Высотный дозвуковой. Проект многоцелевого самолета специального назначения М-63

Испытания высотного самолета М-17, получившего впоследствии наименование "Стратосфера", еще не закончились, а всем уже стало ясно, что в погоне за рекордными характеристиками компоновщики и проектанты "зажали" самолет так, что для серьезной полезной нагрузки места на самолете не осталось!

Перед глазами был опыт американцев, создавших печально известный как "самолет-шпион" высотный самолет U-2, сбитый под Свердловском в мае 1961 года.

Единственной нагрузкой U-2 была фотоаппаратура, размещаемая в узком фюзеляже за пилотской кабиной в так называемом отсеке "Q". 

Модуль с фотоаппаратурой был сделан съемным и действительно много места не занимал.

Однако мировые события последующих лет, происходящие на фоне политического противостояния двух мировых систем, а также чрезвычайно быстрое развитие электронных средств разведки подводило к необходимости создания отвечающего возросшим требованиям высотного разведчика нового поколения. 

Такой самолет должен был нести специальную аппаратуру — РЛС бокового обзора, позволяющую проводить радиолокационное зондирование территории потенциального противника, не залетая на его территорию. 

Главным оружием такого дозвукового самолета была недосягаемая высота полета и удаление от разведываемого участка земной поверхности. Причем, создание в США под руководством все того же главного конструктора Кларенса (Келли) Джонсона сверхзвукового стратегического самолета-разведчика SR-71 "Черный дрозд" — это тема отдельного разговора. 

Не отходя от концепции хорошо зарекомендовавшего себя самолета U-2, главный конструктор К.Джонсон, приступая к созданию новой версии высотного дозвукового самолета, сохранил весь облик U-2, существенно изменив только его размерность.

Но главное К.Джонсон нашел на самолете так необходимое полезное пространство под размещение габаритного оборудования радиоэлектронного наблюдения. Это были крыльевые контейнеры. 

Чудовищных размеров контейнеры под специальную нагрузку удобно размещались на консолях и без того гибкого крыла. 

В полете контейнеры своим весом значительно разгружали конструкцию крыла и существенно снижали изгибающий момент в корне крыла.

Новый высотный самолет-разведчик получил название TR-1. Покрашенный черной краской он производил внушительное впечатление. "Черная краска" оказалась специальным противолокационным покрытием, поглощающим падающие радиоволны и не рассеивающим их в сторону излучающей РЛС.

В 1980-х годах получила поддержку президента США Рональда Рейгана программа "Stealth" ("Хитрость, уловка"). 

Черное покрытие поверхности самолета TR-1 было как раз продуктом программы "Stealth". 

В начале восьмидесятых в проектном отделении Экспериментального машиностроительного завода им.В.М. Мясищева (ЭМЗ) были развернуты проектные работы по формированию облика перспективного высотного самолета специального назначения.

Самым логичным решением, конечно, было создание самолета на базе уже существующего М-17, разумеется, с учетом всех тех замечаний, с которыми столкнулись разработчики.

В процессе проектно-поисковых работ рассматривались также и многочисленные альтернативные проекты высотного самолета, среди которых можно было бы выделить характерные, отвечающие разным концепциям. 

В качестве альтернативных рассматривались многочисленные варианты классической схемы, широкофюзеляжная концепция и экзотические схемы, в том числе "Парасоль" (с подкосным крылом"), "Тандем" (продольный биплан), "Летающее крыло". 

Концепция развития самолета М-17 получила приоритет и в дальнейшем она была практически реализована в виде двухдвигательного двухбалочного самолета, получившего обозначение М-55 "Геофизика". 

Самолет М-55 делался под конкретную целевую нагрузку, поэтому его облик сформировался достаточно просто. 

Проблема обеспечения высокой тяговооруженности, необходимой для высотного самолета М-55, была решена применением двухдвигательной силовой установки на базе бесфорсажных двигателей Д-30В12. 

Проблема полезных объемов под размещение специальной нагрузки решалась размещением нагрузки в отсеках удлиненного фюзеляжа, в том числе и между двигателями, а также в развитой носовой части фюзеляжа. 

Главный элемент спецнагрузки — антенна РЛС бокового обзора располагалась под полом кабины летчика, благо подкабинный отсек это позволял.

