Конкуренты легендарного МиГ-21. Часть первая. Як-140
МиГ-21 является самым известным в мире самолетом. Это легендарный и самый распространённый сверхзвуковой боевой самолёт в мире. Выпускался серийно в СССР с 1959 по 1985 год, а также в Чехословакии, Индии и Китае. Благодаря массовости производства отличался очень низкой себестоимостью: МиГ-21МФ, например, стоил дешевле, чем БМП-1. Всего в СССР, Чехословакии и Индии было выпущено рекордное количество истребителей — 11496 шт. Чехословацкая копия МиГ-21 производилась под названием S-106. Китайская копия МиГ-21 выпускалась под названием J-7 (для НОАК), а её экспортная версия F7 продолжает выпускаться и в настоящее время. По состоянию на 2012 год в Китае было выпущено около 2500 J-7/F-7. Отлично себя зарекомендовал практически во всех конфликтах, в которых участвовал. А участвовал он во всех более-менее крупных конфликтах, которые происходили в период после его создания — вплоть по сегодняшний день.
МиГ-21 — это действительно гордость отечественного самолетостроения. Но история могла сложиться иначе, и место МиГ-21 мог занять другой самолет. Был бы он достоин славы МиГ-21, или напротив, любой альтернативный выбор был бы проигрышным?
Старт разработки истребителей нового поколения дало Постановление Совета Министров СССР от 5 июля 1953 г., которое предписывало «истребительным» КБ начать разработку новых типов самолетов; рассчитанных на большую сверхзвуковую скорость полета (не менее 1750 км/ч). Именно работы в рамках этого постановления привели к рождению МиГ-21 и его соперников по конкурсу.
А начнем мы с наиболее неизвестного конкурента. Созданный в середине 50-х годов в КБ Яковлева истребитель Як-140 до сих пор малоизвестен как для Запада, так и для отечественных историков авиации. В соответствии с постановлением правительства от 9 сентября 1953 г. ОКБ А.С. Яковлева поручалось разработать и построить два экземпляра Як-140 и первый из них предъявить на государственные испытания в марте 1955 г. В постановлении задавались следующие характеристики: максимальная скорость 1650...1750 км/ч, практический потолок 18 000 м, дальность полета 1800 км на высоте 15 000 м, разбег 400 м, пробег 600 м. А.С. Яковлев рассматривал Як-140 как дальнейшее развитие идеи легкого истребителя, чьи идеи были воплощены в непосредственном предшественнике — Як-50.
Следует сказать, что выполненный с традиционным лидерством коллектива А.С. Яковлева в культуре веса и тщательностью отработки аэродинамики Як-50 при том же двигателе выигрывал у своего современника МиГ-17 по всем летным характеристикам. Забегая вперед, скажем, что эти же приемы позволили А.С. Яковлеву создать Як-140 на 1400 кг (!) легче МиГ-21.
Эскизный проект был утвержден А.С. Яковлевым уже 10 июля 1953 г. Основной замысел создателей Як-140 был четко определен в эскизном проекте: «Настоящий эскизный проект фронтового истребителя с двигателем AM-11 является дальнейшим развитием проводимой в течение ряда лет идеи легкого истребителя. Предлагаемый истребитель удачно сочетает параметры малогабаритного легкого самолета и обеспечивает выдающиеся летно-боевые качества, гарантируемые непревзойденной тяговооруженностью… Летные данные: вертикальная скорость у земли 200 м/с, а на высоте 15000 м — 30 м/с; практический потолок превышает 18000 м; максимальная скорость на высотах 10000-15000 м достигает 1700 км/ч. Обладая малой нагрузкой на крыло и большой тяговооруженностью, легкий истребитель имеет отличную маневренность как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскостях».
