Чтение онлайн

А.М. Поляков, начальник бригады отдела проектов (1970-74)

А.И. Анарианов, ведущий конструктор, начальник бригады отдела проектов \(1974-91)

Конечно, у разработчиков Т10/2 изначально было меньше времени на углубленную проработку компоновки, но этот недостаток компенсировался тем, что в целом, схема Т10/2 носила характер традиционных, проверенных практикой решений. По сравнению с Т10/1, здесь гораздо проще решались многие компоновочные вопросы. К примеру, основные опоры шасси без труда убирались в ниши фюзеляжа. В ходе дальнейших работ А.И. Андрианов и А.М. Поляков попытались восполнить разрыв в соревновании с Т10/1 за счет улучшения аэродинамики. Основным направлением работ на Т10/2 стало снижение миделя самолета. Для этого на новом варианте компоновки Т10/2, выпущенном летом 1971 г., было применено нестандартное решение: каждый из двигателей был развернут в поперечной плоскости вокруг продольной оси коробкой агрегатов наружу, с тем, чтобы обеспечить возможность организации по оси самолета «выемки», уменьшающей общую площадь поперечного сечения. Кроме этого, была переработана схема уборки основных опор шасси: вместо продольных тележек применили схему с размещением на каждой стойке по 3 колеса типоразмера 660x160 мм, убиравшихся в ниши, размещавшиеся под каналами воздухозаборников. Пушка «переехала» из нижней части фюзеляжа в обтекатель под правым воздухозаборником.

В последующий период на обеих компоновках шли сходные процессы уточнения компоновочных решений. К примеру, на крыле быстро исчезли кренеры, и на обоих вариантах перешли к управлению в поперечном канале при помощи элеронов, а в носовой части самолета, исходя из требований ТТЗ, появилась установка оптико-телевизионных визиров обзора ППС.

Объявление конкурса проектов по ПФИ стало серьезным толчком для активизации работ. Теперь, в рамках подготовки материалов для аванпроекта, соответствующие исследования были развернуты во всех основных конструкторских подразделениях. При проработке в отделах КБ, приоритет отдавался варианту Т10/1, как менее изученному с конструктивной точки зрения. Важную роль в этом вопросе сыграл тот энтузиазм, с которым О.С. Самойлович занимался популяризацией идей интегральной компоновки в ОКБ. Вариант Т10/2 был более понятен, он не таил особых сюрпризов, т.к. в разработке в ОКБ уже имелись самолеты сходной компоновочной схемы (Су-15, Су-24).

С точки зрения конструкторов каркасных отделов, серьезных проблем на Т10/1 не предвиделось, т.к. интегральный вариант обеспечивал приемлемую конструктивно-силовую схему и большие строительные высоты в районе центроплана, и, следовательно, можно было без особых проблем обеспечить прочность конструкции. Сложность заключалась, пожалуй, только в том, что из- за особенностей компоновки, большинство коммуникаций в средней части фюзеляжа приходилось вести сквозь топливные баки. В конструктивно-технологическом плане, для варианта Т10/1, исходя из особенностей его обводообразующих поверхностей, можно было смело спрогнозировать существенное снижение в конструкции самолета объема фрезерованных панелей в пользу клепаных соединений.

Применение в конструкции планера тех или иных материалов полностью определялось заданным по ТТЗ уровнем максимальной скорости. Причиной являлся тепловой нагрев при полете на больших числах М и связанные с этим ограничения по возможности использования основного конструкционного материала – алюминия. По ТТЗ максимальная скорость ПФИ на высоте должна быть 2500-2700 км/ч (М=2,35-2,5). Из расчетов было известно, что при длительном полете самолета на скорости, соответствующей М=2,35 на высоте более 11 км, обшивка планера нагревается до 140-150°С, температура остекления фонаря достигает 143°С, а обшивка каналов воздухозаборников – 175°С. Известно также, что предел тепловой прочности алюминиевых сплавов, в среднем, составляет 180-190°С. В хвостовой части фюзеляжа, в т.н. «горячей зоне», температура еще выше: наружные поверхности двигателя в районе форсажной камеры нагреваются до 550°С, а в районе створок сопла – до 1100°С, что однозначно влекло за собой необходимость применения в конструкции двигательного отсека титановых сплавов (или стали) и установку экранов на стенки топливных баков, находящихся в этой зоне.

Общий вид с элементами компоновки Т10/2 для разработки аванпроекта, май 1971 года (2~я редакция)

Таким образом, можно было констатировать, что если требования военных ограничивались бы достижением М=2,35, основным конструкционным материалом для планера вполне можно было оставить алюминиевые сплавы, с ограниченным применением титана в хвостовой части фюзеляжа, а если бы в ТТЗ было установлено Мтах=2,5, как того требовали специалисты ПВО, ОКБ пришлось бы делать уже совершенно другой – титановый (или стальной) самолет. В результате, позиция ОКБ формулировалась следующим образом: планер, силовая установка и бортовые системы должны проектироваться из условия обеспечения длительной максимальной скорости, соответствующей М=2. В то же время, самолет и его системы должны обеспечивать разгон до М=2,35 с пониженным КПД силовой установки и при небольшой термической перегрузке систем. Дальнейшее увеличение скорости полета не дает заметного улучшения тактических характеристик истребителя, но существенно увеличивает его стоимость.

Со стороны отделов ОКБ, ответственных за разработку систем и оборудования самолета, подход к формированию облика Су-27 на этом этапе работ был довольно формальным и, скорее, чисто эволюционным, т.е. он осуществлялся от уровня техники и технологии, достигнутого на предыдущем поколении самолетов, в данном случае – на самолетах Т-6 (Су-24) и Т-4.

