«Нестандартные» МиГи Часть 2
Еще до испытаний Е-150 в ОКБ-155 начали разрабатывать сразу две его модификации. По внешнему виду перехватчики Е-152 и Е-152А были очень похожи, и отличались только хвостовой частью фюзеляжа. Первый из них — Е-152 — имел силовую установку, состоящую из одного двигателя Р15-300. Опасаясь возможных неудач с этим двигателем, конструкторы предусмотрительно спроектировали второй вариант самолета (Е-152А) под два серийных двигателя Р11Ф-300 с максимальной тягой по 3880 кг и форсажной — по 5740 кг. К тому времени этот тип ТРД, предназначавшийся для легких фронтовых самолетов типа МиГ-21 и Як-28, был хорошо отработан.
Крыло обеих машин в первоначальной стадии проектирования по своим геометрическим размерам и конструкции было аналогично крылу Е-150.
Носовые части фюзеляжей перехватчиков были идентичны. Воздухозаборники большого диаметра имели центральное тело — радиопрозрачный конус, который, в отличие от конуса на Е-150, был неподвижным. Подача воздуха в двигатель регулировалась не выдвижением конуса (эта система была хорошо отработана на всех предыдущих типах опытных перехватчиков), а движением вперед-назад переднего кольца-обечайки воздухозаборника. Подвижная обечайка, скользившая по наружной части фюзеляжа, двигалась по четырем направляющим при помощи гидропривода. В зависимости от скорости обечайка фиксировалась в трех положениях. Таким образом менялась площадь сечения входного отверстия.
Обе новые модификации перехватчика были рассчитаны на подвеску ракет средней дальности К-9, однако отличались бортовыми радиолокационными станциями. Если Е-152 был спроектирован под установку станции «Ураган-5Б», то на Е-152А планировали установить новую РЛС типа «ЦП-1», также предназначенную для работы в системе перехвата «Ураган-5».
схемы Е-152А
Разработка ракеты К-9 (иногда она обозначалась как К-9-155) проводилась совместно ОКБ-155 Минавиапрома (конструкция) и КБ-1 Минвооружения (система наведения). Ракета должна была войти в состав автоматизированного комплекса перехвата «Ураган-5Б» и применяться с истребителей-перехватчиков Е-150, Е-152-1, E-152A, Е-152-2 и Е-152П/М. Условия применения ракеты К-9 (большие скорости пуска и сближения с противником, неманевренный характер атаки, подсветка цели мощной бортовой РЛС перехватчика) привели к появлению ряда конструктивных особенностей. Мощный двурежимный двигатель со стартовой тягой 5500 кг вначале разгонял снаряд до скорости 1400 м/с, а затем переходил на крейсерский режим с тягой 2500–3000 кг. Подсветка траектории полета ракеты производилась радиолучем самолетной РЛС.
схемы Е-152А
Вес К-9 составлял 245 кг, из которых 103 кг приходилось на двигатель, 15 кг весила радиолокационная головка самонаведения и 27 кг — боевая часть с неконтактным радиовзрывателем, обладавшая радиусом поражения 20–30 м.
Головка ракеты К-9 была всеракурсной и позволяла атаковать самолет противника с любого направления, хотя ее несовершенство и ограничивало дальность пуска девятью километрами. Наведение ракеты на цель происходило по методу параллельного сближения. Это требовало при подсветке цели непрерывного согласования частот излучения РЛС самолета-носителя и отраженных от цели сигналов. Для приема сигналов излучения самолетной РЛС на оперении ракеты устанавливались антенны-штыри канала синхронизации. Это громоздкое сооружение в дальнейшем заменили, разместив антенны-пластины на корпусе. (Забегая вперед, следует сказать, что в 1961-1967 годах проводились летные испытания ракет К-9 (точнее — их макетов), но реальных пусков не было в связи с закрытием работ по системе «Ураган-5»).
