Технополис завтра
Самое важное. Самое полезное. Самое интересное...
Новости Интересное

Конкуренты легендарного МиГ-21. Часть Четвертая. СМ-12. Лучшее враг хорошего

7.11.2014

Конкуренты легендарного МиГ-21. Часть Четвертая. СМ-12. Лучшее враг хорошего

В период разработки МиГ-21 был запущен в производство вполне удачный истребитель МиГ-19. Он стал первым серийным сверхзвуковым истребителем в мире. На МиГ-19 впервые было решено множество проблем, связанных с полетами на сверхзвуке. Единственным конструктивным недостатком самолета являлся дозвуковой воздухозаборник. Как известно, воздухозаборное устройство существенно влияет на летные характеристики самолета. Чем меньше потери полного давления воздуха, поступающего в двигатель, тем выше его тяга, а значит, и выше характеристики летательного аппарата. При скорости полета, соответствующей числу Маха 1,5, потери тяги двигателя с дозвуковым воздухозаборником достигают 15%.

Использованные на МиГ-15, МиГ-17 и МиГ-19 воздухозаборники со скругленной обечайкой, создававшие подсасывающую силу при дозвуковых скоростях, при сверхзвуковых скоростях значительно увеличивали лобовое сопротивление. Но, следует отметить, что в момент создания МиГ-19-го мировая наука еще только нащупывала основные законы сверхзвуковой аэродинамики, и поэтому созданный первым, МиГ-19, чуть опередил рождение законченной теории сверхзвуковых входных устройств. Учитывая быстрое развитие авиации в тот период, вполне закономерным было требование проведения работы по улучшению лётно-технических данных самолёта МиГ-19С, данное ОКБ-155 12 декабря 1956 г. приказом МАП №60 7. А уже весной 1957 г. на летные испытания поступил истребитель СМ-12 — очередная модификация МиГ-19С. Первую машину, СМ-12/1, переоборудовали на заводе № 155 из высотного МиГ-19СВ (№ 61210404). На нем, прежде всего, заменили воздухозаборник на новый, с острой обечайкой и центральным телом (конусом). Планировалось также поставить более мощные опытные двигатели РД-9БФ-2 с перспективой дальнейшей установки РД-9БФ-2 с впрыском воды. В центральном теле воздухозаборного устройства разместили радиодальномер СРД-1М, сопряженный с оптическим прицелом АСП-4Н. Но из-за задержек с доводкой форсированных двигателей пришлось довольствоваться серийными РД-9БФ.

В таком виде СМ-12 в апреле начал заводские летные испытания. Судя по всему, первый полет и основной объем этих испытаний выполнил летчик К.К. Коккинаки. После 15 полетов испытания СМ-12/1 продолжили с двигателями РД-9БФ-2, но осенью машину вновь поставили на доработку. На этот раз ее оснастили, как тогда казалось, более перспективными, двигателями Р3-26. Двигатель РЗ-26 с увеличенной тягой на форсаже (3800 кг) на больших высотах полета, разработанный в ОКБ-26, являлся модификацией двигателя РД-9Б. На нем были проведены конструктивные улучшения с целью повышения надежности включения форсажа на больших высотах и повышения устойчивости работы на переменных режимах.

Первый экземпляр, получивший обозначение СМ - 12 /1, выполнявший ранее программу испытаний с двигателями РД-9БФ и РД-9БФ-2, был оснащен новыми двигателями и отправлен на заводские летные испытания 21 октября 1957 г. Почти параллельно с этой машиной дорабатывали второй МиГ-19С под двигатели РД-9БФ-2 с системой впрыска воды. В общем-то, эта машина, получившая обозначение СМ-12/2, как раз и предназначался для доводки этого двигателя, но к лету 1958 г. он так и не поступил на опытный завод ОКБ, и вместо него установили двигатели Р3-26.

Следующий образец СМ - 12 /3 уже являлся эталоном для серийного производства и поэтому на нем выполнили полный объем всех конструктивных изменений. Аэродинамика самолета была улучшена, за счет использования сверхзвукового диффузора с автоматически управляемым двухпозиционным конусом на входе в канал воздухозаборника, в связи с чем носовая часть фюзеляжа была удлинена на 670 мм. Также установили гидроусилители с полусвязанными золотниками БУ-14МСК и БУ-13МК вместо БУ-14МС и БУ-13М, а для повышения надежности провели доработку гидросистемы бустерного управления - исключили не продублированные участки гидросистем к бустерам и все резиновые шланги заменили стальными бесшланговыми соединениями. Кроме того, СМ - 12 /3 оснастили радиодальномером СРД-5 "База-6" вместо СРД-1М. Остальное оборудование самолета и его агрегаты остались такими же, как и на серийном МиГ-19С. Все вышеперечисленные доработки естественно привели к увеличению веса самолета , из-за чего конструкторам пришлось оставить на самолете только две крыльевые пушки НР-30 с боезапасом по 73 патрона, а удлинение носовой части фюзеляжа позволило также снять с них локализаторы. Для сохранения центровки самолета СМ - 12 /3 на нем изменили установку балок для подвески блоков ОРО-57К, которые разместили в передней части крыла с целью смещения центра тяжести самолета вперед. Взлетный вес самолета СМ - 12 /3 в результате проведенных конструктивных изменений, даже при снятой фюзеляжной пушке, увеличился по сравнению с взлетным весом серийного МиГ-19С на 84 кг.

