Вместо послесловия
В этой статье собраны только российские летательные аппараты, способные удивить любителя техники. В советском авиастроении куда больше уникальных проектов, экспериментальных машин и даже серийных «пепелацев», способных повергнуть в шок даже бывалых гиков.
Но времена идут: сейчас важнее экологичность, дешевизна и эксплутационные характеристики транспорта, а не его прямые характеристики «быстрее-выше-дальше», и даже не уникальные технические решения.
Об экспериментальных проектах, создаваемых в России, поговорим в следующий раз. Но о каких типах рассказать, и что больше всего интересно?
iPhones.ru
Это невозможно. Но это сделали.
Многоцелевой биплан ТВС-2ДТ с крылом-«коробкой»
В чём фишка: единственный самолёт с крылом замкнутого профиля, добравшийся до серии
Бипланы пытались покинуть небо много лет назад, но сотни разработчиков мечтали создать аналогичные медлительные, маневренные и экономичные машины с закрытым контуром крыла — кольцепланы или их аналоги.
Проектов было не счесть, и ни один не увенчался коммерческим успехом из-за массы проблем, связанных с подобной компоновкой. Получилось только у Сибирского научно-исследовательского института авиации им. С. А. Чаплыгина, но только частично.
Их проект ТВС-2 в ходе модернизации получил не только закрытое «крыло-коробку», но и полностью композитную конструкцию, дополняемую многолопастным винтом высокоскоростных истребителей прошлого.
Так устаревший Ан-2 неожиданно превратился в один из удивительнейших самолетов истории, едва не став первым серийным «кольцепланом» — самолетом с закрытым контуром крыла. Не получилось, хотя опытные образцы трудятся уже не первый год в сельском хозяйстве.
Такие самолеты совершенно не боятся бокового ветра, а значит, способны эксплуатироваться в условиях чрезвычайных ситуаций, горах и во время плохой погоды.
Что может быть удивительнее крошечной «летающей маршрутки», летящей в шторм? И одновременно с тем способной оставаться на плаву в случае экстренной посадки на воду за счет чрезвычайно легкой конструкции?
Оборудование Су-47
Истребитель Су-47 оснащен современным отечественным бортовым оборудованием. К нему относится многоканальная цифровая ЭДСУ, интегральная автоматизированная система управления полетом, навигационный комплекс, включающий инерциальную навигационную систему на лазерных гироскопах и спутниковую навигацию.
Кабина самолета оснащена передовой системой катапультирования пилотов и системой жизнеобеспечения.
В управлении самолетом задействуется тензометрический РУД и боковой малоходный рычаг управления.
С целью увеличения бокового обзора, антенны и радиоэлектронное оборудование сделали небольших размеров и разместили в хвостовой части. Кроме основной БРЛС, в состав навигационного оборудования самолета входят 2 антенны, обеспечивающие задний обзор. Они установлены между соплами двигателей и крылом.
БРЛС размещалась в носовой части планера. Она комплектовалась плоской антенной фазированной решеткой, работа которой выполняется в Х-диапазоне. Бортовое радиолокационное оборудование позволяет обнаруживать цели на расстоянии до 240 км. Су-47 имеет возможность одновременного отслеживания и сопровождения до 24 целей с применением ракет против восьми воздушных целей противника.
Материалы
В конструкции планера широко использовались композитные материалы. Их применение позволяло увеличить весовую отдачу на 20-25 %, ресурс увеличивался в 2-3 раза, а трудозатраты на производство деталей снижались примерно на 50-60 %. Композитные материалы придавали машине необходимые теплофизические и радиотехнические характеристики.
Однако, как показали американские исследования на самолете F-22A, конструкции из углепластика сильнее поддаются механическому воздействию, соответственно, аппарат становится менее выносливым и живучим. Такого не скажешь о конструкциях, преимущественно сделанных из титановых и алюминиевых сплавов, которые хорошо выдерживают высокие амплитуды температур и давления.
Сверхманевренный серийный истребитель Су-35
В чём фишка: умеет зависать в воздухе и резко менять направление полёта
Этот истребитель знаком даже тем, кто не интересовался авиацией: фотографиями Су-35 пестрят все мировые информагенства. Они активно поставляются в военно-воздушные силы России и партнерам страны.
Кроме того, по данным множества аналитиков, именно Су-35 является самым «мощным» истребителем переходного поколения «4++», потребовавшегося для создания наиболее современных малозаметных боевых самолетов.
