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

С целью господства в воздухе

Первые, самые предварительные исследования облика истребителя четвертого поколения начались в США еще в 1962 г., когда наиболее современным серийным тактическим самолетом американских ВВС считался Republic F-105 Thun- derchief. Эти работы носили чисто поисковый характер и не вылились в какую-либо конкретную программу. В 1965 г., когда война во Вьетнаме еще только набирала обороты, ВВС США в рамках научно-исследовательской программы FX (Fighter Experimental) приступили к более детальному изучению возможности создания тактического истребителя нового поколения. Самолет FX предназначался для замены истребителей завоевания превосходства в воздухе F-4C, F-4D и F-4E, а также перехватчиков F-101B, F-102 и F-106.

В декабре 1965 г. ВВС выдали предварительное тактико- техническое задание на FX, а в марте следующего года фирмы Boeing, Lockheed и North American получили контракты на формирование облика перспективного истребителя. Согласно первоначальным требованиям, машина должна была обладать скоростью, соответствующей М=3, иметь экипаж из одного человека и нести мощный комплекс вооружения, обеспечивающий ведение ракетного воздушного боя на больших и средних дистанциях. Маневренным характеристикам особого значения не придавалось. По существу, новый самолет мыслился как дальнейшее развитие концепции тяжелого «универсального» истребителя F-111 с несколько большим акцентом на решение задач ПВО. В те годы США чувствовали себя весьма неуютно из-за угрозы со стороны советских стратегических бомбардировщиков, подогреваемой талантливыми мистификациями Москвы, в частности, эффектной демонстрацией на воздушном параде в Домодедово в 1961 г. практически уже «мертвого» сверхзвукового М-50, а также еще не «родившегося» Ту-22К с крылатой ракетой Х-22.

Однако опыт войны во Вьетнаме, где американским ВВС и ВМС ценой потери 103 истребителей F-4 Phantom II удалось сбить лишь 50 северовьетнамских МиГ-21, показал, что ближний маневренный воздушный бой по-прежнему остается основным «действом» в борьбе за господство в воздухе: даже наиболее совершенные для своего времени ракеты средней дальности AIM-7 «Спарроу» обеспечили не более 20% побед, остальные сбитые «МиГи» приходились на ракеты малой дальности «Сайдвиндер» и пушки. В результате осмысления вьетнамского опыта в 1967 г. требования к FX были радикально пересмотрены. Теперь ВВС США видели перспективу не в «утю- гообразном» универсале, а в высокоманевренном самолете, который сможет превзойти в ближнем бою модернизированные МиГ-21 и сохранит способность к ведению всеракурсного ракетного боя на средних дальностях вне визуального контакта с целью.

Значительное влияние на формирование концепции американского истребителя четвертого поколения оказал и московский воздушный парад 1967 г. в Домодедово, организованный практически сразу же после весьма печальной для арабов «шестидневной войны». Египетские ВВС, оснащенные советской авиационной техникой (истребителями МиГ-17 и МиГ-21, бомбардировщиками Ил-28 и Ту-16), были полностью разгромлены израильтянами, имевшими на вооружении французские самолеты «Вотур», «Мистер», «Супер Мистер» и «Мираж»Ш. И хотя специалистам было ясно, что причины военного поражения арабов кроются не в качестве имевшейся у них техники, а в элементарном неумении воевать, в западных средствах массовой информации начал вновь формироваться несколько подзабытый с конца 1930-х гг. образ советской авиационной промышленности как некоего «колосса на глиняных ногах», не способного производить что-либо, соизмеримое с изделиями авиастроительных фирм «свободного мира». Чтобы переломить эту весьма неприятную и экономически вредную для страны тенденцию, и был задуман грандиозный воздушный праздник. Однако сегодня можно констатировать, что устроители его несколько перестарались. Вместо того, чтобы деликатно намекнуть, что советское военное авиастроение, несмотря на хрущевские авантюры, по-прежнему существует и способно удовлетворить потребности союзников СССР, парад буквально ошеломил зарубежных военных наблюдателей. Демонстрация в подмосковном небе последних советских разработок (о наличии которых Пентагон если и слышал, то не принимал всерьез, считая «дезой» или делом отдаленного будущего) показала, что Запад отнюдь не обладает решающим качественным превосходством в области боевой авиации.

Первый прототип YF-15А-1 -МС выполняет испытательный полет с авиабазы Эдварде, Калифорния. 1972 г.

