Опытный реактивный истребитель Е-8 конструкции Микояна и Гуревича. СССР
Опытный истребитель — перехватчик Е-8 первоначально создавался как глубокая модификация серийного самолета МиГ-21ПФ, но в процессе проектирования получил столько конструктивных новинок, что ему решили присвоить будущий индекс МиГ-23. Предполагалось, что он заменит в производстве МиГ-21ПФ и станет массовым. Истребитель — перехватчик МиГ-23 должен был представлять собой МиГ-21ПФ, оснащенный новой системой вооружения С-23 на основе РЛС «Сапфир-1», инфракрасного пеленгатора «Спектр» и двух ракет К-23 с увеличенной дальностью. Истребитель — перехватчик Е-8 предназначался для поражения целей в передней и задней полусферах днем и ночью в простых и сложных метеорологических условиях.
РЛС «Базальт» с увеличенной дальностью обнаружения целей имела большой диаметр зеркала антенны, что не позволяло вписаться в обводы фюзеляжа с лобовым воздухозаборным устройством. В результате была разработана новая компоновка истребителя Е-8 с подфюзеляжным воздухозаборником, это было сделано впервые в СССР. Обтекаемая носовая часть фюзеляжа предназначалась для размещения РЛС с антенной большого диаметра. Также истребитель Е-8 имел переднее плавающее горизонтальное оперение. Назначение его заключалось в том, что при дозвуковых скоростях полета оно находилось в свободном флюгерном режиме и отслеживало направление воздушного потока, не создавая подъемной силы, а при достижении самолетом скорости звука фиксировалось в нейтральном положении относительно продольной оси самолета. Это сохраняло продольную устойчивость при полете на сверхзвуковых скоростях. Эффективность такого оперения проверили на третьем экземпляре опытного МиГ-21Ф-13. Благодаря этому удалось расширить диапазон эксплуатационных перегрузок, и значительно улучшить маневренные свойства истребителя. Крыло, основные опоры шасси и хвостовое оперение самолета Е-8 заимствовали с МиГ-21ПФ, переднюю стойку шасси сделали заново.
Схема опытного реактивного истребителя-перехватчика Е-8.
Еще одна конструкторская новинка была применена на истребителе Е-8 — топливные емкости в фюзеляже были уже не резиновыми вкладными баками, как на всех модификациях МиГ-21, а представляли собой баки — конструкции, получившие в дальнейшем распространение на всех последующих разработках. В общей сложности Е-8 принимал в пять фюзеляжных баков — отсеков и четыре крыльевых бака (как на МиГ-21) — 3200 литров керосина. Для повышения запаса путевой устойчивости ввели подфюзеляжный гребень. Для предотвращения касания ВПП при взлете и посадке подфюзеляжным гребнем его выполнили складывающимся — при выпуске шасси он поворачивался вправо на 90 градусов, а при уборке вставал в исходное положение. Поворот гребня позволил увеличить его площадь, что улучшило путевую устойчивость самолета. Ограничились одним подфюзеляжным тормозным щитком, под фюзеляжем предусмотрели размещение подвесного топливного бака емкостью 600 литров.
Силовая установка самолета представляла собой двигатель Р-21Ф-300, созданный серийным КБ под руководством Николая Георгиевича Мецхваришвили на базе двигателя Р-11Ф-300 конструкции Сергея Константиновича Туманского. Габариты и вес Р-21Ф-300 по сравнению с Р-11Ф-300 изменились мало. Стендовые испытания двигатель прошел вполне успешно — удалось увеличить тягу на максимальном режиме с 3950 до 4700 кг, а форсажную с 6175 до 7200 кг. Однако летные испытания показали низкую надежность работы двигателя в полете — в нескольких десятках полетов первого летного экземпляра Е-8 произошло 11 остановок двигателя, которым почти всегда предшествовал помпаж компрессора. Помпаж, то есть срыв газодинамического потока компрессора, был опасен, так как при этом начинались сильные боковые колебания самолета. Конструкторы в процессе летных испытаний пытались всячески улучшить слишком малые запасы газодинамической устойчивости компрессора. Меняли направляющий аппарат компрессора, регулировку перепуска воздуха из компрессора, регулировку топливной автоматики и т. д., но так и не смогли повысить запас газодинамической устойчивости двигателя, и он остался очень чувствительным к изменению режимов на больших скоростях.
Первоначально предполагалось, что основным оружием истребителя — перехватчика Е-8 будут ракеты К-13М с радиолокационным наведением. Однако РЛС «Базальт» так и не довели, вместо нее появилась РЛС «Сапфир», и было поручено разработать истребитель с использованием системы вооружения С-23. В новейший комплекс перехвата С-23 входили: РЛС «Сапфир-I» с импульсным излучением ( позднее «Сапфир-II» с квазинепрерывным излучением), две управляемые ракеты К-23, прицел АСП-ПФ, инфракрасный пеленгатор «Спектр». В его вооружение предполагалось включить в перегрузку неуправляемые авиационные ракеты в двух блоках или две пушки ГШ-23 в подвесных гондолах. Однако ко времени постройки летных экземпляров Е-8/1 и Е-8/2 РЛС еще не было, система вооружения также была не готова, поэтому вместо них были установлены весовые эквиваленты, а также контрольно-записывающая аппаратура и блоки телеметрии.
Сборка первого опытного экземпляра истребителя Е 8/1, получившего бортовой номер 81, завершилась в январе 1962 года, а 2 марта 1962 года его перевезли на аэродром ЛИИ.