Машина унаследовала лучшие качества предшественника, Су-27: высокую скорость, большой запас современных ракет дальнего радиуса действия, отличную маневренность и другие боевые качества. Все это позволяет держать Су-35 лидерство в своем классе.
Раскадровка знаменитой “кобры”
Но только вдумайтесь: эта махина в 34,5 тонны массы и 22 метра длины летает только благодаря постоянной корректировке управляющих поверхностей системами компьютерного управления отклоняемым соплом двигателя.
Но это не главный повод. Су-35 стал знаменит благодаря фигуре высшего пилотажа «кобра Пугачева», в процессе которой самолет буквально зависает в воздухе, «стоя на двигателях». А затем вновь продолжить полёт, как ни в чем не бывало.
Маневр необходим для того, чтобы «сбросить» истребитель с экранов вражеских радаров и обмануть головки самонаведения ракет — многие из них теряют резко остановившуюся цель.
ИСТРЕБИТЕЛЬНАЯ АВИАЦИЯ ПВО
Многофункциональный дальний перехватчик (МДП) по проекту «701» (по другим данным – 70.1 и 7.01) разрабатывался «микояновцами» для замены в начале XXI века самолётов МиГ-31. Начало работ над ним относится, по видимому, к 1986 году, когда из ОКБ им. П. О. Сухого в ОКБ им. А. И. Микояна перешла группа конструкторов, которые инициировали программу «Истребитель завоевания превосходства в воздухе на 70 тонн» с учётом задела по проекту Т-60.
Самолёт предполагалось выполнить по схеме «утка» с крылом переменной по передней кромке стреловидности и оснастить двумя ТРДД АЛ-41Ф тягой по 20000 кгс. На завершающем этапе работ МВМ новой машины составляла около 70 тонн, а масса боевой нагрузки – до 12. 4 тонны. Дальность полёта «701-го» должна была составить 7000 км на сверхзвуке и 11000 км – на дозвуке.
Так мог бы выглядеть проект «701» в полёте
Основной задачей машины должны были стать перехваты стратегических бомбардировщиков на значительном удалении от прикрываемых объектов (до 4000 км).
Согласно средним срокам реализации подобных проектов в советском авиапроме, самолёт «701» мог бы впервые подняться в воздух в 1998-99 гг., а вступить в строй в 2000-01 гг. Реально же работы по программе после распада СССР значительно замедлились, а в 1993 году её закрыли. Интересно, что в последние годы её существования, пытаясь спасти программу, на базе МДП разработали сверхзвуковой межконтинентальный бизнес-джет. Но и он особого интереса у потенциальных заказчиков не вызвал…
Продолжением темы «701» должен был стать гиперзвуковой перехватчик проекта «901».
Кроме того, ОКБ им. А. И. Микояна с 1975 года велись работы (по некоторым данным, носили шифр «Максимум») над целым семейством гиперзвуковых самолётов. «Базовым» должен был стать истребитель-перехватчик проекта «301» (по другим данным – «30.1»).
Машину предполагалось оснастить комбинированной силовой установкой, включавшей ТРДД и ПВРД (начало работы – со скорости 3,5 М). Это бы позволяло эксплуатировать «301-й» на скоростях до 4М и на высотах 25-27 км. Дальность полёта новой машины оценивалась в 9000 км. Крыло нового самолёта должно было иметь изменяемую стреловидность.
Учитывая значительный нагрев элементов конструкции самолёта при полётах на больших числах М, можно предположить, что в ней должны были широко применяться титановые сплавы. По оценкам некоторых специалистов, их общая масса могла составлять 50-60% от общего веса конструкции. МВМ нового самолёта должна была составить, по разным оценкам, от 80 до 90 тонн. И это – для истребителя-перехватчика!
Первоначально первый полёт машины планировался на конец 90-х годов, однако работы над данным проектом были прерваны уже в 1993 году. Хотя некоторые источники указывают, что в 1997 году «микояновцы» сообщили о успешной защите проекта гиперзвукового самолёта со скоростью полёта в 5000 км/ч. Возможно, это «отзвук» работ по проекту «301»?
МиГ проекта «301»: советский «гиперзвуковик»
Можно предположить, что самолёт «301» мог бы совершить свой первый полёт в 1997-98 гг., а вступить в строй в 1999-2000 гг.
