозных щитков со всех высот полета и разворот на этом режиме. Требовалось обеспечить возможность эксплуатации истребителя с грунтовых аэродромов.

На самолете требовалось установить три пушки НР-30, оптический прицел, сопряженный с радиодальномером; кроме того, машина должна была нести 16 реактивных снарядов АРС-57. О бомбовом вооружении пока речи не шло. Первый экземпляр из запланированных двух опытных требовалось предъявить на государственные испытания в марте 1955-го, т.е. менее чем через год после выхода приказа.

Однако двигатель, предназначавшийся для нового самолета, вовремя не поспел, к тому же вскоре произошла замена главного конструктора ОКБ-ЗОО. В итоге пришлось устанавливать менее мощный двигатель АМ-9, что было, естественно, обстоятельством досадным, но не критическим, ведь и со старым мотором можно было исследовать поведение машины в полете и затем вести доводку конструкции.

Главным внешним отличием Е-2А от предшественника стали аэродинамические перегородки на крыле

До июля 1954 года в документах авиационной промышленности еще можно встретить обозначение Х-5, но уже в августе появляется упоминание о проекте самолета Е-1, заданном постановлением Совмина от 9 сентября 1953 года, – правда, с двигателем АМ-9Б, который использовался на самолетах МиГ-19.

Судя по заданию, машина предназначалась для борьбы с маломаневренными целями – бомбардировщиками, так как ни скорострельность, ни боекомплект орудий, планировавшихся к установке на самолет, не позволяли вести эффективную борьбу с истребителями противника. Похоже, что опыт войны в Корее ничему не научил «законодателя мод» – отечественные ВВС. А может быть, кто-то «наверху» видел главную угрозу в бомбардировщиках. Так или иначе, в ОКБ-155 предусмотрели установку на истребителе лишь двух пушек.

Однако Е-1, как уже говорилось, так и не вышел из стадии проекта. Причина была связана с трудностями разработки и исследований треугольного крыла. Подобная задержка имела место и в ОКБ П.О. Сухого при создании истребителя Т-3. По этой причине было предложено в первую очередь разработать самолет со стреловидным крылом. Так родоначальником нового семейства самолетов стал Е-2.

В феврале 1955 года приказом министра авиационной промышленности на самолет Е-2 с двигателем АМ-9Е (возможно, это была опечатка и следует читать АМ-9Б) назначили ведущими летчика-испытателя Г.К. Мосолова (дублер В.А. Нефедов) и инженера А.С. Изотова. Отметим, что ТРД АМ-9Е предназначался для установки на Е-50.

Первый полет Е-2 состоялся 14 февраля 1954 г. На самолете было установлено крыло стреловидностью 57° по передней кромке и относительной толщиной 6%. Для улучшения взлетно-посадочных характеристик использовались щелевые закрылки и двухсекционные предкрылки. Управление по крену осуществлялось двухсекционными элеронами. Впоследствии дм исключения реверса элеронов, возникавшего на некоторых режимах полета, на крыле установили интерцепторы. Передние кромки обечаек лобового воздухозаборного устройства (ВЗУ) по аналогии с дозвуковыми машинами были выполнены полукруглыми, создававшими дополнительную подсасывающую силу.

В печати неоднократно упоминается, что на самолете с двигателем РД-9Б была достигнута скорость 1950 км/ч. Это глубокое заблуждение. Видимо, эта скорость является расчетной для самолета с ТРД AM-11 и взята из задания на данную машину. Да и элементарные расчеты показывают невозможность достижения такой скорости. Чтобы у читателя не было сомнений, приведу пример: самолет СМ-12/3, обладая примерно такой же полетной массой и вдвое большей тяговооруженностью, развивал максимальную скорость 1930 км/ч.

Почти одновременно с ОКБ А.И. Микояна начали разрабатывать сверхзвуковые самолеты с близкими летно-техническими характеристиками на фирмах O.K. Антонова, А.С. Яковлева и П.О. Сухого, но лишь в ОКБ-155 смогли довести конструкцию фронтового истребителя с треугольным крылом до уровня серийного производства.

