Испытано в СССР. Вьетнамские трофеи Часть 1 Сравнительные испытания истребителей Northrop F-5E Tiger II и МиГ-21бис

Легкие фронтовые реактивные истребители второго поколения — самолет МиГ-21, разработанный в ОКБ А.И.Микояна, и многоцелевой самолет F-5 «Фридом Файтер» производства фирмы «Нортроп» — достойны занесения в книгу рекордов Гинесса. Созданные примерно в одно время, эти машины стали рекордсменами по количеству выпущенных экземпляров и государств, на вооружении ВВС которых они состоят, а также времени нахождения их в строевых частях.

Истребителей МиГ-21 в различных модификациях построено около 10160 экземпляров и закуплено 49 странами. Первый вылет прототипа Е-5 состоялся в 1956 г. Первый серийный самолет Е-6 (МиГ-21Ф) поднялся в воздух в 1958 г., а регулярное серийное производство началось в 1959 г.

Самолет F-5 «Фридом Файтер» в различных модификациях состоял на вооружении ВВС более чем 20 стран мира — в количестве 3800 экземпляров. Первый вылет прототипа N-156F состоялся в 1959 г., а серийное производство наладили в 1960 г.

Последние серийные модификации этих самолетов — МиГ-21бис (первый вылет — 1971 г., серийное производство с 1972 г.) и F-5E «Тайгер II» (первый вылет — 1972 г., серийное производство с 1973 г.) считаются лучшими истребителями второго поколения, оптимизированными для ведения воздушного боя. Они и сегодня состоят на вооружении многих стран, причем модернизация этих машин продолжается.

Модификациями МиГ-21бис являются самолеты МиГ-21-93, МиГ-21бис UPG (российская разработка для ВВС Индии) и МиГ-21-2000 (израильский вариант модернизации). Повышение боевой эффективности истребителя происходит за счет его оснащения современным радиоэлектронным и навигационным оборудованием, а также более совершенным комплексом вооружения, включающим в себя многофункциональную бортовую радиолокационную станцию.

Дальнейшим развитием самолета F-5Е «Тайгер II» явился F-20 «Тайгер Шарк», не доведенный до серии.

Эти советский и американский самолеты стали самыми массовыми и распространенными истребителями в мире: МиГ-21бис построен в количестве 2030 экземпляров и находился на вооружении ВВС более 20 стран, a F-5E «Тайгер II» построен в количестве 1170 самолетов и состоит на вооружении в 26 странах. В широкомасштабных воздушных боях им встретиться не пришлось,  если не считать редких стычек во время военного конфликта между Сомали и Эфиопией. Но там победа определялась в большей степени профессионализмом летчика, а не возможностями самолета.

Как известно, во второй половине 1950-х годов произошел резкий скачок в развитии авиационной науки и техники. Новые исследования и разработки в области аэродинамики, авиационных технологий, материаловедения, двигателестроения и радиоэлектроники позволили создать самолеты со скоростями, дважды превышающими скорость звука, и высотами полета до 20000 метров, а также оснастить их радиолокационными станциями (РЛС) и управляемым ракетным оружием класса «воздух-воздух». В связи с этим существенно изменился взгляд на применение авиации в будущих войнах, и, в частности, на тактику использования истребителей.

Остались в прошлом маневренные воздушные бои — так называемые «собачьи свалки». Их участниками были самолеты МиГ-15 и F-86 «Сейбр» (в Северной Корее в 1950-1952 гг.) или израильские истребители французского производства «Ураган» и «Мистер IV» и египетские истребители советского производства МиГ-15бис и МиГ-17Ф (в конфликте на Ближнем Востоке осенью 1956 г.). Согласно новой концепции, борьба за господство в воздухе должна сводиться к быстротечной дуэли, происходящей на больших скоростях и дальностях полета. Победителем в ней окажется тот, у кого дальность обнаружения РЛС и дальность действия ракет будет выше — то есть более совершенный «перехватчик».

При проектировании самолетов второго поколения основное внимание уделяли следующим характеристикам: максимальной скорости, высоте полета, оснащенности совершенным бортовым радиоэлектронным оборудованием (БРЭО) и мощным ракетно-бомбовым и пушечным вооружением. В США в 50-е годы были разработаны многоцелевые истребители F-4 «Фантом II» и истребители-бомбардировщики F-105 «Тандерчиф», а также скоростные истребители-перехватчики F-102 «Дельта Дэггер» и F-106 «Дельта Дарт».