Як-140 должен был иметь ТРД А.А. Микулина AM-11 с тягой 4000 кгс и 5000 кгс на форсированном режиме (этот же двигатель был выбран и для МиГ-21, что делает сравнение этих машин еще более интересным). По сравнению с вариантами, просчитанными в ОКБ под двигатели ТРД-И (будущий АЛ-7) и ВК-3, самолет с AM-11 при лучших летных характеристиках и одинаковых оборудовании и вооружении получался вдвое легче (4...5 т против 8...10 т для тяжелого истребителя), экономичнее по расходу цветных металлов в два-три раза, по трудоемкости постройки в три-четыре раза, по расходу топлива в два раза.
Время, когда проектировался Як-140, отличалось очень динамичным развитием боевой авиации, при этом чрезвычайно важное значение приобрела скорость полета. Быстрый прогресс в области аэродинамики и авиационного двигателестроения открывал такие перспективы, которые еще недавно казались фантастикой. Всего за 5-6 лет скорость истребителей возросла почти в два раза, и во многом эта погоня за скоростью шла в ущерб маневренным характеристикам. Представления авиаспециалистов о воздушном бое претерпевали серьезные изменения, чему в немалой степени способствовало появление управляемого ракетного оружия класса «воздух-воздух». Наиболее ярким примером может служить Lockheed F-104 Starfighter, который был одним из самых скоростных и маломаневренных истребителей. Именно информация о разработке F-104 взволновала командование ВВС и послужила основой для формирования задания на новые истребители.
Конструкторы же Як-140 пошли иным путем. Они сознательно пожертвовали скоростью ради хорошей маневренности. Для этого крыло Як-140 сделали несколько больших размеров, чем было принято для скоростных самолетов подобного класса. При этом максимальная скорость снижалась на 150-200 км/ч, но зато существенно улучшались маневренность и взлетно-посадочные характеристики. Малые значения удельной нагрузки на крыло (на взлете 250 кг/м², а на посадке 180 кг/м²) и низкое давление колес на грунт (6,0 кг/см²) вполне допускали эксплуатацию самолета с грунтовых аэродромов. Кроме того, существенно уменьшалась вертикальная скорость снижения и тем самым облегчалась посадка истребителя с остановившимся двигателем, что рассматривалось конструкторами как важный элемент повышения безопасности и живучести. Як-140 должен был отличаться феноменальной для своего времени тяговооруженностью, которая по расчетам составляла чуть больше 1 (!), что соответствует показателям современных истребителей F-15, F-16, МиГ-29 или Су-27. Для сравнения: этот показатель у МиГ-21Ф (1958 г.) составлял 0,84, а у F-104A — 0,83. Такая тяговооруженность в сочетании со сравнительно низкой удельной нагрузкой на крыло обеспечивала бы Як-140 безусловное преимущество в маневренном воздушном бою. Таким образом А.С. Яковлев проявил конструкторскую прозорливость, и создавал в далеких 50-х годах свой истребитель по тем же принципам, на основе которых были созданы в 70-80-х годах истребители завоевания превосходства в воздухе четвертого поколения.
При проектировании самолета большое внимание уделялось простоте и удобству эксплуатации — удобная схема размещения оборудования и вооружения, широкие люки в фюзеляже, возможность отстыковки хвостовой части фюзеляжа для замены двигателя, легкосъемный хвостовой кок фюзеляжа для свободного подхода к хвостовой части двигателя. Проводка управления рулями и двигателем проходит по верху фюзеляжа и закрыта откидывающимся обтекателем (гаргротом). Электропроводка проложена в легкодоступных местах, причем значительная часть ее находится под гаргротом. Надо отметить, что подобный подход еще не был общепринятым, и разработанные в те же годы Су-7, F-102(106) и др., вызывали заслуженные нарекания обслуживающего персонала.
Конструктивное решение основных агрегатов каркаса увязано с требованиями технологии серийного производства. Эксплуатационные и технологические разъемы агрегатов по панелям обеспечивают широкий фронт работ, клепку с применением передовых методов и проведение монтажно-сборочных работ отдельно по панелям и агрегатам, а следовательно, и поточную сборку. Предусмотрено широкое применение штамповки и литья. Малые размеры и эксплуатационные разъемы истребителя позволяли перевозить его по железной дороге на одной платформе.