Динамически подобная модель F-15 в масштабе 3:8

Как следствие этого неприятного открытия, в американском Конгрессе прошли закрытые слушания на тему: что могут противопоставить ВВС США таким самолетам потенциального противника, как Су-15, Ту-22К, Ту-128, Су-17, МиГ-23 и МиГ-25 (именно эти машины были названы американскими специалистами в качестве основной угрозы). Итоги слушаний оказались весьма неутешительными для военного руководства. Все это подстегнуло Пентагон к форсированию работ по созданию истребителя нового поколения, способного эффективно противостоять растущей «советской угрозе». Такое «пришпоривание» американской авиационной промышленности оказалось не в интересах СССР: как показывал исторический опыт, США умели, в случае острой необходимости, мобилизовывать свой огромный научно-технический потенциал.

Высоких маневренных возможностей FX можно было достичь лишь за счет увеличения взлетной тяговооруженности до 1,0-1,1 при сохранении относительно малой удельной нагрузки на крыло. При этом максимальная скорость должна была соответствовать М›2. В сочетании с необходимостью оснащения самолета мощной РЛС, обеспечивающей возможность всеракурсного применения ракет средней дальности, а также с дальностью полета, не меньшей, чем у «Фантома», все это приводило к неизбежному увеличению взлетной массы нового истребителя до 17-19 т, что почти вдвое больше, чем у МиГ-21. Такой самолет получался только двухдвигательным. И хотя два двигателя стоили дороже одного, благодаря большей эксплуатационной живучести группировка, состоящая из двухдвигательных машин, должна была прослужить дольше и, в конечном счете, обойтись дешевле.

Новые требования были разосланы ведущим авиастроительным фирмам. Всего в 1966-1968 гг. ВВС и промышленность рассмотрели свыше 500 вариантов самолета FX. В финал конкурса вышли фирмы Fairchild Hiller, North American и McDonnell Douglas. «Фэрчайлд Хиллер» представила проект истребителя со стреловидным крылом и двумя подкрыльевы- ми мотогондолами, к которым крепилось горизонтальное оперение. Основным мотивом, подвигшим конструкторов к выбору этой компоновки, было стремление разнести двигатели как можно дальше от фюзеляжа, чтобы избежать его влияния на работу воздухозаборников – в памяти еще были свежи проблемы с воздухозаборниками самолета F-111, вплотную прижатыми к фюзеляжу. Кроме того, такое решение позволяло избежать попадания в двигатели пороховых газов, образующихся при стрельбе из пушки. Среди других преимуществ размещения двигателей на большом расстоянии друг от друга военные особо выделяли повышенную боевую живучесть самолета (опыт применения «Фантома» во Вьетнаме показал, что эта машина, оснащенная двумя расположенными рядом ТРДФ, имела боевую живучесть, практически равную соответствующему показателю однодвигательного F-105). Однако данная компоновка имела и свои минусы: ухудшение обзора назад, нарушение обтекания крыла в зоне мотогондол, но главное – проблемы с управляемостью при отказе одного из двигателей.

Истребитель F-15С

Пара учебно-боевых самолетов F-15B

«Изюминкой» проекта фирмы «Норт Америкен» стала интегральная компоновка «крыло-фюзеляж», в которой реализо- вывался комплексный подход к внешней и внутренней аэродинамике. Поскольку боевое применение самолета FX предусматривалось в диапазоне скоростей М=0,8…2,5, то эта фирма разработала оригинальное крыло с криволинейной передней кромкой, обладавшее улучшенными характеристиками как на трансзвуковых и сверхзвуковых, так и на дозвуковых скоростях. Интегральными были и воздухозаборники, в проектирование которых фирма вложила огромный опыт, приобретенный в ходе создания бомбардировщика ХВ-70 «Валькирия». С точки зрения аэродинамики проект в целом представлял собой значительный шаг вперед.

Однако по итогам конкурса, подведенным в декабре 1969 г., первое место завоевал проект фирмы «Макдоннелл Дуглас», которая предложила самолет, аэродинамическая компоновка которого почти полностью повторяла МиГ-25. Можно с достаточной долей уверенности утверждать, что выбор, сделанный ВВС США, как раз и был обусловлен этим сходством: МиГ-25 к тому времени уже продемонстрировал свои высокие характеристики, что было официально подкреплено серией мировых рекордов. В условиях дефицита времени и средств Пентагон решил не рисковать и воспользоваться результатами деятельности советских конструкторов. Кроме того, выбирая «Макдоннелл Дуглас», руководство ВВС США учло огромный опыт этой фирмы по созданию и совершенствованию «Фантома». Свою роль сыграли также «формальные» и «неформальные» связи руководства ВВС с высшим менеджментом этой фирмы, разрабатывающей реактивные самолеты для американских ВВС и ВМС с 1946 г. Резюмируя итоги конкурса, видный американский авиационный аналитик Б.Н. Беллис (B.N. Bellis) писал в 1970 г.: «Самолет F-15 зарождался не под влиянием минуты (разумеется, если не учитывать «шок» от московского парада 1967 г. – Прим. автора). Решение о нем принималось не в спешке, а контракт заключался не только для того, чтобы ВВС имели на вооружении новый истребитель».