Американский F-104 «Старфайтер» единственный разрабатывался в те годы как легкий фронтовой истребитель. Но и у этого самолета аэродинамическая компоновка была оптимизирована для достижения больших скоростей и высот полета, высокой скороподъемности. Этот красивый, стремительный истребитель обладал очень высокими летными характеристиками: скороподъемность у земли составляла 244 м/сек, максимальная скорость у земли — 1590 км/ч (рекорд), а на высоте — 2260 км/ч. Рекорд высоты, установленный на этом самолете, равнялся 27812 метрам.

Однако F-104 был сложен в пилотировании, особенно на дозвуковых скоростях и при посадке. За время эксплуатации в ВВС ФРГ за 100000 летных часов произошло 139 летных происшествий — показатель очень высокий. Самолет не обладал достаточной маневренностью для ведения ближнего воздушного боя, поэтому серийно производился либо как истребитель-перехватчик ПВО, либо как многоцелевой истребитель-бомбардировщик (не считая модификаций разведчика и учебно-боевого).

Самолет F-5A «Фридом Файтер» разрабатывался как относительно дешевый и простой сверхзвуковой истребитель-бомбардировщик, с ограниченной возможностью ведения воздушного боя (85% его боевого применения предполагает непосредственную поддержку наземных войск и лишь 15% — ведение воздушного боя).

В Советском Союзе также основное внимание уделялось созданию истребителей-перехватчиков.

В конструкторском бюро П.О.Сухого построили самолеты Су-9 и Су-11, в ОКБ С.П.Лавочкина — мощный, сверхзвуковой перехватчик Ла-250. В ОКБ А.И.Микояна спроектировали ряд опытных высотных истребителей-перехватчиков: И-75, Е-50, Е-150, Е-152 и их модификации. Эти машины обладали скоростями полета, более чем в два раза превышавшими скорость звука, и достигали высот 18000-20000 метров. Они оснащались мощными радиолокационными станциями «Ураган» и управляемыми ракетами класса «воздух-воздух» средней дальности действия.

Параллельно с этими разработками у «микояновцев» появился самолет, который не вписывался в современную концепцию. Легкий маневренный сверхзвуковой фронтовой истребитель Е-5 после испытаний и доводки пошел в серию под индексами Е-6 (МиГ-21Ф) и Е-6Т (МиГ-21 Ф-13). Эта машина воплотила в себе лучшие качества предшественников — истребителей МиГ-15, МиГ-17 и МиГ-19: простоту летно-технической эксплуатации, надежность, хорошую маневренность и относительно небольшую стоимость.

Новый самолет имел довольно высокие летные характеристики: максимальную скорость на высоте — 2175 км/ч (М=2,05), скороподъемность у земли — 130 м/сек и практический потолок — 19000 метров. Главными недостатками были отсутствие БРЛС, упрощенное РЭО и недостаточная дальность полета, что позволяло применять самолет только днем и в простых метеоусловиях.

Стремясь избавиться от указанных недостатков, в ОКБ создали ряд модификаций фронтовых истребителей- перехватчиков под индексом Е-7 ( МиГ-21 ПФ, ПФМ и другие). На этом семействе «МиГов» были установлены РЛС, более совершенное радиоэлектронное и навигационное оборудование, расширена номенклатура вооружения. Самолет стал несколько тяжелее, однако характеристики устойчивости, управляемости и маневренности не ухудшились по сравнению с Е-6.

Локальные войны, возникшие на Ближнем Востоке, в Африке и в Юго-Восточной Азии в 60-х — 70-х годах, полностью опровергли концепцию воздушного боя как одноразовой ракетной дуэли. Выяснилось, что ближний маневренный воздушный бой по-прежнему является главным видом борьбы за превосходство в воздухе. Только он стал более динамичным и быстротечным. Важнейшими характеристиками истребителя, необходимыми для победы, остались маневренность машины и эффективность оружия.

С другой стороны, практика показала недостатки многоцелевых самолетов. Поэтому военные заказчики считали необходимым сконцентрировать усилия на создании специализированных машин. Их конструкция, летно-технические характеристики, оборудование и вооружение, а также подготовка летного состава должны быть оптимизированы для выполнения одного конкретного вида задач.