Одна из основных особенностей Як-140 — высокая живучесть. Расчетная вертикальная скорость снижения при планировании с неработающим двигателем не превышает 12 м/с с выпущенным шасси и отклоненными закрылками. Следовательно, возможна посадка с вышедшим из строя двигателем. Гидравлические системы выпуска шасси и закрылков, а также торможения колес главной опоры шасси дублируются пневмосистемой. Выпуск передней и главной опор производится по потоку, что обеспечивает аварийный выпуск шасси даже при малом давлении в пневмосистеме. Управление рулем высоты и элеронами необратимое, осуществляется при помощи вращающихся валов, работающих на кручение и испытывающих небольшую нагрузку. Поэтому прострел одного или нескольких валов значительно менее опасен, чем прострел тяг обратимого управления, работающих под значительной нагрузкой на растяжение или сжатие. Двигатель снабжен системой сигнализации и тушения пожара. Топливный фильтр низкого давления защищен от обледенения в полете. Установлена система аварийного выключения дожигания.
Стреловидность крыла по линии четвертей хорд составляла 55,5°. Относительная толщина корневого профиля 6,3%, концевого — 8%. Поперечное V крыла составляло -4,5°. Крыло снабжалось выдвижными закрылками и элеронами с весовой компенсацией. На верхней поверхности каждой консоли устанавливались два аэродинамических гребня.
В носовой части фюзеляжа стоял нерегулируемый конус, в котором находились агрегаты радиодальномера. Топливо (1275 кг) размещалось в баках, расположенных за кабиной летчика и в хвостовой части фюзеляжа. Кабина пилота герметичная, с катапультным креслом. При аварийном сбросе фонаря автоматически открывались воздушные тормоза, расположенные по бокам хвостовой части фюзеляжа, что увеличивало безопасность катапультирования. Вооружение: три пушки калибра 30 мм с боезапасом по 50 снарядов. В перегрузочном варианте: 16 реактивных снарядов АРС-57 калибра 57 мм или восемь АРС-70, или два ТРС-190, или до 200 кг бомб. Прицел оптический автоматический с радиодальномером. Из двух типов опытных авиационных пушек калибра 30 мм-235П и ТКБ-500 — выбрали пушку 235П ОКБ-16 А.Э. Нудельмана. Она имела преимущества по размерам, массе, простоте конструкции, надежности, откату и другим параметрам (будущая НР-30, принятая на вооружение в 1955 г.).
Шасси на Як-140 было велосипедного типа, которое уже становилось стандартным для послевоенных самолетов Яковлева. Оно состояло из главной, передней и двух подкрыльевых опор. Амортизация воздушно-масляная, конструкция всех стоек — рычажная. Главная опора снабжалась двумя тормозными колесами 600×200 мм, а передняя — гидравлически управляемым колесом 480×200 мм. Подкрыльевые опоры с колесами 250×110 мм убирались в обтекатели, расположенные на концах крыла. На этих же обтекателях были установлены ПВД. Уборка и выпуск шасси осуществлялись с помощью гидросистемы (аварийный выпуск — пневмогидравлический). Выпуск передней и главной стоек шасси происходил по потоку, что гарантировало их выпуск даже при малом давлении в системе.
В 1953 г. в Советском Союзе начала воплощаться в жизнь программа создания истребителей нового поколения, отличавшихся высокой сверхзвуковой скоростью. В КБ А.С. Яковлева и А.И. Микояна при создании таких самолетов сделали ставку на двигатель А.А. Микулина AM-11, а на «фирме» П.О. Сухого — на гораздо более мощный и. естественно, тяжелый двигатель A.M. Люльки АЛ-7. Собственно, АМ-11 и АЛ-7 в 1953-54 гг. еще не существовали, они разрабатывались параллельно с самолетами. Однако темпы работ по истребителям Як и МиГ оказались выше, чем по двигателю АМ-11. Тогда в обоих КБ решили построить экспериментальные образцы машин под серийный двигатель меньшей мощности АМ-9Б* (тяга на форсаже 3300 кг) или его модификацию АМ-9Д. Так появился Як-140 с АМ-9Д, а также микояновские Е-2 и Е-4 с АМ-9Б. Як-140 с АМ-9Д был полностью подобен основному варианту с АМ-11. Отличия заключались только в элементах, связанных с силовой установкой, и в вооружении, которое состояло из двух 23-мм пушек НР-23. Радиодальномер не ставился. Понятно, что на этом истребителе не планировалось получить заявленные летные данные. Он предназначался для отработки и доводки систем и агрегатов, выявления особенностей управления, что ускорило бы ввод в строй основного варианта машины.