В январе 1956 года на заводские испытания передали первый самолет Е-2А/1 (в 1957-м кто– то в ГАКТ или ОКБ присвоил ему обозначение МиГ-23) с ТРД Р11-300. Переделанный из Е-2, самолет ровно год простоял в ожидании двигателя. Отличительной особенностью этой машины были аэродинамические перегородки (гребни) на крыле, отсутствовавшие у предшественника. Первый полет на этой машине выполнил летчик-испытатель ОКБ Г.А. Седов 17 февраля 1956 г. Ведущим инженером по машине на этапе заводских испытаний был А.С. Изотов.

Испытания Е-2А шли очень трудно. Машине были свойственны продольная раскачка, обусловленная дефектами компоновки системы управления, повышенная чувствительность к малым отклонениям ручки управления по крену при больших индикаторных скоростях. Много времени заняло устранение дефектов силовой установки, из-за чего машина находилась 11 месяцев в нелетном состоянии. Кроме этого, пришлось бороться с тряской, обнаруженной при полете с большой скоростью на малых высотах, и с поперечной раскачкой.

Спустя полгода с завода № 21 поступила вторая машина Е-2А/2, которую в последний день декабря ОКБ-155 предъявило в НИИ ВВС на государственные испытания. На этой машине в 1956-1957 годах выполнили 107 полетов (на обоих самолетах – не менее 165 полетов), позволивших снять все основные характеристики. На обоих самолетах летали также летчики промышленности В.А. Нефедов и А.П. Богородский. После выработки ресурса двигателя и оборудования самолеты списали за ненадобностью. В ходе испытаний на Е-2А с полетным весом 6250 кг были достигнуты следующие показатели: максимальная скорость 1950 км/ч (М=1,78), потолок – 18000 м, время набора высоты 10000 м – 1,3 минуты, дальность – 2000 км. Вооружение состояло из двух пушек НР-30 и двух подвешенных под крылом реактивных орудий с неуправляемыми авиационными ракетами АРС-57. Для стрельбы использовался прицел АСП-5Н. Предусматривалось также и бомбовое вооружение.

Е-2 так и остался в разряде опытных, поскольку, как увидим дальше, заказчик отдал предпочтение истребителю с треугольным крылом. Серийный завод в Горьком построил семь самолетов Е-2А.

Е-50

Прямым развитием Е-2 стал перехватчик Е-50 (его нередко даже в документах именовали МиГ-23 с ЖРД), разрабатывавшийся в соответствии с постановлением Совмина и ЦК КПСС от 19 марта 1954 года и последующим приказом МАПа от 26 марта. Перед конструкторами обеих машин стояла довольно сложная задача создания самолета, способного к перехвату воздушных целей на высотах свыше 25 км. Одним из главных требований концепции военных самолетов тех лет было достижение наибольших высот полета, поскольку при отсутствии зенитных ракет лишь высота гарантировала их защиту от средств ПВО противника.

Истребители-перехватчики могли достигать таких высот только с помощью ЖРД. Идея использования на самолете комбинированной силовой установки с ЖРД разрабатывалась в СССР на протяжении более 10 лет, но ни одна из машин так и не дошла до серийного производства. Сказывалась недостаточная надежность ракетных двигателей и агрессивность их топлива, особенно окислителя. Любопытно, что попытки использования в авиации ракетных технологий так и не увенчались успехом, в то время как при создании ракетной техники авиационные «ноу-хау» использовались очень широко.

