АиВ плюс F-15 и Су-27 История создания, применения и сравнительный анализ

Все сначала

Рабочее проектирование новой машины, получившей индекс Т-10С (т.е. серийный), началось в 1979 г. В том же году тема получила нового главного конструктора – перешедшего на работу в МАП М.П. Симонова сменил А.А. Колчин. Несмотря на большой объем работ, уже в конце 1980 г. из Комсомольска на «Кулон» отправили агрегаты первого Т-10С (Т10-7, № 04-03). Количество внесенных в исходную конструкцию изменений в полном соответствии с известным законом диалектики действительно привело к появлению качественно другого самолета. По сути, неизменными остались лишь общие принципы, заложенные в проект еще при П.О. Сухом, – интегральная компоновка, статическая неустойчивость, электродистанционная система управления, ставка на передовое оборудование и мощное вооружение. Но чем же конкретно отличался Т-10С от Су-27 «первой редакции»?

Тормозной щиток в убранном положении

Плавное сочленение крыла с фюзеляжем – особенность Су-27

В хвостовой балке: устройство выброса пассивных помех и контейнер ТП

Прежде всего, аэродинамикой. Самолет получил новое крыло увеличенной площади с уменьшенной кривизной профиля и «срезанными» законцовками, на которых разместили пусковые устройства ракет. Это позволило отказаться от специальных противофлаттерных грузов и увеличить количество точек подвески с 8 до 10. Переднюю кромку оснастили предкрылками, а взамен «живших отдельно» закрылков и элеронов вновь применили флапероны. Для снижения сопротивления изменили обводы носовой части фюзеляжа и хвостовой балки, применили новый фонарь кабины. Контуры мотогондол удалось облагородить благодаря переносу коробок приводов агрегатов на двигателях снизу наверх. Для защиты от попадания посторонних предметов воздухозаборники снабдили решетками, перекрывающими воздушные каналы во время движения самолета по земле. На нижней поверхности воздухозаборников сделали створки дополнительной подпитки. Значительным изменениям подверглось шасси, особенно передняя опора, которую сдвинули назад на 3 м, чтобы брызги не попадали в воздухозаборники, и усилили. Уменьшение базы шасси обеспечило отличную маневренность самолета на земле. А вот от использования створок шасси в качестве тормозных щитков пришлось отказаться – их отклонение вызывало тряску горизонтального оперения (ГО). Все эти меры позволили сократить площадь миделя истребителя примерно на 15%.

Серьезным переделкам подверглось оперение. Испытания Т10-1 показали, что с ростом угла атаки увеличивается не только подъемная сила, но и момент тангажа, который продолжает задирать нос машины. Чтобы удержать самолет на траектории, необходимо компенсировать эту тенденцию увеличением момента на пикирование. Однако компоновка Т10-1 сделать это не позволяла. Чтобы выйти из положения, сначала предложили сдвинуть стабилизатор назад. Но тут же выяснилось, что на самолете с отрицательной центровкой расположенное близко к крылу ГО играет роль своеобразного щелевого закрылка, повышая суммарную подъемную силу всей системы. С отдалением оперения от крыла этот эффект уменьшается. Решить проблему выбора оптимального положения стабилизатора помогло вертикальное оперение. Оказалось, что, раздвинув кили, момент ГО на пикирование можно резко увеличить. Подъемная сила крыла при этом все же немного падает, т.к. кили оказываются в зоне внутренних вихревых жгутов и снижают их интенсивность, однако выигрыш все же остается ощутимым. Эффективность такого решения была повышена за счет дополнительных подфюзеляжных килей, образующих нижние части «корневых шайб на ГО». Новое расположение килей положительно сказалось и на сохранении эффективности самого вертикального оперения при маневрах на больших углах атаки и скольжения, а попутно обеспечило удобный доступ к коробкам приводов на двигателях.

