Разработка опытными конструкторскими бюро имени Микояна и Сухого проектов многофункционального истребителя МФИ в СССР шла практически без оглядки на подобные работы в Соединенных Штатах Америки. И в созданных конструкциях были общие особенности (например, двигатели с управляемым вектором тяги, закрытый отсек вооружения), так и существенные различия.
Содержание:
Силовая установка:
— в фюзеляже бок о бок установлены два ТРДДФ V поколения АЛ-41Ф (тяга взлетная на полном форсаже 17700 кгс, на максимальном режиме без форсажа – 11200 кгс) с осесимметричными соплами со всеракурсным управлением вектором тяги двигателей (УВТ), обеспечивающим улучшение маневренности как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскости с сохранением управляемости в полете с большими перегрузками по всем осям при резком изменении подъемной и боковой силы, включая ее падение до околонулевых величин (рассматривались варианты с плоскими и круглыми соплами, в 1991 г. был выбран последний после отработки на ЛЛ Су-27);
— установка двигателей подобна самолету МиГ-31, производится до установки панелей ХЧФ путем «закатки» его движением вперед по технологической направляющей, которая используется и для снятия и установки двигателей в эксплуатации, при этом коммуникации систем, не связанных с силовой установкой, не расстыковаются;
— для текущего техобслуживания двигателей и агрегатов в их отсеках деланы люки доступа на верхней и нижней частях СЧФ и ХЧФ;
— предположительно на самолете установлена ВСУ, которая обеспечивает запуск двигателя на земле и после аварийного останова в полете, а также питание всех систем самолета током и воздухом с заданными давлением и температурой без подключения аэродромных сетей и устройств;
— особенностью силовой установки самолета является расположение входной части воздухозаборника ниже обводов фюзеляжа, благодаря чему эти агрегаты эффективно создают добавочную подъемную силу (подобное решение впервые применено на опытном истребителе Е-8, а затем в проекте самолета «33»);
— воздухозаборник регулируемый подфюзеляжный с управляемыми горизонтальным верхним клином торможения и нижней губой с прямыми кромками, положительной стреловидностью боковых кромок и перегородки, разделяющей его на два канала от входного сечения, рассчитан на широкий диапазон чисел М;
— полных сведений о системе и режимах регулирования воздухозаборника самолета 1-42 нет, по некоторым данным при запуске двигателей на земле, на взлете и посадке, а также при маневрировании на больших углах атаки в дополнение к основным каналам открываются створки подпитки, установленные на верхней поверхности фюзеляжа за кабиной слева и справа от нее и соединенные отдельными каналами каждый со своим воздухозаборником;
— ВЗ обладает пониженной РЛ-сигнатурой за счет покрытий и подбора геометрии с учетом типовых длин волн РЛС противника и отсутствия створок подпитки и размещения каналов перепуска;
— ВЗ обеспечивает базирование на грунтовых аэродромах с эффективной защитой от попадания посторонних предметов (ППП), поднимаемых током воздуха с земли;
— ВЗ отдален от нижней поверхности НЧФ на расстояние, достаточное для исключения попадания в него стекающего с этой поверхности заторможенного погранслоя, между верхней губой ВЗ и этой поверхностью установлены три дефлектора – один по потоку в ПСС, два боковых косых;
— каналы ВЗ S-образные – изгибаются в двух плоскостях так, что диски компрессоров на лобовой проекции почти полностью закрыты их стенками;
— конструктивно ВЗ является частью фюзеляжа, но технологически самостоятельной, собираемой в отдельном приспособлении;
— система управления силовой установкой цифровая с полной ответственностью, объединена с другими системами управления – см. ниже;
— управление величиной тяги силовой установки – с помощью рычагов управления двигателями (РУД), установленных в блоке на левой боковой панели кабины, которыми можно управлять совместно (основной режим) и совместно;
— управление векторами тяги двигателей совместно и раздельно – см. ниже раздел по управлению самолетом;
— топливная система имеет значительный внутренний объем, позволяющий отказаться от подвесных баков (ПТБ) в большинстве заданий, кроме перегона самолетов на удаленную базу, в остальном она подобна таковой на самолете МиГ-29 и имеет сравнительно простую конструкцию;
— предусмотрены меры по повышению живучести топливной системы и аварийного слива топлива.