В постройку заложили два опытных экземпляра самолета Е-152 и один экземпляр Е-152А. Первым, еще в 1959 году, закончили сборку перехватчика Е-152А (машина имела красный бортовой номер «152А»). Как уже упоминалось, крыло Е-152А по своим геометрическим размерам и конструкции было аналогично крылу Е-150 за исключением изменений в корневой части за вторым лонжероном, вызванных расширением двигательного отсека. Консоли стабилизатора были также аналогичны консолям стабилизатора Е-150, поэтому общий размах горизонтального оперения получился бóльшим. Для улучшения посадочных характеристик Е-152А имел три хвостовых тормозных щитка (один под фюзеляжем, два по бокам) и один двухкупольный тормозной парашют. Топливная система состояла из шести фюзеляжных баков, двух крыльевых, и одного бака, располагавшегося между створками основных стоек шасси (общая емкость составляла 4400 л). Система катапультирования предусматривала защиту летчика фонарем. В состав основного радиооборудования входили УКВ-радиостанция РСИУ-4В, радиокомпас АРК-54Н, приемопередатчик системы госопознавания СРО-2, станция «Метеор» и т.д.
Было принято решение установить на Е-152А новую бортовую РЛС «ЦП-1», созданную по предложению ЦКБ «Алмаз». Станция представляла собой значительно более эффективный радиолокатор с дальностью обнаружения крупноразмерной цели (бомбардировщика) до 45–50 км (вместо 17 км у станции «Ураган-5Б»). ЦКБ «Алмаз» одновременно разрабатывало аппаратуру для полуактивной головки самонаведения ракеты К-9. В конструкции РЛС впервые широко использовались полупроводники. На самолете Е-152А с радиолокатором «ЦП» были сопряжены счетно-решающее устройство СРП и автопилот.
В связи с установкой хорошо отработанных в производстве двигателей эта машина оказалась подготовленной к испытаниям даже раньше, чем Е-150. Ее подготовку к летным испытаниям завершили в июне 1959 года. 10 июля первый полет на ней выполнил Г.К. Мосолов. Заводские испытания, завершенные 6 августа 1960 года, дали следующие результаты: максимальная скорость на высоте 13 700 м составила 2135 км/ч, а на 20 000 м — 2500 км/ч, практический потолок достигал 19 800 м. Высоту 10 000 м самолет набирал за 1,48 минуты, а 20 000 м — за 7,64 минуты. С пилонами была достигнута скорость 1650 км/ч на высоте 13 000 м. В процессе испытаний было проведено 10 запусков двигателей в воздухе на высотах от 6000 м до 10 500 м. Во всех случаях двигатели запускались с первой попытки за 15–25 секунд. Максимальный взлетный вес с двумя ракетами К-9 составлял 13 600 кг, а с дополнительным подфюзеляжным подвесным баком на 600 л — 13 960 кг. Заводские испытания проводили летчики Г.К. Мосолов и А.В. Федотов. В общей сложности было выполнено 55 полетов, из них 51 полет — без подвесных пилонов, два — с пилонами, еще два — с макетами ракет К-9.
Самолет Е-152А, продемонстрированный в полете на авиационном празднике 1961 года в Тушино, некоторое время пользовался пристальным вниманием экспертов НАТО, присвоивших ему кодовой наименование Flipper (ласт, плавник) за расширенную форму хвостовой части с большими подфюзеляжными гребнями.
16 марта 1961 года на летную станцию прибыл первый опытный экземпляр перехватчика Е-152. Согласно правительственному заданию, истребитель предназначался для перехвата и уничтожения самолетов противника, летящих со скоростями до 1600 км/ч на высоте 10 000 м и со скоростями до 2500 км/ч на высоте 20 000 м и выше на встречно-пересекающихся курсах.
С учетом рекомендаций летчиков-испытателей ОКБ-155 А.В. Федотова и Г.К. Мосолова, проводивших летные испытания опытных Е-150 и Е-152А, а также материалов испытаний, на самолете пришлось ввести целый ряд конструктивных изменений по сравнению с первоначальным вариантом эскизного проекта. Площадь крыла Е-152 увеличили с 34 до 40 м² за счет большей концевой хорды, а стреловидность по передней кромке при этом уменьшилась до 53°47′ (относительная толщина у корня составляла 3,5%, на концах — 5%). Законцовки имели большой срез, к которому крепились пилоны подвески ракет К-9 (большая концевая хорда была необходима для увеличения жесткости подвески ракет). В итоге форма крыла в плане стала трапециевидной. Конструкторы таким образом рассчитывали уменьшить удельную нагрузку на крыло, устранить тряску законцовок и вибрацию элеронов.