Е-50 создавался под силовую установку, состоявшую из ТРД AM-11 и ЖРД С-155 с двухступенчатой регулировкой тяги. В качестве горючего для ЖРД использовался керосин, в качестве окислителя – азотная кислота. Для привода турбонасосного агрегата ЖРД использовалась перекись водорода. В противоположность ТРД тяга ЖРД с ростом высоты увеличивалась. Если у земли она составляла 1600 кгс (первая ступень) и 3600 кгс (вторая ступень), то на высоте 10 км она достигала 2000 и 4000 кгс соответственно. Практически весь полет, включая взлет и посадку, осуществлялся с помощью ТРД и лишь этап перехвата противника – с применением ЖРД. Не исключалась возможность использования ЖРД в качестве ускорителя при взлете самолета.

На Е-50 пришлось первоначально устанавливать ТРД РД-9Б. В отличие от Е-2, на котором было два подфюзеляжных фальшкиля, на «пятидесятке» установили один такой киль, но меньшей площади.

Первая опытная машина имела заметную отличительную особенность – металлическую обшивку фонаря кабины, в которой кроме лобового стекла имелись круглые иллюминаторы. Не найдя этому официального объяснения, я предположил, что, поскольку самолет предназначался для полетов на высоте свыше 25 км, обшивка стала необходимой из-за отсутствия в экипировке летчика скафандра. Дело в том, что полеты на высотах свыше 12 км в случае разгерметизации кабины чреваты, в лучшем случае, потерей сознания, а на высоте около 18 км опасны для жизни: атмосферное давление так мало, что кровь человека закипает.

Аварийная посадка Е-50 летчика В.Г. Мухина

Приборная доска самолета Е-50

Второй экземпляр Е-50/2

Но после разговора с В.А. Микояном все прояснилось: оказалось, что Мухин летал в скафандре, а иллюминаторы появились из-за аэродинамического нагрева фонаря. Его температура оказалась настолько высокой, что остекление, выполненное из существовавших в то время материалов, не выдерживало действовавших нагрузок. Есть основания полагать, что испытания Е-50/1 начались с обычным фонарем, а металлический кожух на нем появился чуть позже, когда перешли к полетам с большими сверхзвуковыми скоростями.

Правительственным документом предусматривались летные испытания Е-50 в мае 1955 г. Однако их начало из-за неготовности машины, построенной к 1 ноября, пришлось перенести на следующий год. Первый полет на Е-50 выполнил летчик-испытатель В.Г. Мухин 9 января. В ходе летных испытаний с работающим ЖРД удалось получить максимальную скорость 2470 км/ч на высоте 18 км (что соответствовало числу М = 2,32) и динамический потолок 25580 м. При включении ЖРД на высоте 9 км самолет поднимался на высоту 23 км. Время горизонтального полета на высоте 20 км не превышало четырех минут с учетом торможения после выключения ЖРД. Продолжительность полета при работе ЖРД в режиме максимальной тяги была не более 3,1 минуты, а на режиме малой тяги – 16,2 минуты. Посадочная скорость находилась в пределах 250-260 км/ч при пробеге 1100-1300 м, длина разбега – 2000-3000 м.

Самолет имел стандартный набор оборудования: радиостанцию РСИУ-ЗМ, радиокомпас АРК-5, ответчик «Барий-М», маркерный радиоприемник МРП-40П. Предусмотрели и вооружение – две пушки НР-30.

В июне проверили безопасность аварийного слива компонентов топлива для ЖРД. Вопреки мнению скептиков слив прошел успешно, а смесь из керосина и азотной кислоты так и не воспламенилась.

14 июля 1956 года в 18-м полете самолет, пилотируемый Валентином Григорьевичем Мухиным и налетавший всего 5 часов 25 минут, потерпел аварию. Сразу после взлета, на высоте 150-200 м, в кабине летчика начала мигать лампочка «пожар двигателя». Летчик перевел двигатель с максимального на номинальный режим и стал разворачивать машину для захода на посадку. Однако после четвертого разворота увеличилась скорость снижения машины. В.Г. Мухин перевел сектор газа на увеличение оборотов – но тщетно: самолет, не долетев 700 м до ВПП, коснулся земли. Последствия такой посадки были, естественно, тяжелыми: сломалось шасси, правая консоль погнулась, левая – оторвалась вообще, фюзеляж разломился. Но самое удивительное, что, побывав в такой «передряге», Мухин отделался, как говорят, легким испугом и продолжил испытательную работу.