***
Крыло:
— крыло большой площади треугольной в плане формы (большого сужения со срезанными по потоку законцовками) с корневыми наплывами (рассматривались различные варианты с малым выступанием передней кромки, но с существенным нарастанием относительной толщины профиля к бортовой нервюре) и с выступающими назад корневыми «ластами»;
— крыло набрано мах-устойчивыми профилями с технически острыми передними и задними кромками и S-образной средней линией, относительная кривизна которой уменьшается к законцовкам, и имеет «толстый» коревой наплыв малой площади (полуинтеральное сопряжение с фюзеляжем по условиям высокого аэродинамического качество при M>1);
— крыло крепится к ХЧФ примерно на половине ее высоты с положительным поперечным V (пониженная или отрицательная статическая устойчивость по крену и искусственная динамическая устойчивость);
— технологически крыло состоит из двух отъемных частей (ОЧК) с наплывами и «ластами», законцовок ОЧК, законковой «ластов» и подвижных поверхностей управления и механизации, центроплана как технологического узла нет;
— все поверхности управления и механизации крыла адаптивные, отклонение органов плавное (на любой заданный угол без шагового перемещения) без щелей с консолями, с сохранением плавности обводов;
— совмещение функций поверхностей управления – путем их смещения от нейтральной плоскости, что задается цифровым вычислителем системы управления самолетом и механизацией крыла;
— носки отклоняемые двухсекционные;
— рулевые поверхности и механизация крыла по задней кромке состоят из совмещающих функции рулей высоты и закрылков поверхностей на концевых частях «ластов» и ОЧК (по одной секции на левом и правом «ласте» и на внутренних частях ОЧК), а также элевонов, совмещающих функции руля элеронов и закрылков (по одной на левой и правой концевых частях ОЧК);
— конструкция ОЧК рассматривалась цельнокомпозитная, цельнометаллическая и смешанная, остановились на цельнометаллической с ограниченным применением КМ;
— конструктивно силовая схема ОЧК кессонная, консоль состоит из лонжеронов, стенок, металлической передней кромки, что необходимо для работы противообледенительной системы (ПОС), нервюр и работающей на восприятие всех видов воздушных нагрузок обшивки;
— лонжероны балочные, предположительно, первые шесть идут от корневой (боротовой) нервюры до передней стенки под прямым углом к ПСС, 7-й идет от корневой нервюры до внешнего края «ласта» таким же образом, но дальше он идет под малым углом к ПСС вдоль передних кромок управляющих поверхностей до концевой нервюры, следующие три установлены между корневой и концевой нервюрами «ластов» под прямым углом к ним;
— стенки балочные, передняя идет под значительным углом к ПСС так, что ее пояса проходят по образующим поверхности ОЧК от корневой нервюры до концевой, задняя стенка замыкает силовой набор «ласта» и установлена между ограничивающими его нервюрами под прямым углом к ним;
— все нервюры ОЧК балочные и идут по потоку, причем корневая нервюра ластов и концевая идут на всю хору в своем месте, остальные нервюры «ластов» идут от передней стенки ОЧК до ее задней кромки, нервюры в зоне подкрыльевого балочного держателя идут от передней стенки до задней кромки;
— силовыми являются нервюры ОЧК, ограничивающие «ласты» (бортовая и концевая), те, на которых крепятся рулевые машины, управляющие подвижными поверхностями по задней кромке, а также концевая, остальные – легкие;
— законцовки ОЧК и «ластов» представляют собой интегральные выклейки из КМ с отдельными деталями из алюминиевых сплавов;
— конструкция секции отклоняемого носка состоит из двух стенок, проходящих по ее образующей, кромочного профиля, диафрагм, установленных под прямым углом к базовой задней стенке, местных усилений и обшивки (все – алюминиевые сплавы);
— типовая конструкция поверхности управления по задней кромке крыла состоит из лонжерона, соединенного с силовой передней кромкой, образуя в сечении замкнутый контур уменьшающейся к законцовке площади, концевого профиля и нервюр, установленных под прямым углом к л-нам, а также панелей обшивки (алюминиевые сплавы и КМ);
— навеска всех подвижных поверхностей – с компенсацией погрешностей сборки и деформаций от полетных перегрузок.