Изменение конструкции крыла позволило увеличить колею шасси, что обеспечивало повышение устойчивости самолета при маневрировании на аэродроме. Путевую устойчивость самолета решили повысить увеличением хорды киля и площади подфюзеляжного гребня (таким образом повышалась общая эффективность вертикального оперения). В нижней части фюзеляжа располагался один тормозной щиток, а в хвостовой части (в корне подфюзеляжного гребня) — контейнер с тормозным парашютом типа ПТ-5605-58.
Все рулевые поверхности имели гидравлическое управление. Гидросистема работала на гидросмеси АМГ-10 при давлении 210 атмосфер.
Первый установленный на самолете двигатель Р15-300 развивал тягу на максимальном режиме до 6620 кг, на форсаже — 9935 кг. Е-152, как и Е-150, для резкого кратковременного повышения тяги был оборудован эжектором. Топливо размещалось в шести фюзеляжных, а также передних и задних крыльевых баках. Общая емкость топливной системы составляла 4930 л. Под фюзеляжем мог подвешиваться дополнительный бак на 1500 л.
Е-152 имел такую же конструкцию воздухозаборника, как и Е-152А. На цилиндрическом основании конуса располагалась перфорированная зона для слива пограничного слоя с целью повышения коэффициента восстановления полного давления перед компрессором. Система катапультирования обеспечивала защиту летчика фонарем.
Первый опытный экземпляр перехватчика Е-152-1 (машина имела красный бортовой номер «152-1») перевезли из сборочного цеха опытного производства на испытательный аэродром 16 марта 1961 года. Перед первым полетом вместо РЛС в носовой части фюзеляжа установили центровочный груз весом 263 кг. 21 апреля самолет впервые поднял в воздух Г.К. Мосолов. С 21 апреля 1961 года по 8 января 1962 года, а затем с 20 марта по 11 сентября 1962 года было выполнено 67 полетов, из них 51 полет — без ракет, пять полетов (30-й и с 39-го по 42-й) — с макетами ракет К-9, и 11 — без концевых АПУ. Все взлеты перехватчика выполнялись при включенном форсаже. В четвертом полете центровочный груз не устанавливался.
схемы Е-152-1
Максимальная скорость с ракетами на высоте 16 200 м составила 2650 км/ч (взлетный вес при этом был равен 14 730 кг). Без подвесок высоту 15 000 м Е-152-1 набирал за 4 минуты 44 секунды, а с подвеской ракет — за 5 минут 55 секунд. Высоту 22 000 м — соответственно за 6 минут 40 секунд и 8 минут 50 секунд. Без вооружения потолок достигал 22 680 м. 7 октября 1961 года состоялся полет на установление мирового рекорда скорости на замкнутом 100-километровом маршруте. Средняя скорость составила 2401 км/ч. А 7 июня 1962 года Мосолов установил на этой машине абсолютный мировой рекорд скорости полета на базе 15–25 км — 2681 км/ч. После 44-го полета (в нем была достигнута скорость, соответствующая числу М=2,28 на высоте 19 300 м) была обнаружена поперечная трещина фонаря кабины в его задней части. Причиной стало местное ослабление материала (стекла) и концентрация температурных деформаций.
схемы Е-152-1
Испытания постоянно прерывались из-за неполадок в силовой установке. На машине сменили пять двигателей, но ни один из них не работал надежно.
На втором опытном экземпляре Е-152-2 попытались устранить недостатки, выявленные в процессе летных испытаний Е-152-1. Он отличался двумя особенностями. Первая заключалась в том, что для увеличения запаса продольной устойчивости изменили порядок выработки топлива. Вторая — в том, что улучшили систему отсоса пограничного слоя с перфорированной поверхности носового конуса воздухозаборника.
Топливая система самолета, как и на первом опытном экземпляре, состояла из шести фюзеляжных и четырех крыльевых баков общей емкостью 4930 л. Под фюзеляжем также можно было подвешивать один подвесной топливный бак емкостью 1500 л.
Основным элементом системы аварийного покидания самолета являлось катапультируемое кресло СК-2. В качестве основного оборудования использовались (или должны были использоваться, но не были установлены) УКВ-радиостанция РСИУ-5 («Дуб-5»), автоматический радиокомпас АРК-10 («Ингул»), ответчик СРО-2М («Хром»), дальномер СОД-57МУ, автопилот АП-39, бортовая аппаратура системы «Смерч» («152-У»), РЛС «ЦП-1» и другие приборы. Вооружение Е-152-2, как и на первом экземпляре, состояло из двух ракет К-9-155, пусковые устройства которых располагались на законцовках крыла.
