Опытные советские самолеты глазами запада. Истребитель Ram-L (МиГ-29)

Интересная и информативная винтажная статья из декабрьского 1981 года выпуска журнала «Международное оборонное обозрение» (International Defense Review; IDR), которая является дополнением к циклу статей Сергея Мороза «Истребитель Микоян МиГ-29» и которая, думаю, заинтересует читателей и коллег. 

Истребитель завоевания превосходства в воздухе Ram-L. Советский аналог F-18?*

Содержание:

Из трех новых боевых машин, о которых четыре-пять лет назад было известно, что они находятся в советском летно-испытательном центре (ЛИЦ) Ramenskoye (Раменское; Лётно-исследовательский институт имени М. М. Громова), юго-запад от Москвы, тем самолетом, появления которого на Западе ждали с самым пристальным интересом, несомненно, был новый истребитель конструкторского бюро MiG. Первоначально получивший обозначение Ram-L (Ramenskoye type L; два других в ЛИЦ Ramenskoye были идентифицированы как Ram-J и Ram-K), был кратко описан в выпуске №4 журнала IDR за 1977 год (стр. 607) следующими словами:

«Новый истребитель, несколько прототипов которого проходят испытания в подразделениях PVO-Strany (войска ПВО СССР), предположительно является продукцией ОКБ Микояна с обозначением MiG-29. Его появление уже в течение некоторого времени ожидалось на Западе, и этот самолет прежде всего рассматривался в качестве советского ответа на американские F-15, F-16 и F-18. Также считается, что он обладает способностью перехватывать низколетящие западные ударные самолеты, такие как F-111, MRCA Tornado и недавно отмененный (так в тексте – byakin) бомбардировщик B-1, поскольку характеристики его радара и его способность на шести узлах подвески нести ракеты воздух-воздух дают ему такую возможность. Вооружение может включать четыре ракеты воздух-воздух AA-7 Apex (дальность: 32,5 км у варианта с РЛ ГСН и 15 км у варианта с ИК ГСН; РВВ Р-23 разработки ГосМКБ «Вымпел») и две AA-8 Aphid (дальность: 15 км у варианта с РЛ ГСН и 7 км у варианта с ИК ГСН; РВВ Р-60 разработки ГосМКБ «Вымпел»). Сообщается, что при боевой массе (50 процентов запаса топлива во внутренних баках и четыре ракеты воздух-воздух) тяговооруженность MiG-29 превышает соотношение 1 к 1, что сопоставимо с тяговооруженностью F-16 и F-18. По своей конфигурации MiG-29 напоминает нечто среднее между MiG-25 Foxbat (МиГ-25) и F-15 Eagle. Он немного меньше и легче, чем Su-15 Flagon (Су-15), имеет одноместную кабину, два двигателя, два киля и крылья, похожие на те, что у F-15. Его размеры, авионика и летно-технические характеристики не оставляют сомнений в том, что он станет преемником стареющего MiG-21 Fishbed (МиГ-21), имеющего авионику с ограниченными возможностями, в качестве низко- и средневысотного истребителя завоевания господства в воздухе.

Хотя в настоящее время прототипы проходят испытания только во внутренних районах СССР, можно ожидать, что серийные версии MiG-29 поступят на вооружение частей фронтовой авиации в начале 1980-х годов, сначала служа бок о бок с MiG-21, а затем полностью заменив их. MiG-29 также могут быть развернуты в составе базирующихся у границ СССР подразделений PVO-Strany с целью обеспечения защиты от низколетящих крылатых ракет».

То, что было написано тогда, с незначительными изменениями остается верным и сегодня. Однако дополнительная информация из кругов Пентагона теперь позволяет значительно подробнее описать новый истребитель завоевания господства в воздухе от ОКБ Микояна, оценить его характеристики и провести сравнение с истребителем ВМС США F-18. Тем не менее, следует сразу же отметить, что этот самолет далеко не так похож на F-18, как принято считать, хотя у него есть некоторые общие с американским самолетом черты, такие как одноместная кабина пилота, два двигателя и двухкилевое хвостовое оперение.