Фюзеляж:
— окончательно выбран по типу 2-го варианта предварительного проекта;
— сечения НЧФ переменной площади переходят от деформированного эллипса в носке к «раздутому треугольнику» с гранями, скругленными большими радиусами;
— воздухозаборник под НЧФ имеет форму прямоугольника со скруглением граней малыми радиусами, которые быстро увеличиваются к крылу, в верхней части сливаются с обводами НЧФ за кабиной и общие их сечения становятся подобны вытянутому по горизонтали овалу, который к хвостовой оконечности превращается в «лежачую восьмерку»;
— из этих сечений выступают каплевидная кабина, переходящая в гаргрот за ней, который имеет меньшую, но вполне существенную высоту и идет на всю длину фюзеляжа, а также левая и правая бортовые надстройки в форме «усеченной пирамиды», на которых установлены консоли ЦПГО;
— конструктивно и технологически разбит на отсеки-агрегаты по поперечно-продольной схеме;
— фюзеляж состоит из носового радиопрозрачного обтекателя РЛС значительного объема, носовой части (НЧФ) с кабиной и надстройками ЦПГО, отсеками встроенной пушечной установки и БРЭО, модуля воздухозаборника с нишей ПОШ в его центральном клине, средней части (СЧФ) с разделенными противопожарной перегородкой отсеками ВСУ и маршевых двигателей (в них помещаются их газогенераторные части), закрываемыми отсеками вооружения и нишами основных опор шасси, а также хвостовой части (ХЧФ) с разделенными противопожарной перегородкой отсеками маршевых двигателей (в них помещаются их форсажные камеры);
— закабинный гаргрот технологически разделен на две части, которые входят в конструкцию СЧФ и ХЧФ, в задней части ХЧФ находится установка тормозного парашюта;
— БРЭО кроме части антенно-фидерных систем (АФС) сосредоточено, в основном) в герметичных кондиционируемых отсеках НЧФ, антенны и их фидеры, а также остальное оборудование и его сети распределены во всех отсеках фюзеляжа и частично в крыле и в киле;
— сечения по воздухозаборнику сравнительно простые прямоугольные со скруглением большими радиусами по верхним «граням» и малыми радиусами по нижним, далее общие обводы приобретают овальные сечение, определенные на крайней задней дистанции радиусами сопел двигателей;
— ниша передней опоры шасси (ПОШ) расположена в клиновидной перегородке, разделяющей левый и правый каналы воздухозаборников и дальше между их каналами;
— ниши основных опор шасси (ООШ) расположены в боковых отсеках средней части фюзеляжа (СЧФ);
— отсеки вооружения расположены в СЧФ под каналами воздухозаборников и рассчитаны под новые их образцы с малыми поперечными габаритами – их глубина невелика;
— конструкция отсеков фюзеляжа состоит из бимсов, шпангоутов, кессонов надстроек под ЦПГО, отсеков вооружения и ниш шасси, а также работающей (включая все съемные люки и панели) обшивки, почти вся – из алюминиевых сплавов, из КМ изготовлены некоторые створки и съемные панели;
— кабина по типу самолета МиГ-29 тип 9-12 с полукаплевидным фонарем (с отличием в размерах), переходящим в идущий на всю длину фюзеляжа узкий гаргрот, не мешающий обзору назад;
— фонарь кабины состоит из неподвижного лобового козырька с односекционным остеклением конической формы и поднимающейся задней части с односекционным остеклением каплевидной формы;
— в фюзеляже сделаны закрытые створками отсеки для размещения ракетного и бомбового вооружения с выбросом его вниз (только в проекте).
Оперение:
— принято по типу 2-го варианта предварительного проекта, состоит из ЦПГО и ВО;
— ЦПГО состоит из двух синхронно отклоняемых консолей;
— ЦПГО набрано несимметричными М-устойчивыми профилями с выпуклостью вверх и в нейтральном своем положении создает аэродинамическую силу, направленную вверх, передняя и задняя кромки у корня имеют существенный радиус скругления, к законцовкам переходят в технически острые;
— на виде в плане ЦПГО стреловидное со стабилизирующим общее обтекание при изменении от оптимальных углов атаки и чисел М «зубом» («запилом») по передней кромке;
— ЦПГО установлено с положительным углом поперечного V на пирамидальных надстройках, создающих систему вихрей, увеличивающих его эффективность и взаимодействующих с вихрями, стекающим с НЧФ и обеспечивающими устойчивое обтекание крыла на больших углах атаки, а также снижение ЭПР при облучении самолета РЛС противника из передней полусферы;
— конструкция консоли ЦПГО состоит из лонжерона, разделенных изломом по передней кромке передних стенок, задней стенки, соединенных с силовой передней кромкой, концевого профиля, нервюр, цельных верхней и нижней панелей обшивок, а также законцовки;
— главный л-н идет между корневой и концевой нервюрами от точки навески консоли ЦПГО до места соединения передней стенки с концевой н-рой;
— на корневой части л-на ЦПГО установлен вал его навески, проходящий под прямым углом к корневой нервюре и под тупым углом к оси собственно л-на;
— передние стенки идут по образующим поверхности ЦПГО на малом расстоянии от передних кромок на всю их длину;
— задняя стенка идет от корневой нервюры до л-на до точки примерно на 2/3 длины лонжерона, образуя с ним и с корневой н-рой жесткий треугольник;
— передние кромки металлические и состоят из отдельных секций, что необходимо для работы противообледенительной системы (ПОС);