Е-152-2 поступил на летную станцию 8 августа 1961 года, а 21 сентября состоялся его первый полет. В отличие от первого экземпляра, на машину планировали установить систему вооружения «Смерч» (впоследствии внедренную на перехватчиках Ту-128 и МиГ-25П) с РЛС «ЦП-1». После 16-го полета в начале июля 1962 года испытания, проводимые летчиком ОКБ П.М. Остапенко, были прекращены из-за постоянных неполадок в силовой установке. И на этом самолете двигатель Р15-300 работал ненадежно. На первом из установленных двигателей произошел прогар лопаток. На втором, третьем и четвертом постоянно происходила утечка масла в полете. В отчете по заводским испытаниям отмечалась надежная работа автоматики подвижной обечайки воздухозаборника.
В полетах поведение самолета было проверено до скорости 2740 км/ч и до высоты 22 500 м без подвесок, а также до скорости, соответствующей числу М=2,28 на высоте 18 000 м с двумя макетами ракет К-9 на законцовках крыла. Пилотирование самолета Е-152-2 практически не отличалось от пилотирования Е-152-1.
Закрытие программы испытаний ракет К-9 привело к прекращению полетов на Е-152-2. Летные испытания этой машины были выполнены в объеме 60%. Самолет решили переоборудовать в новый вариант Е-152П, который был задуман как базовый самолет для разработки истребителя-перехватчика с более совершенной системой навигации и перехвата.
Е-152П был рассчитан под установку усовершенствованного двигателя Р15Б-300 и внешне отличался от Е-152-2 высоким гаргротом, тянувшимся до основания киля, а также новым фонарем без плоского лобового стекла. Гаргрот увеличили в связи с установкой трех дополнительных накладных топливных баков на фюзеляже за кабиной летчика. Общая емкость топливной системы составляла 6690 л (из них в накладных баках — 1760 л). Под фюзеляжем можно было подвешивать один подвесной топливный бак емкостью 1500 л. Общий максимальный вес топлива (с подвесным баком) достигал 6800 кг.
В отличие от Е-152, эжекторы были заменены сужающимися-расширяющимися соплами, что уменьшило их длину на 253 мм. Хвостовое оперение Е-152П было идентично хвостовому оперению Е-152. Крыло также не отличалось от крыла самолета Е-152 за исключением небольшого аэродинамического гребня на нижней поверхности (на полуразмахе) и расположения ракет на законцовках. Для снижения нагрузки крыло оборудовали двумя законцовками большой площади, что увеличило его размах (по сравнению с крылом Е-152) на 1507 мм. Кроме того, в носовой части фюзеляжа Е-152П установили переднее горизонтальное оперение (ПГО) с размахом 3,50 м, которое предназначалось для улучшения продольной устойчивости при переходе звукового барьера.
Важной особенностью Е-152П стала установка на нем новой усовершенствованной системы вооружения. Ее основу должен был составлять радиолокатор «Ураган-5Б-80» (позднее этой станции дали название «Смерч»), рассчитанный на управление крупногабаритными тяжелыми ракетами класса «воздух-воздух» К-80. В процессе работы над новым вариантом РЛС ее главный конструктор Ф.Ф. Волков, пришедший в ОКБ-339 в ноябре 1958 года, организовал разработку на базе ранее созданных бортовых локаторов ряда новых блоков с характеристиками, превышающими характеристики блоков станции «Ураган-5Б». Прежде всего это касалось антенного блока разработки НИИ-17.
Еще во время работы над проектом Е-152П конструкторами рассматривался целый ряд вариантов крыльевой подвески вооружения, начиная с традиционного (пилоны под крылом) и кончая самым необычным (пилоны на отогнутых законцовках крыла). Однако по аэродинамическим и прочностным соображениям первоначально решили все же остановиться на способе, принятом для перехватчика Е-152. Ракеты К-80 подвешивались непосредственно на усеченных законцовках крыла через АПУ. Аналогичная система вооружения «Смерч» (такой же локатор и те же ракеты) устанавливалась и на тяжелом дальнем перехватчике Ту-128 (первоначально называвшемся Ту-28) ОКБ-156 А.Н.Туполева.