На базе «301-й» машины планировалось создать разведчик-бомбардировщик – проект «321» (по другим данным – «3. 21») – своеобразный аналог удачного «тандема» МиГ-25П-МиГ-25РБ. Машину предполагалось, кроме «стандартного набора» средств советского самолёта-разведчика, оснастить РЛС бокового обзора, средствами радиоэлектронной разведки. Во внутреннем отсеке вооружений нового самолёта должны были размещаться как УР «воздух-поверхность» и «воздух-корабль», так и авиационные бомбы.
Ряд источников указывают, что третьим в «триаде гиперзвуковиков» должен был бы стать истребитель-бомбардировщик, сочетавший в себе положительные стороны проектов «301» и «321».
Истребитель с обратным крылом Су-47 «Беркут»
В чём фишка: самый тяжелый самолёт с крылом обратной стреловидности
Глубокая модернизация Су-27 под первоначальным индексом С-47, получившая крыло обратной стреловидности, когда-то планировалась в качестве основного истребителя для российских авианосцев.
Самый крупный среди аналогичных самолетов, имеющих «развернутое» крыло, к тому же оказался единственным, построенным по нестабильной аэродинамической схеме — без систем управления он держится в воздухе ещё хуже предшественника.
Зато Су-47 должен был взлетать с коротких полос даже с максимальной нагрузкой и полной массой до 38 тонн (из которых 8 тонн приходились бы на управляемые ракеты).
В отличие от прямого продолжения Су-27, рассмотренного выше, «Беркут» получил полностью поворачиваемое вертикальное оперение и дополнительные управляющие поверхности перед крылом (ПГО), сделавшие его трипланом.
Удивительная машина длительное время использовалась для отработки перспективных систем, в том числе для новейшего российского истребителя Су-57. Но в результате, как и многие другие уникальные самолеты, эта машина нашла свое место в музее.
Большинство компоновочных решений на момент создания Су-47 внедрялись впервые. Быть может поэтому похожие аппараты мы часто видим в научно-фантастических фильмах?
Простое объяснение
Для обычного стреловидного крыла дело обстоит так:
Пограничный слой (слой воздуха заторможенный благодаря трению о крыло) «сползает» в сторону законцовок крыла, там «набухает». При повышении угла атаки происходить срыв потока (отрыв пограничного слоя). Происходит он именно в том месте где обычно расположены элементы управления — элероны.
Отрыв пограничного слоя означает, что обтекание крыла было нарушено, а если по-простому, то в этом месте нормального контакта крыла и воздуха уже нет, элементы управления становятся неэффективны, да еще и пропадает подъемная сила.
Вот в чем разница
Конечно, это плохо, самолет теряет устойчивость и управляемость на больших углах атаки и малых скоростях не говоря уже о том что, если продолжать увеличивать угол атаки, это приведет к увеличению зоны отрыва пограничного слоя и к сваливанию, а дальше — штопор.
Теперь взгляните на рисунок крыла обратной стреловидности, здесь все то же самое, кроме того, что «вредный» пограничный слой движется в противоположную сторону, к корню крыла. Вуаля, от вредного эффекта избавились. В результате самолет с таким крылом способен на полеты на больших углах атаки и на меньших скоростях, в то же время крыло остается стреловидным по сути, позволяя летать и на высоких скоростях.
Вот зачем нужна обратная стреловидность крыла, но есть плюсы и минусы, конечно.
Хотите еще преимуществ? Пожалуйста
Преимущества крыла обратной стреловидности
Очевидно, что при аналогичной площади подъемная сила у такого крыла больше на больших углах атаки, за счет отсутствия концевых срывов. Значит и взлетную скорость и дистанцию пробега можно уменьшить.
Индуктивное сопротивление, создаваемое таким крылом меньше, чем создаваемое традиционным стреловидным. Вихрь, образующийся на конце крыла «прямой» стреловидности более интенсивный и создает большее индуктивное сопротивление.
Важная деталь в случае истребителя, использование крыла обратной стреловидности увеличивает маневренность, так как позволяет летать на больших углах атаки.
Еще такое «ненормальное» крыло лучше распределяет давление между собой и передним горизонтальным оперением.
Также применение такого крыла снижает радиолокационную заметность в передней полусфере, за счет изменения характера отражения радиоволны. Получается, что от передней кромки крыла радиоволны отражаются в сторону фюзеляжа и частично экранируются.
Казалось бы одни плюсы, но как мы увидим из истории, практически ни в одном серийном самолете КОС не применяется (за исключением планеров). Значит, пора переходить от плюсов к минусам.
Недостатки крыла обратной стреловидности
Встречайте, главный недостаток, который не позволяет использовать КОС — аэродинамическая дивергенция. По простому, на кончик такого крыла начинает действовать такая большая сила, что он начинает изгибаться. Причем с увеличением угла атаки крыло изгибается вверх, увеличивая за счет изгиба угол атаки еще больше.