Особенно много информации для исследований и анализа дала вьетнамская война, где реактивная авиация использовалась наиболее интенсивно, а воздушные бои носили жестокий и масштабный характер.

Впервые бой между сверхзвуковыми самолетами МиГ-21 и F-4 «Фантом II» состоялся 23 апреля 1966 г. Для западных военных экспертов стало неожиданностью, что более слабые по оснащенности радиоэлектронным оборудованием и вооружению, но более легкие и маневренные «МиГи» успешно противостояли мощным американским «Фантомам» и «Тандерчифам». За период с 1966 г. по 1970 г. среднее соотношение потерь в воздушных боях составило 3:1 (по другим источника 4:1) в пользу советских истребителей.

К слову сказать, даже устаревшие к тому времени дозвуковые МиГ-17, оснащенные только пушечным вооружением, побеждали сверхзвуковые американские самолеты — благодаря своей высокой маневренности и грамотно спланированной тактике боя.

Именно высокая эффективность легких маневренных истребителей МиГ-17, МиГ-19 и особенно МиГ-21 заставила авиационных конструкторов и ученых пересмотреть степень важности тех или иных летно-технических характеристик истребителя, которые обеспечивают победу над противником.

В результате проведенного анализа боев в Северном Вьетнаме выявились следующие общие закономерности:

• — на этапах сближения скорость редко превышала число М=1,5 (независимо от максимальной располагаемой скорости самолетов);
• — маневрирование начиналось после обнаружения противника на числах М=1,5-0,9 и заканчивалось на скоростях, близких к сваливанию;
• — летчики при ведении боя старались удержаться на скорости, соответствующей числу М=0,9-0,7, так как именно на этих скоростях обеспечивались максимальные угловые скорости разворотов;
• — высота ведения боев ограничивалась диапазоном 9000-1500 метров при числах М=1,0-0,4 (выше и ниже проводились одноразовые атаки с немедленным уходом истребителя от цели);
• — наблюдалась общая тенденция к уменьшению скорости и высоты полета в процессе маневрирования — в связи с невозможностью восполнения энергии после форсированных разворотов;
• — продолжительность боя составляла 2-6 минут;
• — бой заканчивался поражением противника или в связи с нарушением взаимодействия в группе, потерей визуального контакта с противником, недостаточным количеством горючего;
• — дальность боя ограничивалась визуальным контактом;
• — результаты боев зависели от уровня маневренности самолетов, эффективности оружия, возможных запасов топлива и экономичности силовой установки.

Специалисты проводили глубокие теоретические исследования, математическое моделирование воздушного боя и прогнозирование дальнейшего развития тактики воздушного боя. В итоге была выведена формула боевой эффективности истребителя, которая является эмпирической и не дает качественной оценки. Эта формула представляет собой отношение вероятности сбить самолет противника к вероятности быть сбитым (при равных начальных условиях вступления самолетов в бой — как в рыцарском турнире), и показывает технические данные самолета и его систем, от которых эти вероятности зависят в большей или меньшей степени.

Не учитывается, однако, множество субъективных факторов: метеоусловия, численный перевес, над чьей территорией ведется воздушный бой, возможности наземных средств обнаружения, волевые и физические качества пилотов и так далее.

Из этой формулы следует, что одним из важнейших факторов победы в воздушном бою являются: маневренность самолета (изменение в кратчайшее время скорости, высоты, траектории полета), эффективность его вооружения, системы обнаружения и комплекса мер, уменьшающих возможность визуального, радиолокационного и инфракрасного обнаружения себя.

К основным характеристикам самолета, определяющим его маневренность, относятся:

• — тяговооруженность, превосходство в которой необходимо особенно на начальном и конечном этапах боя. Она характеризует способность самолета к ускорению на любых участках траектории полета и открывает возможности наступления в воздушном бою;
• — нагрузка на крыло, от 85-процентного уменьшения величины которой зависит увеличение угловых скоростей разворота и способности самолета быстро изменять траекторию полета и уходить из-под удара.

Огромное значение имеют характеристики управляемости самолета. Чем проще для летчика управление, тем меньше он отвлекается от выполнения боевой задачи. На самолетах четвертого поколения эта проблема решена при помощи автоматики: система дистанционного управления(СДУ) позволяет даже неустойчивый самолет пилотировать с комфортом.