Е-50А. За отсутствием подлинника приходится пользоваться его «дорисованной» фотографией

В декабре 1956 года на заводские испытания передали вторую машину Е-50/2, на которой заменили катапультное кресло «ЕИЗ» на «СК» и доработали систему аварийного сброса фонаря. Самолет, как и его предшественник, имел двигатель РД-9Е; вооружение отсутствовало.

До этого на самолетах ОКБ-155 устанавливали катапультные кресла со шторкой, закрывавшей лицо пилота при катапультировании. В апреле 1954 года на рассмотрение макетной комиссии по самолету И-3 представили катапультную установку «ЕИЗ», разработанную в ЛИИ, с защитой летчика от набегающего воздушного потока фонарем. Летные испытания экспериментальной установки начались сначала на переоборудованном самолете Ту-2, а затем, в декабре 1955 года – на УТИ МиГ-15 (СТ-10) № 3410. Проверялось соответствие установки общетехническим требованиям ВВС и возможность использования на будущем МиГ-21. Испытания проводили летчик Амет хан Султан и парашютист В.И. Головин. Все шло, в общем, хорошо, но в одном из полетов в момент катапультирования произошел взрыв, к счастью, не приведший к жертвам. Впоследствии на базе «ЕИЗ» в ОКБ-155 создали установку «СК», также испытанную на УТИ МиГ-15.

При весе установки «СК» до 240 кг пиропатрон стреляющего механизма обеспечивал начальную скорость катапультирования 18,5-19 м/с, создавая кратковременную перегрузку до 20 д, а при торможении на максимальной скорости – 25-36д. Система «СК» обеспечивала спасение летчика на скоростях до 1100 км/ч (видимо, по прибору), защищая его от воздушного потока, и безопасную высоту катапультирования 110 м (вместо 250-300 м ранее). Снижение перегрузки за счет увеличения хода поршня стреляющего механизма снижало нагрузку на позвоночник пилота за счет размещения привода катапультирования на боковых стенках (руки размещались на подлокотниках).

Система «СК», разработанная В.М. Беляевым, С.Н. Люшиным, А.Р. Фокиным, М.Р. Вальденбергом, А.К. Юдичевым и К.А.Титковым, устанавливалась на самолеты МиГ-21 Ф, МиГ-21Ф-13 и МиГ-21ПФ до 1965 года, а кресло – и на МиГ-21 У.

Вес пустого Е-50/2 составлял 4795 кг, взлетный – 8472 кг, запас топлива – 3450 кг. Ведущим летчиком-испытателем на Е-50 был В.П. Васин. Перед высотными полетами, как и прежде, летчик облачался в скафандр с прозрачным гермошлемом сферической формы; лобовое стекло было плоским. Фонарь кабины пилота к этому времени приобрел привычный для МиГ-21 вид. К июлю 1957 года в ходе заводских испытаний на Е-50/2 выполнили 43 полета, из них 20 – с включением ЖРД. По всей видимости, один из последних полетов Е-50/2 состоялся 28 января 1958 г. В этот день летчику-испытателю Ю.А. Гарнаеву предстояли испытания аварийного сброса фонаря. На высоте 1500 м при введении в действие механизма аварийного сброса фонарь ударился о заголовник катапультного кресла, разбил задний обтекатель гаргрота и повредил тяги продольного и путевого управления самолетом; затем, пробив в нескольких местах правую консоль крыла и пройдя вблизи хвостового оперения, упал на землю. Гарнаев же с честью вышел из опасного положения и посадил поврежденную машину на свой аэродром.