Однако не только совершенная аэродинамика и доведенная конструкция стали характерными чертами «римейка» Су-27. Важнейшую роль в достижении высокой боевой эффективности истребителя сыграли его бортовые комплексы, в первую очередь, радиолокационный (РЛПК-27), который стал главной боевой системой самолета. Он работает в семи режимах, первый из которых «Обзор» предназначается для поиска и обнаружения целей, определения их координат, параметров движения, а также госопознавания. Поскольку в этом режиме РЛПК получает информацию о цели с определенным периодом, зависящим от размеров зоны обзора, то в режиме «Сопровождение на проходе» комплекс позволяет сохранять эту информацию в промежутках между контактами в широком угловом секторе. Благодаря этому одновременно можно вести до 10 объектов, при этом станция продолжает обозревать пространство. При обнаружении 11-го объекта вычислительная машина перебирает ранее обнаруженные по критерию опасности и снимает с сопровождения цель, представляющую наименьшую угрозу. После принятия решения атаковать выбранный самолет станция производит захват его, точно определяя координаты. После пуска ракеты с радиолокационной ГСН начинается дискретно-непрерывная «подсветка» цели и передача команд управления на ракету по линии радиокоррекции. Для ведения ближнего маневренного боя реализованы специальные режимы – «Вертикаль», «Оптика» и «Шлем». В первом РЛС ищет цель, сканируя узкий вертикальный сектор пространства в указанном летчиком направлении, чем достигается быстрый захват объекта атаки. Второй режим служит для выдачи целеуказания радиолокатору, оптико-локационной станции и тепловым головкам самонаведения ракет с помощью кнюппеля на ручке управления самолетом. Третий режим аналогичен второму, но целеуказание выдается с помощью нашлемной системы «Щель-ЗУМ». При этом прицельная и сигнальная метки, определяющие линию визирования, выводятся на откидной отражатель перед правым глазом летчика. Поворачивая голову и накладывая метку на цель, летчик вызывает соответствующий разворот тепловых ГСН ракет. Если при этом выполняется ряд необходимых условий, то пуск можно выполнять сразу. Интересно, что даже при отказе всей этой техники по видимой цели можно запустить ракету, просто установив антенну РЛС в нулевое положение и прицелившись всем самолетом по неподвижной коллиматорной сетке на индикаторе на лобовом стекле ИЛС-31.

Су-27 (Т10-17) – второй серийный самолет новой компоновки

Последний, наряду с индикатором прямого видения ИПВ-1 (выражаясь современным языком – дисплеем), служит для отображения данных, необходимых при выполнении боевой задачи и входит в состав системы единой индикации «Нар- цисс-М». На индикаторах с помощью знако-символьных меток отображается 14 (!) различных режимов работы бортового оборудования. Например, если над меткой цели появляется полоска, значит объект свой, если нет – сомненья прочь, впереди противник. Необходимые запросы формирует общегосударственная система опознавания «Пароль-2Д», одним из главных отличий которой от старой системы «Кремний» стал режим имитостойкого опознавания, исключающий возможность имитации противником ответных сигналов, что делает систему на сегодня практически «не раскалываемой». Во время ракетной атаки выбранного объекта изображение его на ИЛС изменяется в зависимости от стадии атаки. В случае применения пушки на ИЛС выводятся две линии, параллельные прогнозируемой траектории снарядов. В образуемую ими «дорожку» необходимо «вписать» самолет противника так, чтобы законцовки его крыла касались линий, после чего можно открывать огонь.

Перехват воздушной цели в режиме наведения с земли обеспечивает бортовая аппаратура приема команд наведения и активного ответа «Спектр». Она может принимать команды управления по радиолиниям «Радуга-СПК», «Бирюза» или «Лазурь-М», декодировать их и передавать бортовым системам самолета, а также передавать на землю информацию о местонахождении машины. Для предотвращения приема ложных команд, передаваемых противником, аппаратура «Спектр» в первый момент обменивается с наземной станцией управления адресно-запросными сигналами, и только в том случае, если ответы верны, включается наведение. Можно получать и кодированный индивидуальный позывной летчика, которых может быть до 100000 различных вариантов!

Благодаря новому типовому комплексу связи ТКС-2-27 пилот Су-27 получил возможность вести открытые или закрытые переговоры или пользоваться засекреченной помехоустойчивой телекодовой связью с самолетами и наземными пунктами управления, что стало совершенно новым словом в обеспечении связи в воздухе. Телекодовая сеть может охватить до 4 автономных групп самолетов по 4 машины в каждой плюс наземные пункты управления. Перед вылетом или уже в полете летчик задает свое место в группе, выбирая переключателем роль командира боевого порядка, ведущего пары или ведомого. Обмен данными между самолетами группы производится автоматически. Инициирует его командир боевого порядка. С его самолета ведущим групп передается информация об обнаруженных целях и навигационные параметры. Ведущие групп передают информацию своим подчиненным. Все полученные данные в символьном виде выдаются на индикатор прямого видения, причем у командира порядка отображается строй командиров групп и своих ведомых, а у командира группы – самолет ведущего боевого порядка и строй ведомых своей группы. На индикаторах ведомых можно наблюдать своего командира и других ведомых группы. В режиме наведения с наземного КП команды не только отображаются на индикаторах, но и дублируются в виде речевых сообщений. Такой обмен данными позволяет летчику гораздо лучше ориентироваться в воздушной обстановке.