Чтобы избежать этого, крыло приходится делать жестче, а это значит, что оно должно быть либо тяжелее ( для самолета это плохо), либо нужно применять более прочные и менее тяжелые материалы. Именно отсутствие одновременно легких, прочных и недорогих материалов и ограничивало применение такого, казалось бы, эффективного решения.
Также такое крыло имеет большее волновое сопротивление, что снижает его эффективность на сверхзвуковых скоростях полета.
Вот теперь можно перейти и к истории.
Серийный легкий экраноплан «Акваглайд-5»
В чём фишка: удивительно экономичный и тяговитый лёгкий корабль-самолёт
Положение экранопланов в классификации технических средств пока трудно определимо: не то низко летающие самолеты, не то корабли, парящие над водой. Экранный эффект образует подъемную силу под крылом, но действует на ограниченной высоте.
Сила эта выше, чем у аналогичная для самолётов, и позволяет серьезно экономить на горючем. Вот и серийно выпускаемый морской экраноплан Акваглайд-5 удивляет своими характеристиками, которые никак не вяжутся с компактными габаритами.
При полной массе в 2400 килограмм аппарат развивает скорость до 150 километров в час и способен «лететь» на расстояния до 400 км, расходуя при этом всего 120 килограмм горючего.
Аналогичный самолёт потребовал бы втрое больше. Правда, на такие расстояния они и не летают. А для «Акваглайда» есть немаловажная характеристика мореходности: его эксплуатация возможна только при высоте волны не больше 35 сантиметров.
Впрочем, как и другие экранопланы, продукт ЗАО «Арктической торгово-транспортной компании» может перемещаться над любой ровной поверхностью. Подойдёт автострада шириной чуть больше 6 метров, ровное поле и даже обычная равнина без глубоких неровностей (не более 30 сантиметров).
Аппарат предназначен для перевозки 4 пассажиров, а «пилотировать» его после небольшой подготовки сможет любой автолюбитель.
Силовая установка Су-47
На экспериментальном варианте были установлены два турбореактивных двигателя Д-З0Фб, размещенных в хвосте фюзеляжа. Далее планируется оснащать истребитель двигателями АЛ-41Ф, которые имеют систему управления вектором тяги. Воздухозаборники нерегулируемые, имеют близкую к сектору круга форму сечения, находятся под наплывами крыльев. Форма воздушных каналов S-образная, это позволяет экранирование компрессорных лопаток ТРДДФ. На верхней площади фюзеляжа находятся две створки, которые дополнительно всасывают воздух во время маневрирования, взлета и посадки самолета.
Самый быстрый серийный истребитель МиГ-31БСМ
В чём фишка: самый быстрый боевой самолет
Хотя первые модификации МиГ-31 начали поступать в войска ещё в далёком 1980 году, современные модификации этого тяжелого истребителя можно с полной уверенностью назвать российскими.
В результате глубокой модернизации инженерам удалось переквалифицировать перехватчик, предназначенный для уничтожения исключительно воздушных целей, в многоцелевой самолет для ведения боевых действий по любым целям, включая наземные.
Колосс весом в 46 тонн обгоняет большинство существующих боевых самолетов, разгоняясь до 3400 километров в час. При этом крейсерская (постоянного движения без включения форсажа) скорость МиГ-31 составляет 2500 километров в час.
В отличие от него, большинство боевых истребителей спроектированы для длительных полетов на дозвуковых или околозвуковых скоростях, и преодолевают звуковой рубеж кратковременно, для достижения цели либо во время боя.
МиГ-31БМ поднимается на высоту до 35 километров, обгоняя более легких конкурентов и по этому параметру. Он же установил рекорд продолжительности полета на сверхзвуке, который составил 7 часов.
И это все при том, что самолет превышает размерами многие бомбардировщики. Разве скажешь по этой угловатой машине, что именно она — гроза неба с гиперзвуковой ракетой под фюзеляжем и дальностью «рук» в 2 тысячи километров?
Многоцелевая «летающая телефонная будка» Авиатика-МАИ-890
В чём фишка: самый легкий и безопасный российский серийный самолет
Российские инженеры могут удивлять не только боевыми самолетами. Среди гражданских проектов, которые увидели небо, тоже найдется немало удивительных.