— нервюры легкие, но установлены с малым шагом под прямым углом к оси жесткости ЦПГО;
— весь силовой набор консоли ЦПГО за исключением стальных передней кромки и вала навески – интегральная выкллейка их КМ, верхние и нижние панели обшивки также цельные;
— ВО двухкилевое, установлено в хвостовой части самолета, состоит из основных поверхностей над плоскостью хорд «ластов» крыла и нижних поверхностей под ней;
— основные поверхности ВО набраны симметричными М-устойчивыми профилями с технически острыми передними и задними кромками, относительная толщина профиля ВО убывает к законцовке по коническому закону;
— на виде в плане основные поверхности ВО трапециевидные, стреловидность передних кромок значительная положительная, задних – малая отрицательная, законцовки «срезанные» – их контур не параллелен СГФ, наклон определен углом «конуса Маха» на законцовке кила на крейсерском сверхзвуковом режиме полета;
— верхние поверхности ВО установлены на крепящихся к конструкции крыла по концам «ластов» балках с «развалом» 14 град. от вертикали, что было сделано не по требованиям аэродинамики, а для снижения ЭПР (при такой установке отраженный радиолокационный сигнал от второго киля в большинстве тактических ситуаций «терялся», не поступая на приемник РЛС самолета или ЗРК противника);
— каждая основная верхняя и нижняя поверхность ВО состоит из основной части киля, законцовки и РН;
— на верхней плоскости ВО высота РН составляет примерно 4/5 ее общей высоты, верхняя кромка РН горизонтальна, но нижняя имеет угловой подрез для обеспечения оптимальной эффективности руля при М>1 с учетом расположения и формы местных скачков уплотнения, пространство между нижней кромкой РН и «ластом» заполнено надстройкой на последнем;
— конструкция основного верхнего киля состоит из главного лонжерона, идущего вдоль передней кромки РН с малой положительной стреловидностью, переднего л-на, установленного под углом, незначительно меньшим стреловидности передней кромки, трех лонжеронов, идущих между корневой и средней силовой нервюрами под прямым углом к ним, установленных по потоку нервюр (корневая, концевая и ограничивающая вырез под РН силовые, остальные – рядовые) нервюр, а также обшивки, в остальном она такая же, как у консоли ЦПГО;
— РН на нижних килях являются аэродинамическими демпферами рыскания и занимают всю его высоту;
— конструкция РН на верхних поверхностях ВО подобна элевонам крыла с отличием по форме и размерам;
— нижние кили установлены под корневыми сечениями основных поверхностей ВО в вертикальных плоскостях, параллельных ПСС;
— профили нижних поверхностей ВО тонкие симметричные шестигранные с острыми кромками;
— форма нижних поверхностей ВО на виде в плане подобна верхним, но с существенно меньшими высотой и относительным удлинением;
— нижние поверхности ВО каждая состоит из неподвижного киля и руля направления;
— нижний киль состоит из основной части и законцовки;
— основная часть киля состоит из двух лонжеронов (задний – главный дюралевый, передний легкий композитный), установленных между корневой и концевой нервюрами под прямым углом к ним, заполнителя между ними, переднего кромочного профиля (предположительно – нержавеющая сталь или титановый сплав) и цельных панелей обшивки из КМ;
— законцовка состоит из выклеечной части из КМ и металлических накладок, усиливающих стыки с основной частью нижнего киля и металлических же кромочных профилей по всей передней кромке и по основой части нижней кромки;
— конструкция нижнего руля направления состоит из лонжерона замкнутого сечения, кромочных профилей и обшивок из КМ, металлических верхней нервюры и узлов навески, а также неметаллического заполнителя.
***
В разработке силовой установки и планера самолета 1-42 конструкторы ОКБ имени Микояна сочетали традиционные конструктивные и технологические решения, опробованные при создании тяжелого перехватчика противовоздушной обороны МиГ-31 и легкого фронтового истребителя МиГ-29 с новыми, которые применялись крайне осторожно. Достоинством такого подхода является снижение технического риска и стоимости проекта, а также упрощение развертывания серийного производства. Но ясности относительно недостатков такого подхода и целесообразности революционных изменений в этом вообще в то время совершенно не было, что было «критическим звеном» всего проекта МФИ в исполнении Московского машиностроительного завода «Зенит».
В своей программе ATF (Advanced Tactical Fighter) американские конструкторы наоборот поставили во главу угла максимальное использование новшеств во всем – в применении новых методов проектирования, аэродинамике, технологиях производства и применении новых материалов, оборудовании и вооружении. Значительное, если не основное внимание было уделено снижению всех видов заметности, что позволяло использовать такие самолеты как оружие первого удара.
При этом конструкторами американских фирм была сделана относительно удачная попытка применить все эти новшества не в ущерб летным качествам, хотя они и не были главным требованием заказчика – ВВС США.
Но и у американской программы ATF было свое критическое звено – это стоимость и длительность разработки, и возможность крупносерийного выпуска с высоким темпом.
Источник — https://dzen.ru/a/ZNKKv2DdqX6uZh9T