Сразу после официального начала работ по новому истребителю, Генеральный конструктор дал указание на изготовление продувочных моделей Т-10. В рамках обоснования выбора схемы, для испытаний в малых АДТ ЦАГИ Т-112 (Т- 113, Т-114) изготавливались две модели: 13Т10-1, соответствовавшая интегральной компоновке, и 13Т10-2 обычной (традиционной) схемы. ТЗ на изготовление 13Т10-1 было выдано в модельный цех в марте 1971 г. Согласно стандартной процедуре, для проектирования модели требовался выпуск геометрических схем агрегатов самолета, что было достаточно длительной и трудоемкой операцией. В данном случае для ускорения изготовления моделей процедуру решили упростить: в дополнение к чертежу общего вида, в отделе проектов был достаточно оперативно выпущен плаз основных проекций и поперечных сечений самолета, эту скрупулезную и ювелирно точную работу выполнила С.Н. Трофимова. Чертежи сразу же запустили в обработку в модельном производстве. 26 апреля О.С. Самойлович согласовал общий вид модели, а уже к началу июня 13Т10-1 была закончена производством. Перед отправкой модели в ЦАГИ, П.О. Сухой лично пришел в цех посмотреть на нее, и, судя по всему, остался доволен качеством и сроками изготовления. 9 июня 1971 года модель 13Т10-1 была отправлена в ЦАГИ вместе с комплектом чертежей. По габаритам эта модель (М1:35) соответствовала первоначальному, «необжатому» варианту компоновки Т10-1, поскольку новый, уменьшенный вариант схемы был утвержден Генеральным конструктором менее месяца назад.

Общий вид Т10/2, сентябрь 1971 года (3-я редакция)

Компоновочная схема Т10/2, сентябрь 1971 года (3-я редакция)

Важным вопросом, который необходимо было прояснить в ходе трубных испытаний модели интегральной компоновки, являлся вопрос об удельном вкладе в аэродинамические характеристики (подъемную силу и сопротивление) различных элементов конструкции. Для этого 13Т10-1 сделали разборной, с возможностью демонтажа фонаря, мотогондол и оперения для обеспечения возможности определения характеристик базовой несущей поверхности – изолированного крыла с фюзеляжем. С самого начала на модели 13Т10-1 были реализованы деформация срединной поверхности профиля, а для крыла изготавливались два сменных варианта носка с разными углами отгиба.

Первые продувки 13Т10-1 осуществлялись в трубе Т-114, после чего для оценки характеристик подъемной силы и продольной устойчивости на больших числа М и больших углах атаки модель продули в трубе Т-108. Результатов испытаний ждали с большим нетерпением. Первые «неофициальные» данные были получены от ЦАГИ уже в июле, а в сентябре 1971 г. в ОКБ пришел первый официальный отчет. На 13Т10-1 были получены очень хорошие характеристики подъемной силы. Столь высокие для истребителя значения С уи К махстали первым весомым подтверждением правильности выбранного направления работ. Полученным результатом был очень доволен и обычно сдержанный П.О. Сухой. О том, какое значение он придавал этому факту, стало ясно уже в ближайшее время. На одном из совещаний, проводимых Генеральным конструктором по теме Т-10, выслушав доводы начальника технологического отдела И.В. Аргунова о невозможности практической реализации в производстве крыла двойной кривизны, получавшегося на компоновке типа Т10/1 при выбранных обводах, Павел Осипович в присущей ему манере сухо, но довольно жестко ответил технологу: «Со мной на эту тему больше не разговаривайте. Придете, когда у Вас будет готово решение этой проблемы».

Справедливости ради, следует все же отметить, что вопрос технологичности интегрального варианта конструкции носил объективный характер, и, в конечном счете, конструкторам пришлось пойти на серьезный компромисс. По воспоминаниям О.С. Самойловича: «…под нажимом технологов мы вынуждены были отойти от идеологии единого несущего корпуса, набранного из крыльевых профилей, и организовать, где это только возможно, особенно в нагруженных зонах, линейчатые поверхности». К примеру, на более поздних вариантах компоновки было решено применять на нижней поверхности крыла и центроплана плоские панели.

Продувочную модель Т10/2 сразу делали для «обжатого варианта компоновки самолета, поэтому она была выполнена в большем масштабе 1:30. 13Т10-2 изготовили и отослали в ЦАГИ в августе 1971-го, а отчет по продувкам получили в ноябре. Из-за меньшей площади омываемых поверхностей, малого миделя и более удачного характера графика площадей поперечных сечений, на 13Т10-2 было обеспечено меньшее значение Схо, как на дозвуке, так и на сверхзвуке, зато с ростом угла атаки гораздо быстрее росло индуктивное сопротивление. Величина Ктах была сравнима с полученной на Т10/1.

При сравнении результатов продувок выяснилось, что на Т10/1 получена превосходная по отвалу поляра, но минимальное значение коэффициента сопротивления Схо было больше, чем в варианте Т10/2. Таким образом, трубные испытания показали, что интегральная схема имеет значительные преимущества перед традиционной в несущих свойствах на больших углах атаки, но несколько проигрывает ей в скоростных. Для режимов маневренного воздушного боя это означало выигрыш по аэродинамике интегрального варианта компоновки перед традиционным. Было ясно, также, что резервы развития интегральной компоновки лежат на пути снижения миделя и улучшения графика площадей поперечных сечений. Результаты продувок двух первых тематических моделей легли в основу расчетных данных, использовавшихся в ОКБ при разработке материалов аванпроекта Су-27, предъявленного МАП и заказчику в начале 1972 года. Кроме них, туда успели войти и некоторые более поздние результаты исследований по первой редакции компоновки Т10/3, являвшейся дальнейшим развитием Т10/1.