Вообще широкое применение цифровой вычислительной техники можно считать ничуть не меньшим «коньком» Су-27, чем вихревую аэродинамику. Кроме перечисленного, ЭВМ используется в системе дистанционного управления, где обеспечивает требуемые характеристики устойчивости и управляемости статически неустойчивого самолета, повышение аэродинамического качества при маневрировании, ограничение перегрузки и угла атаки. Цифровой вычислитель вошел также в состав пилотажно-навигационного комплекса ПНК-10С, что сделало возможным уверенное самолетовождение на всех этапах полета в любых метеоусловиях над сушей и морем, полет по маршруту в соответствии с заложенной на земле программой, выход на наземную цель с заданного направления, а затем повторный заход с уточнением координат цели. Навигационные задачи на Су-27 решаются с учетом состояния атмосферы – давления за бортом, температуры и т.п. Эти же данные используются и для повышения точности применения оружия. Благодаря взаимодействию с ЭВМ радиосистема ближней навигации и посадки А-317 получила возможность организовать встречу двух истребителей в воздухе или собрать группу до 10 самолетов.

Специализированный цифровой вычислитель траекторного управления ЦВТУ-5 вошел и в состав системы автоматического управления САУ-10С. В результате круг решаемых ею задач расширился и стал включать автоматическое и директорное (т.е. по командам с земли) управление самолетом, стабилизацию угловых положений и высоты полета, приведение к горизонту из любого положения, а также управление машиной при ее наведении на цель от системы дальнего наведения. В полете САУ непрерывно тестируется системой встроенного контроля, позволяющей выявлять неполадки с точностью до блока. В случае обнаружения отказа летчик получает команду «Управляй вручную» с одновременным отключением системы. Надо сказать, что базовым элементом любой самолетной САУ является устройство, задающее положение осей самолета в пространстве – курсовертикаль. Одним из основных недостатков прежних систем курсовертикали была долгая – более получаса – предполетная подготовка, необходимая для раскрутки и стабилизации гироскопов. Новая, обладающая повышенной точностью курсовертикаль ИК-ВК-80 готовится к полету менее, чем за 10 минут, а в ускоренном режиме – за 3 минуты.

Первая опытная «спарка» Т10У-1

Еще одной характерной чертой Су-27 стало наличие бортовых средств РЭП, которыми советские истребители традиционно не комплектовались. Однако арабо-израильская война 1982 г. заставила пересмотреть эту точку зрения. Су-27 в серии получил бортовую систему взаимно-групповой защиты «Ятаган», предназначенную для противодействия ракетам с полуактивным радиолокационным наведением. В состав комплекса РЭП вошли станции активных помех «Сорбция-С», устанавливаемые в контейнерах на законцовках крыла каждого самолета, и две станции групповой защиты «Смальта-СК», которые должен нести в подвесных контейнерах самолет обеспечения, выделяемый на каждые 6-9 машин. Комплекс обеспечивает групповую защиту посредством срыва сопровождения или создания множества ложных отметок на обзорных экранах подавляемого радара. Забегая вперед, скажем, что ввиду сложности комплекса из двух станций в частях прижилась только «Сорбция», а «Смальта» практически не нашла применения. Для создания пассивных помех ракетам с тепловым и радиолокационным наведением Су-27 оснастили устройством выброса ложных тепловых целей и дипольных отражателей АПП-50Р (расшифровывается как автомат помеховый пиротехнический). Чтобы вовремя применить все эти мощные средства защиты, необходимо без опоздания заметить опасность. Это делает станция предупреждения СПО-15ЛМ «Береза-ЛМ». Она позволяет вести автоматическую оценку радиолокационной обстановки, обнаруживая излучение и выдавая информацию о типе РЛС, определяя пеленг на нее, режим работы и т.д.