Особенность темы многоцелевого высотного дозвукового самолета МВДС) состояла в том, что, приступая к поисковым работам, проектантам не формулировалось четкой задачи, какой самолет нужен. 

Это, в первую очередь, указывало на то, что поставленная задача не ординарная, и даже сами требования должны быть определены после большой исследовательской работы. 

Открываемые по теме тематичесие карточки с течением времени меняли технические требования, менялись также требуемые параметры будущего самолета. 

Варьировались вес и состав целевой нагрузки, не было единого мнения о составе оборудования и обслуживающего экипажа на борту. 

Раньше считалось естественным то, что высотный самолет имеет экипаж 1-2 человека и вся получаемая в полете информация транслируется на наземные пункты для последующей обработки или привозится самолетом на аэродром. 

Но с расширением задач разведки значительно увеличился состав специального оборудования на борту, и главное — обработка полученной информации должна была вестись в реальном масштабе времени. 

Это требование приводило разработчиков к необходимости размещения на борту проектируемого высотного самолета уже целого экипажа обслуживания 4-10 человек.

Не все соглашались с таким подходом. Ведь когда речь заходит о высотном самолете в борьбе за достижение высоких характеристик, считается каждый килограмм веса, а здесь нагрузка в несколько тонн, да еще герметичный пассажирский салон для операторов на борту. 

Масла в огонь технических противоречий добавило требование малой радиолокационной заметности. Делать самолет, несущий на борту мощнейший источник излучения (РЛС бокового обзора), малозаметным для радиолокаторов противника? 

Во всяком случае исследовательские работы такие проводились, чтобы ответить на этот вопрос. 

Самолет, несущий на борту мощную РЛС бокового обзора, может лететь в режиме радиомолчания с выключенной аппаратурой до места выполнения специального задания. Поэтому в этом случае противорадиолокационная маскировка для такого самолета необходима. 

Во время выполнения задания самолет радиолокационной разведки, конечно же, хорошо заметен средствами радиолокационного обнаружения потенциального противника, поэтому в этом случае радиолокационная маскировка самолета мало что может дать.

Известно, что на обнаружение средствами РЛС влияет, кроме удаления объекта, еще его геометрическая форма, а также материалы, из которых сделана поверхность летательного аппарата. 

Исследовались аэродинамические компоновки МВДС с применением технологии радиолокационной маскировки, то есть при формировании облика МВДС совмещались ракурсы наибольшего обратного рассеяния радиолокационных волн, экранировались диффузно излучающие полости на самолете, в том числе полости воздухозаборников, сопел двигателей, кабины экипажа, приборные отсеки. 

Приборные отсеки под радиопрозрачными обтекателями заполнялись ионизированной холодной плазмой, для чего на борту устанавливались плазменные пушки. Вопросами плазменной защиты МВДС занимался ведущий специалист предприятия А.Б. Антипин. 

Исследовательские работы по формированию облика МВДС с учетом требований радиолокационной маскировки проводились под научным руководством и при непосредственном участии М.А. Монина — начальника научного подразделения ЦАГИ. 

Противоречие, сложившееся между плавной формой самолета, скомпонованного по правилам радиолокационной маскировки и размещением громоздкой спецнагрузки (РЛС), не удалось красиво разрешить так, чтобы решение удовлетворило всех.

По концепции малой заметности было сформировано несколько обликов МВДС, получивших рабочие индексы М-17РП и М-17РП2, в рамках темы "63". 

Обе компоновки обладали специфическими очертаниями, однако общий недостаток этих схем так и остался — это недостаточное место на борту самолета под спецнагрузку. 

Контрольные оценки значений эффективной поверхности рассеяния (ЭПР) для обеих компоновок показали, что значения ЭПР этих компоновок значительно снижены, по сравнению с обычными компоновками.

Однако этого было явно недостаточно для получения реального эффекта малой заметности.

По этой концепции сам самолет был сформирован с учетом правил радиолокационной маскировки, а спецнагрузка удобно подвешивалась под фюзеляжем в виде отдельного съемного контейнера. 

