Авиация и космонавтика 2013 09

Предстояла дальняя дорога домой. Экипаж одного из Ан-12БК-ППС любезно взял меня на борт и с несколькими посадками для дозаправки доставил на аэродром Шагол в Челябинске. На следующий день утром я вылетел в Москву уже на рейсовом пассажирском самолете.
  
Су-27 история создания
 
Аэродинамика
Фото И. Стадника
Появление такого самолета, как Су-27, произвело на авиационных специалистов всего мира, а также на любителей авиации неизгладимое впечатление. Своими внешними обводами он разительно отличался от всех предыдущих советских истребителей. МиГи-21, Су-15 и даже казавшиеся перспективными самолеты с крылом изменяемой стреловидности типа МиГ-23, вмиг оказались устаревшими. Но как вообще получился самолет с такой аэродинамической компоновкой? Понятно, что не на пустом месте…
П.О. Сухой, как генеральный конструктор, хорошо разбирался во многих вопросах проектирования, но аэродинамика была его «любимым предметом». Павел Осипович хорошо знал эту науку, старался быть в курсе всех новшеств в этой области, постоянно изучал соответствующую периодическую литературу, как отечественную, так и иностранную, а на совещаниях его вопросы всегда были предельно точны и конкретны. Он требовал четких разъяснений по поводу возможности применения на самолетах ОКБ тех или иных аэродинамических нововведений, сравнения и сопоставления принятых компоновочных решений с зарубежными аналогами. Таким образом, должность заместителя главного конструктора по аэродинамике в ОКБ была достаточно «беспокойным местом». Су-27 в этом отношении не стал исключением.
И.Е. Баславский, заместитель главного конструктора по аэродинамике
Работами по аэродинамической компоновке самолетов при П.О. Сухом руководил Исаак Ефимович Баславский. Он принадлежал к «старой гвардии» Сухого, поскольку начинал работать с ним еще в 1930-е гг., и поэтому очень хорошо знал стиль и методы работы Генерального. В своем отношении к работе Баславский ничем не уступал Сухому, он всегда старался сам досконально разобраться во всех исследуемых вопросах, поэтому очень подробно изучал все приходившие в ОКБ отчеты по вопросам аэродинамики, а также просматривал периодику по интересующей теме. Под началом Баславского находился отдел № 2 и модельное производство.
Проектирование Су-27, как многорежимного маневренного самолета-истребителя четвертого поколения было связано с качественным улучшением аэродинамических характеристик по сравнению с самолетами третьего поколения. По проекту ТЗ на самолет, военные требовали значительного улучшения маневренных характеристик, дальности полета, короткого разбега и пробега при «фиксированных» значениях разгонных характеристик от дозвука к сверхзвуку и максимальной сверхзвуковой скорости полета.
Проведенные на ранних этапах разработки параметрические исследования ясно показывали, что даже при равных показателях проектируемого отечественного истребителя с зарубежными самолетами по удельной массе конструкции, из-за большей массы отечественного БРЭО наш истребитель будет проигрывать аналогам по массе пустого самолета на 2–3 т. Было очевидно, что решение этой задачи невозможно обеспечить только путем механического повышения удельных показателей. В этих условиях для обеспечения превосходства по маневренным характеристикам единственно возможным решением задачи была разработка самолета с новой аэродинамической компоновкой, обладающей существенно лучшими аэродинамическими характеристиками, близкими к теоретически возможным, т. е. самолета с высокой степенью аэродинамического совершенства.
К сожалению, следует признать, что в плане применения в аэродинамике серьезных нововведений, отечественные ОКБ сильно отставали от запада, поскольку зачастую у них отсутствовали четкие рекомендации от ученых по применению каких-либо конкретных новшеств. Соответствующие исследования в ЦАГИ часто начинались только после получения информации о применении новых технических решений за рубежом. Конкретный пример: в 1960-е гг. в иностранной авиационно-технической литературе уже давно вошло в обиход понятие деформации срединной поверхности крыла, а само это техническое решение применялось на практике, что обеспечивало существенное повышение подъемной силы, а у нас по-прежнему использовались только симметричные сверхзвуковые профили. Аналогичная ситуация складывалась и с применением корневых наплывов, т. к. в плане общей аэродинамической компоновки основное внимание ученых ЦАГИ во второй половине 1960-х гг. было приковано к изучению изменяемой стреловидности крыла.
Продувочные модели 13Т10-1,13T10-3 и 13Т10-2
В то же время в ОКБ, в процессе выполнявшихся совместно с ЦАГИ и ЛИИ исследований, связанных с разработкой сверхзвукового ударного самолета Т-4, был накоплен определенный опыт внедрения интересных технических решений, направленных на улучшение отдельных параметров аэродинамической компоновки исходного самолета. К числу таких работ, относились:
— внедрение отгиба носков крыла для улучшения аэродинамики Т-4 на дозвуковых режимах полета.
— предварительные практические исследования аэродинамики крыла, оснащенного корневым наплывом и острой передней кромкой.
— разработка интегрального варианта компоновки, которую впервые исследовали в трубном эксперименте на моделях самолета Т-4МС, испытывавшихся в ЦАГИ и в Сиб. НИА.
Таким образом, постепенно ОКБ накопило некоторый научно- технической «задел» в части аэродинамики. В результате, когда в 1970 году в ОКБ начались проектные работы по Су-27, аэродинамикам ОКБ совместно с отделом проектов удалось на практике осуществить синтез целого «букета» нововведений, которые реализовали в новой аэродинамической компоновке самолета — Т10/1. Для самолета была применена интегральная схема. В плановой проекции базовая несущая поверхность имела корневой наплыв большой стреловидности и оживальную форму консоли со скругленной законцовкой. Для крыла предлагалось использовать профили с деформацией срединной поверхности и заостренным носком, а для улучшения аэродинамических характеристик в трансзвуковой зоне компоновка самолета осуществлялась в соответствии с «правилом площадей».
По инициативе П.О. Сухого в начале 1970 г. состоялось совместное совещание с руководством ЦАГИ, на котором было достигнуто соглашение о проведении совместных работ по исследованию новой аэродинамической компоновки. В рамках консультаций со специалистами ЦАГИ были уточнены отдельные параметры аэродинамической компоновки, в частности, была выбрана профилировка базового крыла и оперения. Трубные испытания первого варианта интегральной компоновки, разработанного в ОКБ, начались в ЦАГИ в середине 1971 г.
Полученный при продувках модели самолета высокий уровень характеристик стал довольно неожиданным для многих участников работ. Наверное, не случайно вскоре после этого, уже со второй половины 1972 г., самолет МиГ-29 в ОКБ А.И. Микояна начал прорабатываться в сходном варианте аэродинамической компоновки.
В ОКБ П.О. Сухого полученные результаты также явились хорошим известием для всех, включая самого Генерального конструктора. Существенный прирост подъемной силы и аэродинамического качества по сравнению с уровнем, достигнутым на лучших отечественных и зарубежных образцах истребителей того времени, внушали серьезный оптимизм. С этого момента большинство участников работ в ОКБ по-настоящему уверовало в выбранную схему. Но на момент разработки первого варианта интегральной компоновки Су-27, далеко не все из реализованного в ней имело логичное теоретическое объяснение. Полученные результаты требовали серьезного изучения и объяснений с научной точки зрения, для чего требовалось развернуть систематические работы по исследованию выбранной компоновки. Понять физический характер явлений, возникающих на наплыве и крыле — такую задачу поставил П.О. Сухой перед аэродинамиками ОКБ на рубеже 1971/72 гг.