Авиация и космонавтика 2013 11
№ 20 НИИАС (начальник — С.М. Базазянц) и испытательной лаборатории М3 «Звезда» (начальник — А.С. Клименко) и ВИАМ был выполнен целый комплекс работ по повышению БЖ вновь создаваемых самолетов ОКБ. В частности, в конструкцию самолетов Су-17 и Су-24 для защиты их от взрыва при боевом поражении была внедрена система нейтрального газа. Широко применялись конструктивно-компоновочные методы повышения БЖ силовой установки и других жизненно важных систем самолета, такие, как исключение контакта воздушных каналов с топливом, дублирование и резервирование функций различных систем, разнесение проводки управления по разным бортам, исключающее возможность поражения одним боеприпасом, и т. д. В наибольшей степени все эти мероприятия нашли применение на создававшемся с конца 1960-х гг. штурмовике Су-25.
Таким образом, к середине 1970-х гг. в ОКБ на практике были отработаны общие подходы и методология повышения БЖ боевых самолетов. Это позволило с успехом применять отработанную методику при создании Су-27.
На Су-27 защиту летчика при помощи бронирования предлагалось обеспечить только с наиболее опасного ракурса — с задней полусферы, для чего предусматривалось бронировать заднюю стенку кабины. Проблема обеспечения БЖ силовой установки изначально облегчалась удачной конструктивно-компоновочной схемой, предполагавшей большой разнос двигателей и установку их в двух отдельных изолированных мотогондолах, причем, при такой схеме автоматически исключалась и возможность контакта топлива со стенками воздушного канала.
Для обеспечения взрывобезопасности топливных баков на самолете предусматривалась установка системы нейтрального газа, а для защиты от потери топлива — протектирование расходного отсека. Для локализации возможного пожара в пределах одного двигательного отсека предлагалась установка противопожарных перегородок, а для тушения пожара — централизованная система пожаротушения.
Живучесть систем самолета должна была обеспечиваться резервированием функций, в частности, для СДУ предусматривалось 4-кратное резервирование в канале продольного управления и 3-кратное по путевому и поперечному каналам.
З.А. Иоффе.
Выработанный таким образом подход к вопросам обеспечения БЖ сохранился вплоть до этапа выпуска РКД. Для Су-27 спроектировали и запустили в производство систему нейтрального газа с аппаратурой разработки агрегатного завода «Наука» МАП. Рабочее тело для системы (азот) предполагалось хранить на борту в трех баллонах под давлением 260 кг/см?. В вышеуказанном виде система была отработана на стенде и установлена на опытных самолетах Т10-3 и Т10-4.
Но параллельно в рамках работ по Су-27 велись и другие работы. Во-первых, к 1976 г. на Су-27 существенно усложнилась ситуация с выполнением «весовых лимитов», поэтому пришлось пересмотреть некоторые ранее принятые решения. В частности, решили отказаться от бронирования кабины, и ранее выпущенные чертежи задней стенки кабины в январе 1976 г. были переработаны, за счет чего масса конструкции облегчилась на 25 кг. В обоснование этого решения были приведены результаты расчетной оценки, показывающей, что степень экранирования пилота элементами конструкции вполне достаточна для того, чтобы обеспечить его защиту. В дальнейшем пришлось отказаться и от некоторых других, неоправданных с точки зрения затрат массы, решений, например, по протектированию топливных баков.
Во-вторых, Е.А. Иванов согласовал 2-ю часть ТТТ на Су-27, где были существенно конкретизированы и ужесточены некоторые требования к самолету с точки зрения обеспечения его БЖ. В числе прочих, там наличествовал один пункт, который предусматривал необходимость обеспечения взрывобезопасности топливных баков в течение всего боевого полета. Расчетная оценка эффективности системы нейтрального газа показала, что обеспечить сформулированные таким образом требования она не в состоянии, поскольку являлась, по сути, — одноразовой» и действовала только при первом поражении самолета. После попадания поражающих элементов в надтопливное пространство, система теряла герметичность, и азот, заполняющий свободные полости топливной системы, расходовался (в зависимости от степени поражения самолета) в течение менее 5 мин. В результате, обеспечить защиту топливных баков от взрыва при повторном поражении система нейтрального газа уже не могла.
Решить эту проблему помог опыт, приобретенный в ходе работ по обеспечению боевой живучести штурмовика Т-8*(Су-25). Ранее, при изучении опыта применения средств БЖ на зарубежных самолетах, было выбрано несколько перспективных направлений работы. Одним из наиболее эффективных технических решений, обеспечивающих взрывобезопасность топливных баков, было признано заполнение их внутреннего объема эластичным материалом с открытой ячеистой структурой — так называемым пенополиуретаном (ППУ). В 1976–1977 гг. специалисты ОКБ смогли на практике изучить эту систему на американских самолетах “Cessna» А-37В и “Northrop» F-5E, поступивших в СССР в 1975 г. из Вьетнама.
Для изучения особенностей этой системы в ОКБ были развернуты обширные исследования, которые позволили сделать обоснованный вывод о практической ценности и эффективности внедрения такой системы на самолетах ОКБ. Несмотря на гораздо большую массу, и снижение эксплуатационного объема топлива, ППУ, в отличие от системы нейтрального газа, мог эффективно обеспечивать взрывобезопасность топливной системы в широком диапазоне условий поражения, в том числе и при повторном простреле, что было на практике подтверждено результатами натурных испытаний. По инициативе ОКБ, в интересах внедрения ППУ на отечественных боевых самолетах (в первую очередь — на штурмовике Су-25), в СССР организовали лицензионное производство пенополиуретана.
Результат поражения обычного топливного бака огнем авиационной пушки
Аналогичный топливный бак, заполненный пенополиуретаном.
Взрывов паров топлива не последовало
ППУ разной плотности и толщины
Структура ППУ
По инициативе отдела 14 было предложено внедрить ППУ и на Су-27. По воспоминаниям П.К. Платова: «О результатах оценки в декабре 1977 г. было доложено М. П. Симонову, который в то время был главным конструктором Су-27. Он собрал совещание с участием представителей 14-го отдела(З.А. Иоффе и П.К. Платов) и 9-го отдела (И. М. Закс, А.А. Крылов), которые отстаивали систему НГ. Выслушав аргументы обеих сторон, МЛ. Симонов принял решение установить на самолете ППУ, даже несмотря на существенные издержки, которые это решение несло в плане утяжеления самолета. Принятое решение было утверждено Е.А. Ивановым».
По рекомендациям отдела 14 были разработаны чертежи установки ППУ в топливные баки самолета Су-27. При этом для уменьшения потерь топлива, связанных с вытеснением керосина за счет ППУ, И.В. Емельяновым была теоретически обоснована возможность снижения процента заполнения топливных отсеков ППУ без снижения свойств взрывобезопасности. В дальнейшем эти теоретические выкладки были успешно проверены на практике во время проведения полигонных испытаний.
Летом 1981 г. были проведены государственные полигонные испытания на взрывобезопасность крыльевого топливного бака Су-27. Испытания проводились на правой плоскости самолета Т10-5 на полигоне в Фаустово. Топливный бак был заполнен пенополиуретаном марки с размером ячеек 2–3 мм. Летом 1982 г., после проведения испытаний на отсеке топливного бака № 1, полигонные испытания были завершены с положительными результатами. Система обеспечивала защиту топливных баков от взрыва во всех условиях эксплуатации самолета и при поражении осколков боевых частей ракет и осколочно-фугасных снарядов калибра 20, 23 и даже 30 мм.