Например, проект Авиатика-МАИ-890, выпускаемый ФГУП РСК «МИГ», смог внедриться «между классами»: самолет, больший похожий на будку с крыльями, занимает удивительное место между обычными и сверхлегкими самолетами.
Все равно как сделать одноколесный велосипед с грузоподъемностью городского кроссовера. Правда, взлетел он в далёком 1989 году, и только спустя 10 лет, пройдя множество модернизаций, смог получить международный сертификат, позволяющий официальные полёты в международном воздушном пространстве.
При длине всего 5 метров и размахе крыла чуть больше 8 метров самолет оснастили переделанным из автомобильного 100-сильным двигателем, работающем на обычном 92 бензине с ближайшей заправки.
Несмотря на размеры дельтаплана, самолет несет до 125 килограмм полезной нагрузки и годится для перевозки небольших грузов. И перевозиться обычным пикапом средних размеров, в кузове или прицепе.
Авиатика-МАИ-890 стала одним из редчайших самолётов, которые никогда не сваливаются в штопор, что делает его самым безопасным легким самолетом из выпускающихся серийно. Вот тебе и «будка с крыльями».
Перспективная «невидимка» С-70 «Охотник»
В чём фишка: беспилотные малозаметные “глаза” истребителя Су-57
О перспективном боевом беспилотном самолете с малой радиолокационной заметностью С-70 «Охотник» известно совсем немного. И то хорошо — до его появления на воздушном Параде Победы считалось, что разработка находится на стадии «бумаги».
Однако в российских войсках уже испытывается как минимум один экземпляр этого боевого БПЛА, получившего не только странную компоновку (которая, впрочем, очень похожа на конкурентов, в том числе и серийных).
Пожалуй, главной особенностью «Охотника» стало его назначение. Обычно БПЛА такого рода проектируются для самостоятельного выполнения задач, тогда как С-70 является своего рода «третьей рукой» истребителя Су-57.
Предположительно, беспилотник должен наводить Су-57 на цели так, что оба аппарата будут оставаться вне зоны действия противовоздушной обороны, а так же поддерживать огнем основной пилотируемый самолет, позволяя одновременно уничтожать больше целей, чем обычно.
А где же нарушения физики? Ввиду плотного взаимодействия с большим самолетом, С-70 получил доработанную внешнюю поверхность, которая снижает заметность на радарах и позволяет беспилотнику свободно двигаться в завихрениях, создаваемых соседом. Пока это не удавалось никому.
Конструкция Су-47
Самолет Су-47 скомпонован по схеме интегрального неустойчивого триплана, имеющего высоко расположенное крыло обратной стреловидности, центральноповоротное заднее хвостовое оперение небольшой площади. На самолете есть возможность выполнения динамического торможения на различных скоростях при допустимом значении угла атаки.
Во время производства деталей была применена новая технология: детали обшивки удавалось получать в плоском виде, далее им придавалась необходимая форма, кривизна и происходила их состыковка с необходимой точностью. Благодаря крупногабаритным панелям удалось уменьшить количество крепежей в конструкции. Это уменьшило массу истребителя, повысило аэродинамические характеристики и снизило заметность самолета на радарах.
В состав конструкции вошли композиционные материалы для саморазгружающихся и самоадаптирующихся конструкций. Большинство элементов (бортовые системы, шасси, фонарь) были взяты из серийных самолетов Су-27.
Крыло Су-47 имеет обратную стреловидность, на 90% состоит из композитных материалов. Имеет складную переднюю консольную часть. Поверхность консоли крыла оснащена отклоняющимся носком, а на задней поверхности находятся элерон и односекционный закрылок.
В основном конструкция фюзеляжа выполнена из титановых и алюминиевых сплавов. Имеет близкое к овальному сечение. Носовой обтекатель спереди приплюснутый и имеет оребрение. Хвостовую часть занимают два обтекателя, которые можно задействовать в будущем для размещения радиоэлектронных устройств.
Вертикальное оперение напоминает по конструкции и исполнению Су-27, но меньше по площади, нежели у предшественника. Развал килей направлен на периферию, вместе с небольшой площадью ВО аппарат становится плохо заметным для радиолокационных приборов.
По фонарю кабины планер напоминает самолет Су-27. Угол наклона стенки кресла пилота составляет 30°, это защищает его от перегрузок во время выполнения фигур высшего пилотажа и боевого маневрирования.
К основным опорам шасси прикреплено по одному колесу. Уборка основных стоек происходит в ниши, размещенные по бокам воздухозаборника. Передняя стойка поворотом вперед убирается внутрь фюзеляжа.