Тщательно проведенные исследования помогли определить облик истребителей четвертого поколения. В США такими истребителями стали F-15 и более легкий и дешевый F-16. В нашей стране аналогичными по назначению разработками явились Су-27 и МиГ-29.

Параллельно модернизировались уже существующие машины. Эти работы требовали меньше финансовых затрат, времени на разработку, испытания, доводку, налаживание серийного производства и освоение летным составом. Продукт процесса модернизации представляют собой МиГ-21бис и F-5E «Тайгер II».

МиГ-21бис является логическим продолжением предыдущих модификаций МиГ-21. На нем установили новый, более мощный и экономичный двигатель Р-25-300 и увеличили номенклатуру вооружения, что не потребовало серьезного изменения конструкции.

Задача создания F-5E оказалась сложнее. Одна из важнейших причин выбора для модернизации именно F-5, как мне кажется, заключается в том, что в США в 60-е годы не было на вооружении «чистых» истребителей. Попытка модернизации «Фантома» под истребитель маневренного воздушного боя (модификация F-4E) ожидаемого успеха не принесла. Несмотря на высокие летно-технические характеристики, лучшую тяговооруженность, мощное вооружение и современное РЭО, этот самолет был недостаточно маневренным, сложным в управлении и дорогим. Поэтому F-5A «Фридом Файтер» — простой, дешевый, надежный в эксплуатации, с хорошими характеристиками устойчивости и управляемости — более других подходил для выбранной цели. Однако изменения, внесенные в конструкцию самолета при модернизации, были значительными:

• — фюзеляж удлинен на 0,38 м и расширен на 0,45 м;
• — увеличены на 1,5 м2 площадь крыла и на 0,41 м его размах;
• — увеличена площадь и изменена форма наплывов в корневой части крыла;
• — увеличена площадь сечения воздухозаборников;
• — увеличена площадь закрылков;
• — установлена система управления отклонением носков и закрылков в зависимости от режима полета;
• — увеличен закабинный горгрот;
• — увеличен почти на 300 кг запас топлива во внутренних баках;
• — в носовой части установлена комплексная бортовая радиолокационная станция «Эмерсон»;
• — установлены новые двигатели J85-21 с тягой, на 22% большей, чем на F-5A;
• — увеличина база и колея шасси. Вес самолета увеличился на 1000 кг.

Однако благодаря проведенным доработкам, он стал обладать большей максимальной скоростью и дальностью полета, скороподъемностью, большими угловыми скоростями разворота и меньшими их радиусами, лучшими (по сравнению с F-5A) взлетно-посадочными характеристиками.

Основным назначением самолета стало ведение воздушного боя — 85% боевого применения, и только 15% отводилось для поддержки наземных войск. Специалистам фирмы «Нортроп» удалось значительно унифицировать этот самолет с другими модификациями: 75% эталонов оснастки, 40% запасных частей и 70% оборудования для наземного обслуживания одинаковы для различных вариантов F-5.

В начале 70-х годов в ВВС США сформировали учебную эскадрилью «Агрессор», которая находилась на базе «Невис» в штате Аризона. Основные задачи этого подразделения: отработка новых приемов ведения воздушного боя, обучение летного состава истребительной авиации ВВС и ВМС, а также имитация самолетов вероятного противника на военных учениях. В первую очередь подразумевался МиГ-21 — как наиболее распространенный и эффективный советский истребитель. Его роль «играл» F-5E, имеющий близкие к нашей машине летно-технические и маневренные характеристики, а так же габаритные размеры.

Позднее в эту эскадрилью попал МиГ-21Ф-13, захваченный израильтянами у арабов в ходе военного конфликта в 1973 г., и переданный американцам. Израильские и американские летчики-испытатели всесторонне изучили самолет. Высокую оценку получили высокая маневренность и скороподъемность, хорошие характеристики маневренной устойчивости и управляемости, простота и неприхотливость в эксплуатации. Хотя были отмечены и «врожденные» недостатки — небольшой радиус действия, простое РЭО и слабое вооружение. В конце 1970-х годов американцам удалось через третьи страны получить МиГ-21бис, боевые возможности которого они уже сравнивали с самолетом четвертого поколения F-16 «Файтинг Фолкон».