Аэродинамика

Как показано на схеме в трех проекциях новый советский истребитель завоевания господства в воздухе, временно обозначенный НАТО как Ram-L, но, вероятно, носящий советское обозначение MiG-29 или MiG-31, по своей внешней конфигурации больше всего напоминает уменьшенную версию F-15. Справедливости ради следует отметить, что это не означает, что Ram-L является отмасштабированным воспроизведением F-15, а то, что в Советском Союзе пришли к аналогичной конструкции, отвечающей требованиям аналогичных боевых задач. С таким же успехом можно было бы провести сравнение между Ram-L и MiG-25 Foxbat (МиГ-25), который в некоторых отношениях также поразительно похож на F-15.

Ram-L не обладает какими-либо конструктивными особенностями, однозначно характеризующими этот самолет как истребитель ближнего воздушного боя. Трапециевидное крыло имеет только относительно небольшие корневые наплывы крыла, что резко контрастирует с F-18, одной из особенностей которого являются его очень ярко выраженные корневые наплывы. Наличие двухкилевого оперения подразумевает, что самолет способен летать на больших углах атаки, но тип и относительно небольшие размеры используемых корневых наплывов указывают скорее на роль перехватчика, чем на роль маневренного истребителя. Одной из наиболее интересных конструктивных особенностей является конфигурация воздухозаборников с двойным клином и изменяемым углом. Этот тип воздухозаборников не только подходит для полетов на больших углах атаки, но а также показывает, что советские военно-воздушные силы не считают, что могут обойтись без высоких сверхзвуковых скоростей (более чем М = 1,85). В переводе на практические военные термины это означает, что Ram-L при встрече с приближающимся вражеским самолетом должен будет облетать его на сверхзвуковой скорости по широкой огибающей. Похоже, это указывает на то, что Ram-L не представляет собой какую-либо попытку догнать или обогнать американцев в области легких истребителей, таких как F-16. Напротив, его превосходство в скорости и характеристики его ракет класса «воздух-воздух» будут представлять некоторую проблему для легких истребителей.

Силовая установка

На данном раннем этапе о новых советских двигателях, которыми оснащен Ram-L, неизвестно ничего кроме величины статической тяги. Однако, если принять во внимание прошлую советскую практику проектирования и вероятные тактические требования, то, по крайней мере, можно выявить определенные тенденции и сделать какие-то разумные выводы. Фундаментальное предположение, на котором основано последующее всестороннее рассмотрение, заключается в том, что на Ram-L используются два обычных турбореактивных двигателя. Проблемы, с которыми сталкивались советские моторостроители при создании турбовентиляторных двигателей, достаточно хорошо известны, чтобы не требовать дальнейших комментариев, и использование ими технологий, которые они еще не освоили, может быть практически исключено. Попутно стоит отметить, что на Западе также наблюдается тенденция возврата к использованию одноконтурных турбореактивных двигателей по соображениям стоимости и эксплуатационной готовности.

Двигатели, которыми оснащается Ram-L, в любом случае, скорее всего, являются двухвальными ТРД и они вряд ли произошли от одновальных двигателей семейства Tumansky R37 (R-11 [ОКБ-300 ТРДФ Р-11-300] и R-13 [ОКБ-300 ТРДФ Р-13-300], поскольку первые двигатели этой серии поступили в эксплуатацию еще в 1959 году на истребителях MiG-21 Fishbed C (МиГ-21 Ф-13). С тех пор они постоянно модифицировались и на сегодняшний день они должны считаться исчерпавшими свой потенциал развития. С гораздо большей вероятностью Ram-L оснащен двигателями совершенно новой конструкции. Компрессор может иметь в общей сложности восемь или девять ступеней со средним отношением давлений 1,35 для каждой ступени и степенью сжатия для первых двух или трех околозвуковых ступеней более 1,50. Секция камеры сгорания, вероятно, будет иметь обычную «трубчато-кольцевую» компоновку с десятью отдельными камерами сгорания. Можно предположить, что секция турбины имеет две одинарные ступени с пленочным или инжекционным воздушным охлаждением, что позволяет значительно повысить температуру на входе в турбину. Степень форсирования, вероятно, составит около 1,5 – в нижней части диапазона значений, доступных для двухконтурных турбореактивных двигателей с форсажной камерой, но достаточно приличный для одноконтурных турбореактивных двигателей. Реактивное сопло, скорее всего, относится к суживающемуся-расширяющемуся (сверхзвуковому) типу. Принимая во внимание убедительные свидетельства советских работ последних лет по управлению подачей топлива, особенно для сверхзвукового пассажирского самолета Tu-144 (Ту-144), весьма вероятно, что двигатели Ram-L оснащены не обычной гидромеханической системой управления подачей топлива, а электронной. Вместе с повышением общего КПД двигателя и относительно высокой степенью сжатия такая система управления подачей топлива привела бы к заметному снижению удельного расхода топлива. С тактической точки зрения это, конечно, означает значительное улучшение характеристики целевая нагрузка-дальность полёта.