Опытный экземпляр перехватчика Е-152П, как уже упоминалось выше, был построен путем переделки Е-152-2. Построенная машина несколько отличалась от той, которую теоретически спроектировали и рассчитали в эскизном проекте. Реальной машине присвоили название Е-152М. Первоначально установленное цельноповоротное ПГО было в процессе испытаний снято (при этом на фюзеляже остались следы его неповоротной корневой части).
схемы Е-152М
Е-152М проходил испытания, но и его постигла участь предшественников. Моторостроители так и не сумели довести двигатель. Кроме того, пуски ракет с АПУ, расположенных на срезах крыла, дали неудовлетворительные результаты. Из-за недостаточной жесткости законцовок ракета при пуске сходила с АПУ нестабильно, продолжала полет по непредсказуемой траектории и в результате теряла цель. Этот недостаток попытались устранить установкой концевых пилонов, отогнутых вниз на 90º и выполнявших функцию концевых стабилизирующих поверхностей. Кроме того, рассматривалась возможность увеличения жесткости концевой части крыла при пуске ракет путем дополнительной установки в том же месте среза крыла небольших загнутых вверх законцовок. Однако анализ показывал, что, несмотря на возможность некоторого улучшения условий схода ракет с АПУ, по сравнению с подвеской на полуразмахе крыла (как это было на Е-152А) они были хуже. Поэтому доработку законцовок крыла на Е-152М производить не стали, и пуски опытных ракет пришлось прекратить. На месте срезов крыла установили нормальные законцовки.
схемы Е-152М
Испытания системы «Ураган-5» были приостановлены в 1961–1962 годах практически на начальном этапе в связи со сложностью входящих компонентов и запаздыванием процесса их создания, а также перераспределением ресурсов в пользу космической тематики и новыми идеями в концепции построения системы ПВО. «Тяжелые МиГи» 150-й серии фактически стали летающими лабораториями для отработки элементов новых комплексов перехвата воздушных целей (в частности, бортовых радиолокаторов, оборудования наведения, ракет, мощных двигателей и т.д.).
Практически то же произошло и с тяжелым перехватчиком Т-37 с двигателем Р15-300, созданным к 1960 году в ОКБ-51 П.О. Сухого. Построенная машина, внешне очень похожая на микояновские перехватчики серии «Е», из-за закрытия работ по теме «Ураган-5» даже не взлетела, и была впоследствие уничтожена. Из проходивших испытания дальних перехватчиков на вооружение авиации ПВО в 1965 году поступил лишь самолет Ту-128 с двумя двигателями АЛ-7Ф-2, уже отработанными, наконец, в серии.
После завершения испытаний Е-152М в июле 1967 года машину продемонстрировали на выставке в аэропорту Домодедово. Ее фюзеляж украшали надпись «Е-166» и три маленькие звездочки, свидетельствовавшие об установлении мировых рекордов. Однако все это не соответствовало действительности. Как указывалось выше, рекорды устанавливались на первом опытном самолете Е-152-1, а название «Е-166» было придумано для ФАИ с целью соблюдения традиционной советской конспирации. После выставки Е-152М передали музею ВВС в Монино, где он экспонируется по сей день.
Е-152А до 1965 года использовался в качестве летающей лаборатории для отработки новых систем вооружения и другого оборудования. В 1965 году при катастрофе в одном из испытательных полетов (по отработке автопилота) на нем погиб летчик-испытатель ОКБ-155 А. Кравцов.
В заключение следует отметить, что «тяжелые МиГи» 150-й серии оказались вполне удачными машинами. Впервые были освоены скорости, в 2,5 раза превышавшие скорость звука. Самолеты достигли статического потолка более 22 000 м, что говорило о возможности перехвата высотных целей. Были применены новые высокотемпературные авиационные материалы, усовершенствовалась технология производства. Опыт, полученный конструкторами ОКБ А.И. Микояна, позволил в дальнейшем создать новый тяжелый перехватчик Е-155, запущенный в серийное производство и принятый на вооружение авиации ПВО под маркой МиГ-25П.
источники:
- Ефим Гордон ««Нестандартные» МиГи» // «Авиация» 02-1999
- Ефим Гордон ««Тяжелые» «МиГи»» // «Крылья Родины» 09-1992