Этот экспериментальный истребитель построили в конце 1954 г. В январе 1955 г. начались его наземные испытания; рулежки, пробежки до скорости отрыва и т.д. Тем временем в ЦАГИ провели статиспытания основного варианта Як-140. Оказалось, что крыло самолета необходимо усилить, но это нисколько не мешало проведению первого этапа летных испытаний. Тем не менее, в феврале 1955 г. работы по самолету были остановлены буквально накануне первого вылета и уже не возобновлялись. Удовлетворительное объяснение этому факту до сих пор не найдено, можно лишь констатировать, что официального решения МАП о свертывании работ по Як-140 не было. Необходимость доработки крыла не может рассматриваться как серьезная причина отказа от самолета, так как подобные случаи нередко встречались и раньше. Технические проблемы, возникавшие при этом, решались, как правило, быстро и вполне успешно. Интересные сведения, проливающие свет на эту историю, были рассказаны в журнале «Авиация и время». По словам одного из ветеранов КБ, на вопрос о судьбе Як-140, заданный им А.С. Яковлеву много лет спустя после описываемых событий, тот ответил, что тогдашний министр авиапромышленности СССР П.В. Дементьев без всяких объяснений известил его о бесперспективности и бессмысленности попыток КБ продолжать работы по Як-140, поскольку предпочтение все равно будет отдано другому самолету. Сейчас можно только предполагать, какими мотивами руководствовался министр. Яковлев, хорошо понимая, что без поддержки руководства МАП добиться успеха КБ не сможет, распорядился прекратить все работы по этому самолету.
Но был ли шанс у Як-140 быть принятым на вооружение и занять место МиГ-21? Думаю, что даже без указанного выше факта шансов у Яка не было. В тот период примером, стоявшим перед глазами руководителей ВВС и МО, был F-104 — первый боевой самолет, преодолевший скорость в 2,0М. Основой тактики грядущих боев виделись высотные и высокоскоростные бои на сходящихся курсах. Следовательно, и основными характеристиками, влияющими на выбор самолета, являлись именно скорость и высотность. А Як-140, опередивший по своей концепции весь мир, по этим показателям проигрывал конкурентам, и стал бы в конкурсе аутсайдером. Понимание ошибочности неманевренного боя придет позже, после Вьетнамской войны и арабо-израильских конфликтов. Именно там Як-140 мог бы реализовать свой потенциал. Реальные бои показали, что МиГ-21 был в ближнем воздушном бою примерно равен «Миражу-3», и победа зависела исключительно от опыта пилота и верно выбранной тактики. Будь на его месте Як-140, и правило пилотов МиГ-21 «Увидел «Мираж» не вставай в вираж» уже не имело бы смысла. Учитывая выдающуюся скороподъемность и меньшую нагрузку на крыло, Як-140 должен был заметно превзойти «Мираж-3». В бою же с F-4 Як-140 в целом был бы равен МиГ-21. Як-140 превосходил конкурентов и в дальности полета (основной недостаток МиГ-21 и Су-7), а запас веса позволял еще больше увеличить разрыв. Но история Як-140 закончилась, так и не начавшись. И единственное, в чем он стал вехой, так это в творчестве ОКБ А.С. Яковлева, став последним, построенным в этом ОКБ, одноместным фронтовым истребителем.
Информация