Планер

Исходя из скорости, типа крыла и нагрузки, а также ряда других параметров, конструкция планера может быть описана в терминах, которые, вероятно, будут достаточно близки к истине. Большая часть планера, вероятно, имеет полумонококовую конструкцию с использованием обычных алюминиевых сплавов. Судя по наблюдениям за гражданскими машинами на авиационных выставках, рули направления и закрылки изготавливаются из алюминиевых материалов с сотовым наполнителем. В последнее время композитные материалы начали использоваться в некоторых областях, таких как лопасти несущих винтов, в которых, как представляется, советская промышленность справилась с производственными проблемами. Однако, что касается использования композитов в силовых конструкциях, то на сегодняшний момент эта технология находится на стадии проведения экспериментов. Однако доля массы конструкции в общей массе самолета, несомненно, была снижена за счет более широкого использования титана. Учитывая тот факт, что СССР является мировым лидером в области производства и обработки титана, следует предположить, что в самолетах новых конструкций сталь по возможности заменяется титаном.

Возможность обнаружения и поражения целей в нижней полусфере

Теперь, когда советские истребители MiG-23 Flogger B (МиГ-23М) оснащены высокоэффективной РЛС High Lark (РЛС РП-23 «Сапфир-23»), можно с достаточной уверенностью предположить, что когда примерно в 1985 году Ram-L поступит на вооружение, он будет иметь реальную возможность обнаруживать и поражать цели в нижней полусфере. Радар, которым будет оснащен Ram-L, должен будет иметь относительно небольшой диаметр антенны и, вероятно, на встречном курсе будет иметь дальность обнаружения низколетящих летательных аппаратов с эффективной поверхностью рассеяния (ЭПР) 1 кв. метр в режиме поиска цели составляет 40 километров и в режиме сопровождения цели 20 километров. На догонном курсе эти дальности должны быть сокращены вдвое.

Ракетой класса «воздух-воздух» с соответствующими характеристиками поражения, вероятно, будет AA-9 (РВВ Р-33 разработки ГосМКБ «Вымпел»; данными ракетами оснащаются истребители-перехватчики МиГ-31. Вероятно речь идет о РВВ Р-27 [AA-10 Alamo] – byakin), которой в НАТО еще не присвоили типовое обозначение и которая по своим характеристикам сравнима в американской ракетой воздух-воздух AIM-7 Sparrow. Ракеты Sparrow, попавшие в руки советских специалистов во время войны во Вьетнаме, вполне могли внести свой вклад в разработку AA-9. Судя по имеющейся на данный момент (достаточно скудной) информации о ракете, она, вероятно, имеет стартовую массу около 300 кг и боеголовку массой 45 кг. Полуактивная радиолокационная ГСН обеспечивает ей дальность обнаружения низколетящей цели с ЭПР 1 кв. метр около 17,5 километров при атаке на встречном курсе и около 10 километров при атаке на догонном курсе.

Рис.1. Диаграммы зон наблюдения РЛС и досягаемости оружия истребителя Ram-L. На диаграмме показана эффективная зона, охватываемая РЛС и вооружением Ram-L в бою с самолетом, имеющим ЭПР 1 м², при атаке на встречных курсах при условии воздействия помех от земной поверхности. Эталонные цифры вдоль правой стороны диаграммы указывают: 1) максимальная дальность обнаружения РЛС в режиме поиска (40 км); 2) максимальная дальность обнаружения РЛС в режиме сопровождения (20 км); 3) максимальная дальность РВВ с полуактивной РЛ ГСН (17,5 км); 4) максимальная дальность РВВ с ИК ГСН (7,5 км); 5) минимальная дальность РВВ AA-9 (2,6 км); 6) максимальная эффективная дальность стрельбы пушки GSh-23 (1,5 км); 7) минимальная дальность действия РВВ AA-8 (0,5 км); 8) минимальная дальность стрельбы пушки GSh-23 (0,2 км = дистанция взведения взрывателя)

Для сражений на малых дистанциях Ram-L, вероятно, будет вооружен ракетами воздух-воздух AA-8 Aphid, которые, не считая Matra Magic, по-прежнему являются единственными достаточно маневренными для действительно ближнего воздушного боя. Обладая эффективной охлаждаемой инфракрасной головкой самонаведения, AA-8 является всеракурсным оружием и может быть выпущена по целям на дальностях, возможно, более 5 километров, но почти наверняка не более 7,5 километров. Для целей на догонном курсе эти дальности будут значительно больше.