Вся эта сложнейшая техника, как и новый планер Су-27, нуждались в тщательных испытаниях и доводке. Для ОКБ результаты этой работы имели особое значение – во что бы то ни стало требовалось доказать обоснованность понесенных на переделку машины затрат. Ведущим летчиком вновь назначили B.C. Ильюшина. Первый полет на Т10-7 он выполнил 20 апреля 1981 г. После цикла проверок устойчивости и управляемости началось снятие максимальных характеристик. И тут случилось крайне неприятное происшествие – при определении дальности и продолжительности полета самолет был потерян по причине полной выработки топлива. Последовали крутые меры – были сняты с должностей сам Ильюшин, главный конструктор самолета и ведущий инженер по испытаниям. Новым руководителем темы Су-27 был назначен А.И. Кнышев, до того возглавлявший филиал ОКБ в Комсомольске.

В том же году был построен второй летный Т10С-2 (Т10-12, № 04-05). Однако и этот аппарат прожил недолго – 23 декабря 1981 г. в полете с максимальным числом М произошло разрушение конструкции, и летчик А.С. Комаров погиб. Подлинную причину катастрофы установить не удалось, были высказаны лишь версии случившегося. Виновного нашли в лице Генерального конструктора ОКБ Е.А. Иванова, который выдал разрешение на полет при отсутствии данных статических испытаний. Это случилось накануне заседания Академии наук, посвященного избранию Е.А. Иванова в ее действительные члены. Естественно, его не избрали, вскоре перевели на другую работу с понижением в должности, а 10 июля 1983 г. Е.А. Иванов скончался. Генеральным конструктором в начале 1983 г. был назначен М.П. Симонов.

В 1982 г. ДМЗ сдал три истребителя, ставших первыми серийными Су-27 новой конфигурации. Головной самолет Т10-15 (№ 05-01) прошел облет 2 июня. В следующем году было выпущено уже девять машин серий 5, 6 и 7. Большинство из них приняло участие в Государственных совместных испытаниях (ГСИ). В частности, на Т10-18 и Т10-22 доводили ОЭПС-27 с новым вычислителем Ц100, на Т10-20 и Т10-22 отрабатывались групповые действия истребителей. Несмотря на явный успех испытаний, потери машин продолжались. Т10-21 разрушился в воздухе, а причину аварии смогли установить лишь в 1983 г., после аналогичного происшествия с Т10-17 (№ 05-02). На этом самолете разрушились часть крыла и один из килей, но летчик Н.Ф. Садовников смог его посадить. Конструкторам представилась возможность воочию увидеть дефекты и принять срочные меры к усилению конструкции.

Когда приступили к испытаниям вооружения и системы управления им (а для этого задействовали сразу несколько опытных Т-10), первое время все шло хорошо. Но с началом боевых стрельб на полигоне во Владимировке пошли сбои – отдельные программы, заложенные в вычислительные устройства самолета и ракет, конфликтовали друг с другом. На МиГ-29 такого не наблюдалось, там вопросы решались быстрее благодаря широкому применению так называемых стендов полунатурного моделирования. В них использовались реальные компоненты боевых систем, например, РЛС и головка самонаведения ракеты, цель изображал излучатель, установленный в зале на подвижном устройстве, а вся внешняя обстановка, движение самолета, ракеты, помехи, воздушные порывы, действующие на самолет и ракету, и т.д. имитировались поправками в управляющей программе. Симонов не использовал таких стендов скорее по причинам субъективного характера, и, когда ситуация со срывом сроков испытаний стала критической, министр авиапромышленности И.С. Силаев обязал его изменить подходы в отработке вооружения и БРЭО своего истребителя в приказном порядке.

Опытный Т10У-2, на котором впервые установили систему дозаправки

На экспериментальном П-42 был установлен 41 мировой рекорд

К 1985 г. основные компоненты вооружения, оборудования и силовой установки Су-27 уже были приняты на вооружение, но ГСИ самолета в целом еще не завершились. Был подписан лишь Акт по итогам их первого этапа, и предстояла еще большая работа по доводке всех элементов этого сложнейшего авиационного комплекса. Полученные данные ясно свидетельствовали: создан действительно выдающийся самолет, не только превзошедший F-15, но и вообще не имеющий равных в мире. Однако надо было спешить – отставание от Штатов с перевооружением на самолеты нового поколения становилось угрожающим. С конца 1984 г. началось массовое производство Су-27 и поступление его в войска. При этом работа по доводке машины продолжалась. Лишь после отладки всего комплекса оборудования Постановлением СМ СССР от 23 августа 1990 г. Су-27 был официально принят на вооружение ВВС и Авиации ПВО Советского Союза.