Разработка F-5E не являлась тайной. Американцы машину рекламировали, поскольку собирались широко экспортировать. Расчетные летно-технические данные, описание конструкции самолета и его систем публиковались в авиационно-технической литературе задолго до выхода F-5E на летные испытания. Имеющаяся информация об этом истребителе на советских авиационных специалистов особого впечатления не произвела. Общее мнение было таково, что это дешевый, добротный, сверхзвуковой самолет, имеющий средние летно-технические данные. Считалось, что он уступал МиГ-21бис по максимальной высоте и скорости полета, скороподъемности, тяговооруженности, нагрузке на крыло, но превосходил его по дальности действия, весу боевой нагрузки и имел более совершенное БРЭО.

После окончания войны во Вьетнаме в 1975 г. осталось большое количество трофейной американской военной техники, в том числе и авиационной. Многое было передано в СССР, и среди прочего истребитель F-5E «Тайгер II» (заводской номер 7300807, изготовлен 02.06.74 г. фирмой «Нортроп» в г. Палмдейл, штат Калифорния).

Сначала машину доставили на аэродром «Чкаловское», где произошло первое непосредственное знакомство наших специалистов с этим самолетом. Затем его переправили на базу НИИ ВВС в Ахтубинск. Для детального изучения, освоения и испытаний была сформирована испытательная бригада из сотрудников инженерно-технического состава института (специалистов по планеру, силовой установке, оборудованию, вооружению, контрольно-записывающей аппаратуре и другие).

По итогам проведенных наземных испытаний F-5E получил очень высокую оценку. Особо были отмечены:

• — легкость и простота наземного обслуживания и предполетной подготовки;
• — удобный доступ к системам и агрегатам самолета, силовой установки и оборудованию;
• — продуманность расположения технологических люков и разъемов;
• — простота процесса заправки;
• — удобство обслуживания систем вооружения;
• — хороший обзор из кабины, ее комфортность, удобное расположение приборов и органов управления.

Затраты времени на техническое обслуживание самолета за 1 час полета оказались значительно меньшими, чем у любого другого сверхзвукового самолета.

Автору этой статьи, находившемуся в то время в командировке в НИИ ВВС, судьба предоставила случай ознакомиться с этой машиной и лично убедиться в объективности оценки, данной специалистами института.

После завершения этапа наземных испытаний, в периоде 20 июля 1976 г. по 15 мая 1977 г. были проведены летные испытания. Изучение летно-технических характеристик, характеристик устойчивости и управляемости, маневренность и взлетно-посадочных характеристики самолета F-5Е проводилось в объеме государственных испытаний.

Испытания проводили ведущие летчики-испытатели НИИ ВВС Н.И.Стогов, А.С.Бежевец и В.Н. Кондауров — все трое Герои Советского Союза.

После завершения испытаний, по итогам которых американский самолет получил высокую оценку своих летно-технических данных, были проведены воздушные бои (так называемое «совместное маневрирование») с истребителем МиГ-21бис. Результаты получились неожиданными, и обескуражили не только летчиков, проводивших эти бои, но также научных сотрудников НИИ ВВС и инженеров-конструкторов ОКБ А.И.Микояна.

Обладающий большей тяговоору-женностью, скороподъемностью, имеющий максимальную эксплуатационную нормальную перегрузку и меньшую нагрузку на крыло, в восемнадцати (18!) воздушных боях МиГ-21бис ни разу не смог зайти в хвост F-5Е. При этом F-5E в большинстве боев имел реальную возможность вести огонь в заднюю полусферу МиГ-21бис.

Об этих испытаниях очень интересно и подробно вспоминает непосредственный их участник, Заслуженный летчик-испытатель СССР, Герой Советского Союза, полковник В.Н.Кондауров в своей книге «Взлетная полоса длиною в жизнь». Неутешительные для нашего самолета выводы, сделанные после скрупулезного анализа полетных материалов, оказались таковыми:

• — истребитель МиГ-21бис обладает лучшими разгонными характеристиками, скороподъемностью на скоростях более 500 км/ч — за счет большей тяговооруженности и угловыми скоростями разворотов на скоростях более 800 км/ч;
• — на скоростях 750-800 км/ч ни один из самолетов преимуществ не имеет — борьба шла на равных, но ближнего боя не получалось из-за больших радиусов разворотов;
• — на скоростях, меньших 750 км/ч F-5E обладает лучшими характеристиками маневренности, и это преимущество увеличивается с увеличением высоты и уменьшением скорости полета;
• — F-5E имеет более широкую область маневрирования, где возможно выполнение установившихся виражей с радиусом меньшим 1800 метров;
• — на F-5E лучший обзор из кабины пилота и более комфортная компоновка кабины;
• — F-5E имеет больший боезапас, но меньшую суммарную скорострельность пушек, что позволяет иметь большее время стрельбы из них.