Завершает вооружение Ram-L авиационная пушка. Вполне вероятно это двухствольная автоматическая 23-мм пушка GSh-23 (ГШ-23). Это уникальное оружие так же мало нуждается в усовершенствовании, как и ее осколочно-фугасные боеприпасы. Особо стоит отметить массу пушки (без боеприпасов) – всего 60 кг, а также её замечательную скорострельность в 3000 выстрелов в минуту. Максимальная эффективная дальность стрельбы составляет около 1500 метров. В Ram-L как в других советских самолетах патронные ящики вряд ли вмещают более 100 снарядов на ствол, хотя для удовлетворения тактико-технических требований по ведению непрерывного огня в течение шести секунд боезапас должен быть увеличен до 150 снарядов на ствол (т.е. до 300 снарядов).

Сравнение с F-18

Различия в базовой конструкции крыла Ram-L по сравнению с крылом F-18 уже упоминались; теперь эти два самолета будут сопоставлены более подробно с использованием имеющихся у автора данных о F-18A. Если посмотреть на тяговооруженность и удельную нагрузку на крыло – два наиболее важных параметра для любого боевого самолета, – то можно увидеть, что при максимальной тяге и при отсутствии внешних подвесок у Ram-L примерно на 10 процентов ниже удельная нагрузка на крыло и как минимум на 30 процентов выше тяговооруженность (около 1,3 против 1,0). Сравнение соотношений общей площади смачиваемой поверхности к массе, площади поверхности к лобовому сопротивлению, полезных нагрузок и внутреннего запаса топлива выявляет следующие различия. При меньшей примерно на 20% общей площади поверхности Ram-L имеет на 15% меньшую массу и примерно на 8% меньшее сопротивление. Полезная нагрузка (топливо плюс боевая нагрузка) составляет 52% от общей массы F-18A и только 44% от массы Ram-L. Однако это очевидное различие следует рассматривать в свете того факта, что значение, указанное для западных боевых самолетов, всегда является максимально возможной полезной нагрузкой, тогда как для самолетов Варшавского договора предполагается более реалистичная в военном отношении полезная нагрузка для максимальной взлетной массы. Как и следовало ожидать доля топлива для F-18 выше (около 20%), так как в советских боевых самолетах относительно больше места по-прежнему занимают авионика и другое оборудование.

Рис.2. Схематический чертеж в трех проекциях истребителя Ram-L. Чертежи, основанные на неопровержимых доказательствах, совершенно ясно показывают, что общая аэродинамическая схема Ram-L больше похожа на F-15 и MiG-25, чем на F-18. Рассматриваемые в целом конструктивные особенности указывают на то, что, в отличие от первоначальной концепции создания F-18, ведение ближнего воздушного боя не является единственной боевой задачей Ram-L. С тактической точки зрения логическим выводом является то, что Ram-L является носителем высокоэффективных ракет класса «воздух-воздух» для завоевания превосходства в воздухе и выполнении перехвата целей. Наложенные ниже виды в плане дают хорошее представление об относительных размерах Ram-L и F-18 (слева) и Ram-L и F-15 (справа)

С аэродинамической точки зрения (с точки зрения аэродинамического качества, индуктивного сопротивления и сверхзвукового сопротивления) оба самолета практически идентичны. Сравнение боевых характеристик показывает, что на уровне моря и при скорости М = 0,9 по избыточной удельной мощности Ram-L обладает более чем 30-процентным превосходством над F-18A. В случае угловых скоростей разворота – сравнение производится на высоте 3000 метров и при скорости М = 0,7 – характеристики Ram-L на 10% выше характеристик F-18A. С другой стороны, F-18A имеет явное преимущество в дальности полета. Хотя удельные дальности (расстояния, пройденные на единицу топлива) для этих двух самолетов существенно не отличаются, поскольку F-18A немного более эффективен, примерно на 25% больший запас топлива приводит значительно большей разнице в радиусах полета. При полете по профилю «hi-lo-hi» (большая высота – малая высота – большая высота» радиус действия F-18A больше примерно в 1,5 раза.