Первый летный экземпляр истребителя Е-8 бортовой номер 81.
17 апреля 1962 года шеф-пилот ОКБ и ведущий летчик-испытатель Георгий Константинович Мосолов впервые поднял самолет Е-8 в воздух. Первый полет прошел без замечаний. Учитывая, что силовая установка и особенно двигатель вызывали определенные опасения, во втором и третьем полетах были опробованы его пусковые качества. Двигатель на разных высотах, в том числе и на высоте 10000 метров, запускался нормально. Также в полетах проводились эксперименты по регулированию воздухозаборника, для этого летчик — испытатель при помощи тумблера по заданной программе устанавливал соответствующее положение клина вручную. Такое задание, которое пилот должен выполнять помимо управления новой неизвестной машиной, мог исполнить только летчик — испытатель самой высокой квалификации. Воздухозаборник был расположен под кабиной пилота. Вертикальный управляемый клин делил воздушный канал на два рукава, соединявшихся перед входом в двигатель. Управление клином электрогидравлическое. Автоматическая регулировка производилась после уборки шасси и обеспечивала плавное перемещение горловой поверхности клина в зависимости от изменения степени сжатия компрессора. При максимальной степени сжатия, а также до уборки шасси, клин находился в убранном положении, что соответствовало наибольшему проходному сечению воздухозаборника. При помощи специального механизма поверхности клина с обеих сторон перемещались синхронно. Стыки подвижных створок с неподвижными стенками воздухозаборника герметизировались. Кроме автоматического управления клином, предусмотрели ручное управление, как аварийное при отказе автоматического управления, а также для проверки работы системы управления клином на земле и в полете. Оно обеспечивало плавное изменение положения створок клина от убранного положения до минимального проходного сечения горла. Автоматическая система управления воздухозаборником также испытывалась в полете.
Второй экземпляр истребителя Е-8/2, имевшего бортовой номер 82, впервые поднялся в воздух 29 июня 1962 года, его пилотировал летчик-испытатель Александр Васильевич Федотов.
Истребитель Е-8 имел следующие характеристики — размах крыла 7.15 метра, длина 16.90 метра, площадь крыла 23.12 кв. метра. Вес пустого самолета 5670 кг, нормальный взлетный 6800 кг, максимальный взлетный 8200 кг. Топливо 3200 литров. Силовая установка один реактивный двигатель Р-21Ф-300 тягой на форсаже 7200 кг. Максимальная скорость 2230 км/час (М=2.1). Практический потолок 20000 метров. Экипаж один человек. Вооружение управляемые ракеты класса «воздух-воздух» Р-3С или Р-23Т.
В испытательных полетах, кроме определения характеристик устойчивости и управляемости самолета, снятия скоростных и высотных показателей, отрабатывалось управление воздухозаборником, механизм переднего горизонтального оперения и другие задачи. В целом новый истребитель давал хорошие результаты, но мешала ненадежная работа силовой установки — часто в полете случались помпажи, перегревы и т.п. Ведущий летчик — испытатель Георгий Константинович Мосолов налетал на первом летном образце Е-8/1 16 часов 22 минуты. Незадолго до завершения заводской программы испытаний 11 сентября 1962 года при полете на высоте 15000 метров и скорости М=1,8 произошло разрушение диска 6-й ступени компрессора двигателя. Часть диска пробила корпус двигателя и обшивку фюзеляжа, разрушила гидросистемы и топливный бак, при этом самолет потерял управление и произошел пожар. Также часть диска ударила по крылу и разрушила элерон. Выход из строя элерона привел к винтовому падению с высоты 15000 метров практически неуправляемого самолета. При катапультировании на сверхзвуковой скорости из кабины самолета, Георгий Константинович Мосолов получил тяжелые травмы. Врачи долго боролись за жизнь летчика, спасли его, но летная биография заслуженного летчика — испытателя СССР, Героя Советского Союза полковника Георгия Константиновича Мосолова, автора трех абсолютных мировых авиационных рекордов скорости и высоты, закончилась.
Самолет Е-8/2 выполнил под управлением летчика — испытателя Александра Васильевича Федотова 13 полетов. После аварии с Мосоловым полеты на Е-8/2 были прекращены и больше не возобновлялись, несмотря на хорошие летно — тактические характеристики, полученные на обоих самолетах до аварии 11 сентября 1962 года. Это решение приняли тогдашние руководители авиационной промышленности, его поддержал оборонный отдел ЦК КПСС. Самолет, безусловно, можно было довести до необходимого уровня надежности. Двигатель Р21Ф-300 из-за своего шестиступенчатого компрессора оказался нежизнеспособным. Но многие решения, которые опробовались или были заложены в проект Е-8, успешно применялись в более поздних разработках — система вооружения С-23, фюзеляжные силовые баки — отсеки, складываемый подфюзеляжный гребень и другие.
Второй летный экземпляр истребителя Е-8 бортовой номер 82. На рисунке ниже.
Список источников:
- Авиационная энциклопедия. Уголок неба.
- Е-8; Test pilots.
- Испытатели. Е-8 (МиГ-21М, МиГ-23) фронтовой истребитель-перехватчик;
- Якубович Николай Васильевич. Неизвестный «МиГ» (Гордость советского авиапрома) Е-8;
- Архипова Мария Андреевна. Реактивные самолеты Вооруженных Сил СССР и России;
- Семен Смолкин. Авиаторы и их друзья. Е-8 — истребитель, опередивший время;