Парадокс результатов этих боев нашел свое объяснение. Высокая маневренность F-5E на малых скоростях и больших углах атаки была достигнута за счет применения механизации крыла — отклоняемых носков и закрылков.

В зависимости от режима и скорости полета, носки и закрылки отклоняются на определенные углы, придавая крылу профиль, близкий оптимальному для данных условий полета. При этом увеличивается значение аэродинамического качества самолета (большая подъемная сила при меньшем сопротивлении) на каждом режиме полета — по сравнению с самолетом, не имеющим механизации крыла. Это улучшает характеристики управляемости на больших углах атаки, что позволяет реализовывать большие располагаемые перегрузки на малых скоростях, и, следовательно, иметь меньшие радиусы разворотов и большие их угловые скорости.

Кондауров писал об американском истребителе:

«Не склонный выполнять энергичные маневры в подлетной конфигурации крыла (механизация крыла убрана), он преображался, когда летчики переводили его в маневренную конфигурацию (отклоняли предкрылки и закрылки). Из тяжелого “увальня” он превращался в ласточку».

Отмечалось, что без применения механизации крыла F-5E преимущества в маневренности не имеет. На F-5E «Тайгер II» первых серий (именно один из таких самолетов осваивали советские летчики-испытатели), пилот с помощью переключателя, установленного на ручке управления двигателем (РУД), мог установить носки и закрылки в 5 фиксированных положений, приведенных мною в таблице. На самолетах F-5E поздних серий отклонение носков и закрылков сделали автоматическим — по сигналу с датчиков высоты и скорости.

Анализ проведенных испытаний заставил пересмотреть степень важности тех или иных параметров при оценке маневренности самолета. Считавшиеся главными критерии, характеризующие маневренные свойства самолета — нагрузка на крыло и тяговооруженность — оказались недостаточными для оценки самолета воздушного боя. Необходимо рассматривать соотношения избытков удельных тяг (которые в большей степени зависят от аэродинамического качества самолета, чем от его тяговооруженности) и располагаемых нормальных перегрузок. Преимущество будет иметь тот самолет, у которого степень торможения будет меньшей — при больших значениях перегрузок и коэффициентов подъемной силы.

Это подтвердили результаты совместного маневрирования. И на их основе были разработаны тактические приемы ведения воздушного боя с F-5E и рекомендации строевым летчикам-истребителям. Общий смысл этих рекомендаций сводился к следующему: навязать противнику бой в условиях, где МиГ-21бис обладает преимуществами перед F-5E, и уклониться от боя (или попытаться выйти из него) при неблагоприятных условиях — пользуясь преимуществами в скоростных и разгонных характеристиках.

После испытаний в НИИ ВВС самолет F-5E передали в ЦАГИ для детального изучения конструкции планера и статических испытаний на прочность.

трофейный истребитель F-5E в ЦАГИ

Восхищает прозорливость проектировщиков фирмы «Нортроп» и ОКБ А.И. Микояна, которые при разработке этих двух замечательных самолетов сумели заложить в их конструкцию богатый потенциал для дальнейшей модернизации и развития. Сейчас, почти через 50 лет после своего создания, эти истребители продолжают соответствовать требованиям современного воздушного боя.

если видео опять «пропало», то идем по ссылке

http://www.youtube.com/watch?v=hEPCTCVp0X0

Автор статьи выражает признательность В.Н.Стоговой за предоставленные фотографии из архива летчика-испытателя Н.И.Стогова.

источник: Игорь БАЛАКОВ «ВСТРЕТИЛИСЬ В БОЮ ДВА ДОЛГОЖИТЕЛЯ…» «Самолеты мира» № 4/2000