Е-4 стал первым отечественным самолетом с треугольным крылом

Вдобавок 8 августа 1957 года при приемке Е-50/3 (построен 17 апреля 1957 года на заводе № 21 и отличался от предшественника увеличенным на 104 кг запасом топлива и удлиненным ВЗУ с острой передней кромкой) на государственных испытаниях произошла катастрофа, унесшая жизнь летчика-испытателя ГК НИИ ВВС Н.А. Коровина. Это был четвертый его полет на Е-50 и третий с включением ЖРД.

Полет начался в 12 часов 50 минут. По заданию Коровин должен был достигнуть с ЖРД высоты 20 км. Спустя 11 минут он сообщил, что самолет вошел в штопор. Через полминуты последовало вторичное сообщение, что попытки вывода из штопора не удались и он покидает самолет.

Е-50 упал около деревни Радовицы в 100 км юго-восточнее Раменского. Николай Аркадиевич катапультировался, но был обнаружен мертвым в 150 м от самолета: тело находилось в кресле, парашют не раскрылся.

Как показало расследование, в тот день вылет самолета задержался на аэродроме ЛИИ из-за большой загруженности ВПП. Во время ожидания разрешения на вылет, видимо, в камере сгорания ЖРД скопилось топливо (скорее всего, окислитель – агрессивнейшее вещество), и в момент запуска произошел взрыв, повредивший систему управления самолетом.

Здесь следует отметить, что создатели Е-50 с самого начала осознавали, что применение ЖРД, использующего в качестве окислителя азотную кислоту, опасно во всех отношениях, поэтому для самолета с самого начала предусматривалась разработка двигателя РД-01024 тягой 4000 кгс, работающего на этиловом спирте и жидком кислороде.

Летчик катапультировался – но, как говорят, беда не приходит одна: не сработал механизм расцепки кресла и летчика. Сбросив перчатки, Николай Аркадьевич пытался голыми руками вытянуть заевший тросик, но все оказалось тщетным.

Вес пустого Е-50/3 был 4829 кг (на 134 кг больше, чем у Е-50/2, что, видимо, связано с установкой пушек), топлива – 3554 кг, взлетный – 8610 кг.

Любопытный штрих. Полет на Е-50 с включенным ЖРД на скоростях, соответствующих числам М = 0,85-1, напоминал родео на необъезженном мустанге, но на сверхзвуке тряска исчезала. Причина подобного явления заключалась в несимметричном расположении скачков уплотнения на срезе сопла ЖРД.

Дальнейшие испытания продолжили на Е-50А (тип «64»), построенном на заводе № 21 на базе планера самолета Е-2А в соответствии с постановлением правительства от 13 сентября 1956 г. Расчетный потолок истребителя достигал 27200 м. Осенью 1957 года первый Е-50А предъявили военпреду. В отличие от предшественника на нем был установлен ТРД AM-11; топливный бак для ЖРД, выполненный в виде съемного модуля, перенесли под фюзеляж. Расчетный динамический потолок машины составил 27200 м, а его наведение на цель планировалось осуществлять с помощью наземной станции «Горизонт». Однако Е-50А были присущи те же дефекты, что и предшественнику, и в феврале 1959 года председатель ГКАТ П.Д. Дементьев в письме заместителю председателя Совмина Д.Ф. Устинову предложил освободить предприятие от выполнения работ по высотному истребителю Е-50А для сосредоточения всех усилий ОКБ-155 на доводке МиГ-21 Ф и МиГ-21 П, что незамедлительно и было сделано.

Е-5 в серийном производстве получи обозначение МиГ-21

Е-6/1

Кроме опытных машин промышленность выпустила 10 серийных под обозначением МиГ-23: пять Е-2А (завод № 31) и пять Е-50А (завод №21). Кроме этого, на 21 -м заводе находились в стадии сборки два Е-50 и восемь машин в узлах; в сборке были четыре Миг-23 и еще шесть – в узлах.

Проектировался также вариант Е-50 с РЛС ЦД-30 и двумя управляемыми ракетами К-5М.

Так завершилась эпопея со стреловидными вариантами истребителей серии «Е».