Требования к радиолокационному комплексу нового истребителя предусматривали способность обнаружения целей на всех высотах на фоне поверхности земли (подобная возможность в США была впервые реализована на РЛС AN/APQ-130 Мк.2 истребителя-бомбардировщика F-111F, а в СССР – на станции «Сапфир-23» истребителя МиГ-23М). Первоначально для FX предполагалось создать РЛС с фазированной антенной решеткой (ФАР), однако в дальнейшем был сделан вывод, что разработать подобную станцию в приемлемые сроки невозможно, и внедрение ФАР было отложено «на потом». Одним из основных требований к новому радару являлась повышенная почти на порядок по сравнению со станцией AN/APQ-120 истребителя F-4 надежность. Среди разработчиков РЛС тоже состоялся конкурс, по итогам которого был выбран импульсно-доплеровский радар со щелевой антенной решеткой, предложенный фирмой «Хьюз».

Выбор двигателя также проходил на конкурсной основе. Главными соперниками были фирмы General Electric и Pratt amp; Whitney. Последней в 1970 г. и досталась победа. При сухой массе 1375 кг двухконтурный двигатель F100-PW-100 развивал максимальную тягу 6660 кгс и 10600 кгс – на форсаже. К числу его важнейших особенностей относилось размещение вспомогательных агрегатов непосредственно на корпусе, что упрощало монтаж и замену силовой установки, а также обеспечивало взаимозаменяемость правого и левого двигателей.

В 1966-1974 гг. велись работы по созданию для FX эффективного пушечного вооружения. В рамках программы HIPAG на конкурсной основе фирмами «Филко Форд» и «Дженерал Электрик» разрабатывалась 25-миллиметровая пушка GAU-7/A, выполненная по схеме Гатлинга и использующая безгильзовые боеприпасы. Однако разработчикам не удалось преодолеть технические трудности, возникшие при создании новой артиллерийской системы. В результате было решено оснастить самолет усовершенствованным вариантом 20-мм пушки М61А1 «Вулкан» с темпом стрельбы, увеличенным до 7200 выстрелов в минуту, и более эффективными снарядами. Но и этот вариант остался нереализованным. Исследовалась возможность установки 30-миллиметровой пушки большой мощности GAU-8/A, создаваемой для штурмовика А-10, однако это орудие оказалось слишком тяжелым для истребителя. Ничем завершились и исследования подвижной в вертикальной плоскости установки с пушкой «Вулкан». В результате на всех модификациях самолета сохранилась «классическая» М61А1, используемая еще на истребителях второго поколения – F-104, F-105, F-4E и др.

Охотник за спутниками» с ракетой ASM-135.

В декабре 1969 г. «Макдоннелл Дуглас» заключила контракт стоимостью 1146,4 млн. USD на проектирование и постройку 20 опытных истребителей, получивших военное обозначение F-15 и собственное наименование Eagle («Орел»). Создавался истребитель под руководством главного конструктора Д. Граффа. В процессе проектирования в небывало широких масштабах использовалась компьютерная техника, в результате новую машину удалось создать в относительно короткие сроки. А разумный консерватизм технических решений и умеренность требований заказчика, обуздавшего свои честолюбивые желания типа «выше всех, дальше всех, быстрее всех», позволили избежать серьезных технических проблем. 26 июня 1972 г. закончилась сборка первого опытного экземпляра YF-15, а 27 июля «фирменный» летчик-испыта- тель И. Барроуз впервые поднял эту машину в воздух.

В СССР внимательно следили за ходом программы FX, собирали и анализировали всю доступную информацию, пытаясь выделить из нее крупицы истины. И если на формирование облика F-15 огромное воздействие оказал МиГ-25, то американская машина самым непосредственным образом повлияла на ход проектирования Су-27. Советским конструкторам ставилась задача превзойти именно F-15 по всем параметрам на 10%. Коллеги П.О. Сухого всерьез опасались, что победу в конкурсе FX одержит проект «Норт Америкен» с интегральной компоновкой. Но когда было объявлено, что выиграла «Макдоннелл Дуглас», «суховцы» вздохнули с облегчением: компоновка, заложенная в Су-27, выглядела значительно более перспективной. Правда, существовали опасения, что американцы через открытую печать подсунули своим заокеанским коллегам «дезу», а сами делали совсем другой самолет. Однако после официальной демонстрации в 1972 г. прототипа «Игла» эти страхи рассеялись: стало ясно, что специалисты «Макдоннелл Дуглас» пошли по наиболее простому и дешевому, но далеко не самому перспективному пути. Как вспоминает начальник отдела проектов ОКБ Сухого О.С. Самойлович, после взлета YF-15 начальник ЦАГИ Г.П.Свищев сказал Сухому: «Павел Осипович! Наше отставание превратилось в наше преимущество. Самолет взлетел, и мы знаем, какой он…».