Среди рассматриваемых альтернативных вариантов МВДС были также подкосный высокоплан, получивший рабочий индекс М-63П "Парасоль" (автор проекта В.И.Погодин) и М-636 "Летающее крыло" (автор проекта В.Ф.Бородин).

Концепция широкофюзеляжного МВДС, упоминаемая ранее, выделилась в отдельную тему, получившую индекс М-60 (автор проекта М.А.Гурьянов). 

Исследования по схемам "Парасоль" (от французского — "зонтик"), "Летающее крыло" и "Тандем" носили чисто поисковый характер и глубокой проработки по ним не выполнялось.

Каждая из рассмотренных схем носила в себе оригинальное зерно и имела преимущества в чем-то. 

В схеме "парасоль" применено прямое крыло, чрезвычайно большого удлинения. Для минимизации конструктивного веса такого крыла предлагалось сделать подкос, причем конфигурация и взаиморасположение крыла и подкоса должны были обеспечить благоприятную интерференцию между крылом и подкосом. 

Вынесенный вперед по отношению к крылу подкос имел специальную профилировку, заклинение относительно оси фюзеляжа и оптимизировался по конструктивно-силовой схеме.

Кстати сказать, подобные исследования прямого подкосного крыла большого удлинения проводились в США и для самолета U-2. 

По результатам проведенных исследований оказалось, что явных преимуществ подкосное крыло в реальной схеме высотного разведчика, по сравнению с бесподкосным, не имеет. Поэтому это направление работ было закрыто. Концепция "летающее крыло" не удовлетворяла по потребным внутренним объемам для размещения спецоборудования и также продолжения работ не последовало. 

М-63 — БАЗОВЫЙ ВАРИАНТ 

Многоцелевой высотный дозвуковой самолет специального назначения М-63 представляет собой перспективный высотный самолет нового поколения с более высокими функциональными возможностями, по сравнению с существующими МВДС М-55 "Геофизика". 

Важной отличительной особенностью самолета М-63 является автономная обработка полученной информации в реальном масштабе времени, благодаря размещению на борту группы специалистов, обслуживающих бортовой специальный комплекс обнаружения. 

Самолет выполнен по классической аэродинамической схеме низкоплан с прямым крылом большого удлинения. 

Хвостовое оперение — стреловидное, плюсообразной схемы. Силовая установка, состоящая из двух двигателей, размещена на горизонтальных пилонах в хвостовой части фюзеляжа. 

Принятая схема размещения силовой установки обеспечивает удобный подход к двигателям при их обслуживании, а также позволяет с минимальными доработками при необходимости установить двигатели другого типа. 

Фюзеляж имеет достаточно большой диаметр для самолетов подобного класса. 

Крыло снабжено многосекционными адаптивными закрылками, используемыми для снижения нагрузок при полете в неспокойном воздухе. На концах крыла установлены концевые аэродинамические поверхности. 

Аэродинамически чистое крыло обеспечивает самолету высокий уровень аэродинамических характеристик. Шасси самолета — трехстоечное, с носовой управляемой стойкой. Основные стойки шасси выполнены в виде четырехколесных тележек. 

Фюзеляж самолета -герметичный, относительно большого диаметра, позволяет разместить бортовой специализированный комплекс, многочисленные антенны различных радиодиапазонов, а также экипаж обслуживания спецкомплекса с рабочими местами. 

Компоновка оборудования спецкомплекса на борту самолета обеспечивает необходимый допуск к аппаратуре и позволяет производить в полете не только обслуживание, но и при необходимости ее ремонт. 

На борту самолета предусмотрены кухня для приготовления горячего питания экипажу, а также туалет. 

Размещение панелей антенн на боковых поверхностях фюзеляжа и под ним обеспечивает необходимые сектора обзора контролируемого пространства. 

Пилотажно-навигационное оборудование самолета М-63 позволяет его эксплуатировать как в простых, так и в сложных метеорологических условиях. При полетах на патрулирование над акваториями в составе снаряжения самолета предусмотрены спасательные плавательные средства. 

ОСНОВНЫЕ ДАННЫЕ ПРОЕКТА М-63 

Источник: Валерий ПОГОДИН «Высотный дозвуковой. О проекте многоцелевого самолета специального назначения М-63» «Крылья Родины» 09/2002