Авиация и космонавтика 2013 07 - Журнал Авиация и космонавтика (читать полную версию книги .txt) 📗
Фото Александра Гольца
Фото Александра Гольца
Су-27 история создания
Историческая серия «Самолеты России»
В первом полугодии текущего года на страницах нашего журнала рассказывалось о том, как в КБ П.О. Сухого, начиная с 1971 г., велась предъэскизная подготовка проекта будущего истребителя Су-27. В ОКБ достаточно подробно проработали 8 вариантов компоновки Су-27: четыре в рамках развития базовой интегральной аэродинамической схемы и четыре альтернативных варианта. Понятно, что исследовательскую работу в этом направлении можно было продолжать и дальше. Но согласно вышедшему в июне 1974 г. правительственному постановлению были определены достаточно жесткие сроки создания нового самолета. Поэтому руководство ОКБ теперь было вынуждено действовать в рамках жесткого графика, утвержденного Министерством авиапромышленности.
В связи с этим, к концу года требовалось окончательно определиться с выбором варианта компоновки для выпуска рабочей конструкторской документации. Естественно, выбор необходимо было делать в пользу наиболее перспективных и проработанных решений. Здесь особых сомнений ни у конструкторов, ни у руководства не было. Наилучшим виделся вариант интегральной компоновки. Именно по нему имелся наибольший задел отработанных компоновочных решений и хорошие результаты продувок.
Для «рабочего» варианта компоновки требовалось выпустить полный комплект директивной документации, включающий кроме чертежей общего вида и компоновки, еще и конструктивно-силовую схему, схему топливных емкостей, взлетно-посадочную схему, схему подвесок, схему трасс и коммуникаций, схему технологического членения, набор теоретических чертежей по всем агрегатам планера, компоновочные схемы по всем отсекам самолета и т. д.
В рамках подготовки к рабочему проекту выпустили новое «Лицо самолета Су-27», в котором окончательно узаконили конструктивную схему и состав всех основных систем истребителя. Новые «Исходные данные для проектирования Су-27» П.О. Сухой утвердил 30 августа 1974 г. По сравнению с прежним документом, который носил сугубо предварительный характер, здесь существенно ужесточили требования по весовым характеристикам самолета. Теперь нормальную взлетную массу самолета со сдаточным вариантом вооружения (2 ракеты К-27 и 4 К-73) и с заправкой 5350 кг топлива ограничили 20000 кг (ранее, как мы помним, было 21050 кг), а максимальную взлетную массу с полной заправкой топливных баков — величиной 23650 кг (ранее — 25040 кг).
Рассказы о «борьбе за вес» при проектировании любого нового самолета давно стали классикой жанра, и думается, что нет особой нужды объяснять принципиальную необходимость такой работы. В случае же с Су-27 снижение массы самолета было не самоцелью, а диктовалась жесткой необходимостью обеспечить превосходство над лучшими истребителями вероятного противника. Как известно, важнейшим критерием при проектировании Су-27 являлось обеспечение превосходства по маневренности в ближнем воздушном бою. Из простейших формул аэродинамики следовал вывод: уровень маневренности истребителя в наибольшей степени определяется нагрузкой на крыло, тяговоруженностью и располагаемой перегрузкой. Поскольку в реальном воздушном бою маневрирование осуществляется преимущественно на неустановившихся режимах, на первый план выходит уровень располагаемой перегрузки, который в наибольшей степени зависит от степени аэродинамического совершенства истребителя. Понятно, что в этом противоборстве были важны аэродинамические показатели, на достижение которых были направлены основные усилия аэродинамиков. Однако при фиксированных проектных параметрах общей компоновки, площади крыла и тяги двигателей, остальные величины в формулах напрямую зависели от массы самолета. В результате, масса самолета оказалась тем универсальным критерием, который обеспечивал возможность напрямую влиять на исход поединка в ближнем воздушном бою.
Это однозначно подтверждалось результатами математического и полунатурного моделирования воздушных боев, которое выполнялось как в ОКБ, так и в НИИАС. Один из основных выводов, сделанный в ходе этих работ, был сформулирован следующим образом: «Для успешного решения самолетом Су-27 задач при ведении ближнего воздушного боя с самолетами F-15 и F-16 его взлетный вес не должен превышать 20,5 т». Таким образом, жесткая весовая политика, которую вынуждено было осуществлять руководство темы, определялась необходимостью выполнения главной задачи — обеспечения превосходства Су-27 над его соперником F-15 в маневренном воздушном бою.
Кроме того, высокая величина стартовой тяговооруженности, равная 1,2, была напрямую задана в ТТТ ВВС. Даже из этого следовало, что при заданной величине тяги двигателей 12500 кг, нормальная взлетная масса самолета должна была составлять не более 20800 кг.
Но почему в КБ задали нормальную массу в 20 т?
Просто решено было 800 кг «положить в карман» в качестве так называемого «резерва главного конструктора», а в исходные данные вписать величину нормальной взлетной массы 20000 кг.
Следует немного подробнее рассказать об общих принципах «весовой» политики, проводившейся в ОКБ. При формировании в 1970 г. 100-го отдела, в его состав была включена весовая бригада. Это, несомненно, обеспечивало существенные преимущества в плане оперативности проектных работ. «Весовое» сопровождение разработки Су-27 в бригаде 100-4, возглавляемой P.M. Дриго, велось непрерывно, начиная с самых ранних стадий проектирования. Работа строилась по обычной схеме: на начальных этапах проектирования масса самолета, его массово-центровочные и массовоинерционные характеристики определялись расчетными методами на основании статистических данных, имевшихся в ОКБ, и получаемых от разработчиков систем. По мере возрастания глубины конструктивной проработки, расчеты уточнялись. Полученные данные постоянно сверялись с лимитами, и в случае, когда намечалось любое расхождение, проводились совещания с привлечением начальников и ведущих специалистов соответствующих отделов, по результатам которых последние должны были разработать соответствующие мероприятия для выполнения лимитов.
Весовые лимиты для проектирования Су-27 подготовили к ноябрю 1974 г. Согласно этому документу масса пустого самолета не должна была превышать 13350 кг (ранее — на тонну больше). Распределение массы пустого самолета по основным составляющим задавалось следующим: планер — 5760 кг, силовая установка — 4120 кг (из них сухая масса двух двигатёлей — 3000 кг), общее оборудование — 1770 кг, специальное оборудование и встроенное вооружение — 1700 кг.
Интересен следующий факт: весовые лимиты для отделов оставили на прежнем уровне, т. е. исходя из нормальной взлетной массы 20000 кг, а прочностной и аэродинамический расчет решили производить для массы 20800 кг.
К марту 1975 г. в отделах КБ «прожевали» директивную документацию, и выдали собственные сводки, после чего в расчете был выполнен следующий цикл итерации. Выяснилось, что «текущая» масса самолета превысила заданную более чем на 4 т! Началась кропотливая работа, связанная с обоснованием представленных данных, уточнением технических решений и состава систем отдельно по каждому из отделов КБ. Для того чтобы уложиться в заданные лимиты, по согласованию с руководителем темы порой приходилось идти на самые неординарные меры, вплоть до невыполнения отдельных пунктов ТЗ (к примеру, использование иного радиоэлектронного оборудования).