Испытания «Игла» прошли без особых осложнений. Поставки первых предсерийных F-15A (одноместный истребитель) и F-15B (двухместный учебно-боевой самолет, полностью сохранивший бортовые системы и вооружение одноместной машины), предназначенных для войсковых испытаний, начались в сентябре 1974 г. Через два года, практически одновременно с началом поставок советским ВВС модернизированных истребителей МиГ-23МЛ, американские Военно-воздушные силы стали получать F-15. Стоил один «Игл» 12,5 млн. USD, что было весьма немало для того времени.

К тому моменту уже были проработаны и согласованы с ВВС основные направления дальнейшего развития самолета. Так, модернизированный вариант F-15C и его двухместный аналог F-15D должны были получить новое вооружение, в первую очередь – ракеты средней дальности AIM-120 AMRAAM с активной радиолокационной головкой самонаведения на конечном участке траектории и инерциальным наведением с радиокоррекцией на маршевом участке. Максимальная дальность стрельбы новыми ракетами должна была составлять 50 км. F-15C/D появился в 1979 г. Он отличался усовершенствованным БРЭО, усиленной конструкцией воздухозаборников и других элементов планера, а также увеличенной емкостью внутренних топливных баков и наличием узлов крепления подвесных несбрасываемых конформных баков. В то же время, работы над AIM-120 затянулись, и F-15C/D начали оснащать новыми ракетами лишь с весны 1991 г. А до этого основу вооружения истребителя составляли модернизированные УР с полуактивной радиолокационной системой самонаведения AIM-7M «Спарроу», способные поражать воздушные цели на дистанции до 45 км.

На конформных баках следует остановиться подробнее. Требования увеличения дальности полета всегда стояли на одном из первых мест при модернизации боевых авиационных комплексов. Поэтому уже в первой половине 1970-х гг. «Макдоннелл Дуглас» приступила к разработке для F-15 быстросъемных подвесных конформных контейнеров FAST PACK (Fuel and Sensor Tactical PACK). Два контейнера (в сумме – на 4540 кг топлива), имевшие длину 9,90 м, максимальную высоту 0,92 м и ширину 0,61 м, крепились к бортам фюзеляжа под крылом. По расчетам, их применение увеличивало боевой радиус действия истребителя на 71% – до 2100 км. При этом расчетная перегоночная дальность достигала 6300 км. Контейнеры FAST PACK имели полумонококовую конструкцию из алюминиевых сплавов. По замыслу создателей этих необычных агрегатов, они должны были значительно расширить круг боевых задач, решаемых Е-15. В частой и, на держателях, расположенных вдоль контейнеров, могли подвешивать 6 авиабомб типа Мк.82 калибром 450 кг. Кроме того, прорабатывалась возможность размещения в переднем отсеке одного из контейнеров различного разведывательного или навигационного оборудования, а также систем радиоэлектронного противодействия (РЭП). В них мог находиться и водо-спиртовой раствор для охлаждения воздуха на входе в компрессор двигателя, использование которого обеспечивало кратковременное увеличение тяги ТРДДФ, а также вспомогательные ЖРД AR2-3A (2x2700 кгс). Как утверждалось, включение этих двигателей позволяло F-15 выполнить сверхзвуковой «бросок» на высоте до 23 км.

Двигатель F100-PW-100

Тормозной гак и сопла двигателей

Правый воздухозаборник. Видны отверстия слива погранслоя

Бортовая РЛС AN/APG-63

Создание контейнеров (от начала проектирования до начала летных испытаний) заняло всего 139 дней: 27 июля 1979 г. оснащенный ими самолет поднялся в свой первый полет, а месяц спустя опытный F-15 с контейнерами FAST PACK совершил беспосадочный перелет в Англию, на авиационную выставку в Фарнборо, покрыв 4800 км за 4 ч 59 мин (при этом взлетная масса истребителя составила 30200 кг). В ходе летных испытаний с контейнерами F-15 достиг скорости, соответствующей М=2, и совершал маневры с перегрузкой, равной 5д. При этом управляемость истребителя, по утверждению представителей ВВС США, «изменилась незначительно». Однако, насколько можно судить по имеющейся у автора информации, контейнеры FAST PACK нашли ограниченное применение на самолетах F-15C/D – очевидно, сказалось ухудшение характеристик оснащенного ими истребителя на сверхзвуковых режимах полета. Штатно их начали устанавливать лишь на многофункциональных истребителях F-15E. Нереализованными остались разведывательные и «ракетный» варианты комплектации FAST PACK.