Рис.3. Диапазон эксплуатационных режимов полёта. Тяговооружённость Ram-L в диапазоне 1,3-1,4 кгс/кг можно считать самым верхним пределом для обычного боевого самолета, поскольку он граничит с областью, более типичной для СВВП. Степень форсирования 1,5 обеспечивает самолету относительно большую дальность полета на бесфорсажном режиме. Это дает самолету тактически важное преимущество, заключающееся в том, что он может выполнять большую часть боевого вылета без необходимости прибегать к чрезвычайно требовательному к топливу режиму форсажа

Выводы

Когда примерно в 1985 году Ram-L поступит на вооружение, военно-воздушные силы стран Варшавского договора смогут противостоять НАТО противником, превосходящим F-18A и эквивалентным предложенному компанией Northrop вариантом F-18L. Кроме того, следует отметить, что Ram-L превосходит F-18L, поскольку его диапазон эксплуатационных режимов полёта выходит за пределы М = 1,8.

Таким образом, Советский Союз, кажется, наконец сравнялся с Западом, по крайней мере, в области истребительной авиации. Это произошло после примерно десяти лет, в течение которых можно было наблюдать, как Советский Союз с временами пугающей быстротой сокращал технологический разрыв между Востоком и Западом. Концентрация усилий в области проектирования и разработки на авионики и датчиков привела к беспрецедентному в истории развития советской военной авиации повышению общих характеристик системы. Если в 1960-х годах разница в качестве между восточными и западными боевыми самолетами представляла собой зияющую пропасть, которая была эквивалентна целому поколению, то сегодня этот разрыв составляет, возможно, всего пять или шесть лет. Эпоха, в которой восточное количество могло быть сбалансировано западным качеством, быстро подходит к концу.

ЛЕТНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Экипаж: 1 человек

Размеры

общая длина 16,5м
длина фюзеляжа 15,0 м
размах крыла 11,0 м
стреловидность передней кромки
• корневых наплывов 77°
• крыла 40°
площадь крыла 36,0 м²
относительное удлинение крыла 3,37
общая высота 4,2 м

Массы и нагрузки

масса пустого самолёта 9000 кг
внутренний запас топлива 4000 кг
масса боевой нагрузки 4000 кг
взлетная масса без внешних подвесок 13000 кг
максимальная взлетная масса 17000 кг

a) Максимальная тяга, без внешних подвесок

удельная нагрузка на крыло 360 кг/м²
тяговооружённость 1,3 кгс/кг

б) Максимальная тяга с 50% внутреннего запаса топлива и с двумя ракетами

удельная нагрузка на крыло 328 кг/м²
тяговооружённость 1,4 кгс/кг

Силовая установка

Количество и тип – 2 турбореактивных двигателя
бесфорсажная тяга 5000 кгс
тяга на форсажном режиме 8500 кгс

Боевые характеристики
(Максимальная тяга с 50% внутреннего запаса топлива и с двумя ракетами)

максимальная скорость на уровне моря М = 1,2
максимальная скорость на высоте М = 2,3
практический потолок 65000 футов (20000 м)
максимальная скороподъемность на уровне моря 380 м/с
максимальное вертикальное ускорение 12g
максимальная угловая скорость виража на уровне моря 21°/с
минимальный радиус на уровне моря (при М = 0,9) 900 м
максимальное горизонтальное ускорение на уровне моря 12 м/с²

Дальности полёта при выполнении задания
(радиусы действия)

дальность полета, оптимизированная для выполнения перехвата с:

четырьмя РВВ 800 км
четырьмя РВВ и подвесным баком массой 800 кг 1100 км

боевой вылет на изоляцию района боевых действий по профилю «hi-lo-hi» с:

четырьмя 500-кг бомбами 550 км
четырьмя 500-кг бомбами и подвесным баком массой 800 кг 750 км

боевой вылет на изоляцию района боевых действий по профилю «lo-lo-lo» с:

четырьмя 500-кг бомбами 320 км
четырьмя 500-кг бомбами и подвесным баком массой 800 кг 400 км

источник: Georg Panyalev «The Ram-L Air Superiority Fighter. Soviet counterpart to the F-18?» «International Defense Review» 1981-12, pages 1609-1612

перевод впервые опубликован — https://vk.com/@710541705-opytnye-sovetskie-samolety-glazami-zapada-istrebitel-ram-l-m