19 декабря 1957 г. СМ - 12 /3 и СМ - 12 /1 были предъявлены в ГК НИИ ВВС на государственные летные испытания с целью снятия основных летно-технических данных и определение возможности принятия самолета СМ - 12 на вооружение ВВС. В соответствии с приказом Главкома ВВС, ГК НИИ ВВС 15 апреля 1958 года представил предварительное заключение о возможности запуска самолета СМ - 12 в серийное производство. За время государственных испытаний на самолете СМ - 12 /3 было выполнено 112 полетов и на СМ - 12 /1 - 40 полетов. В ходе испытаний на истребитель СМ - 12 /3 установили двигатели РЗ-26 с клапанами сброса топлива для предотвращения самовыключения двигателей при стрельбе реактивными снарядами, а также проведены доработки хвостовой части фюзеляжа по улучшению температурных условий ее работы. В процессе испытаний СМ - 12 показал отличные скоростные, разгонные и высотные характеристики. Максимальная скорость горизонтального полета при работе двигателей на форсаже на высоте 12500 м составила 1926 км/час, что на 526 км/час больше максимальной скорости серийного МиГ-19С на этой же высоте (на высоте 10000 м преимущество в скорости составило 480 км/час.

Время разгона на высоте 14000 м со скорости, соответствующей числу М=0,90, до скорости 0,95 от максимальной равнялось 6,0 мин (расход топлива 1165 кг), а время разгона на этой же высоте до 0,95 максимальной скорости горизонтального полета самолета МиГ-19С было в два раза меньше и составило 1,5 мин вместо 3,0 мин у МиГ-19С. Расход топлива в этом случае на самолете СМ - 12 - 680 кг, а на МиГ-19С - 690 кг.

При разгоне в горизонтальном полете с подвесными топливными баками емкостью по 760 л, на высоте 12000 м достигалось число М=1,31-1,32, что практически соответствовало максимальной скорости самолета МиГ-19С без баков. Поведение самолета СМ - 12 при этом было нормальное. Правда, при разгоне самолета на высотах ниже 10000 м при работе двигателей на форсаже, нарушалась очередность выработки топлива из баков, что могло привести к полной выработке топлива из первого бака при наличии топлива в третьем и четвертом баках, что нарушало центровку самолета со всеми вытекающими последствиями.

Практический потолок СМ - 12 на форсаже при режиме набора высоты на дозвуковой скорости (М=0,98) составил 17500 м, что на 300 м превысило практический потолок серийного самолета МиГ-19С на этом же режиме набора. При этом время набора и расход топлива СМ - 12 остались практически такие же, как и на МиГ-19С. Однако на практическом потолке на дозвуковом режиме полета на самолете СМ - 12, как и на МиГ-19С, возможен был только горизонтальный полет. Выполнение даже незначительного маневрирования вело к потере скорости или высоты.

Практический потолок самолета СМ - 12 на сверхзвуковой скорости полета (М=1,2) также составил 17500 м, правда при этом расход топлива увеличился на 200 л. Но в полете на потолке на сверхзвуковом режиме СМ - 12 уже имел возможность выполнять ограниченное маневрирование в горизонтальной и вертикальной плоскостях с креном не более 15-25°.

Кроме того, самолет СМ - 12 по сравнению с серийным МиГ-19С, имел более высокие динамические качества за счет того, что он мог выходить на большие скорости полета. Так в полете с набором высоты и разгоном в процессе набора до М=1,5 к высоте 15000 м самолет с уменьшением скорости мог кратковременно выходить на высоту до 20000 м со сверхзвуковой скоростью (М=1,05). Остаток топлива при выходе на высоту 20000 м составлял 680 л.

Естественно, "прожорливость" двигателей РЗ-26 при работе на форсаже и возросшие при этом расходы топлива привели к тому, что СМ - 12 проиграл самолету МиГ-19С по дальности полета, так как запас топлива (2130 литров) остался без изменения. В результате максимальная практическая дальность полета без подвесных баков на высоте 12000 м уменьшилась с 1110 км до 920 км, т.е. на 17%. Два 760-литровых подвесных бака, заправленными по 600 л, хоть и позволили увеличить ее до 1530 км, но и это было на 260 км меньше, чем на серийном самолете МиГ-19С.

Кроме того, после разгона в горизонтальном полете на высоте 12000-13000 м до максимальной скорости равной 1900-1930 км/час запас топлива оставался не более 600-700 литров, что снижало возможность использования скоростей, близких к максимальным.

При выполнении полета на форсаже в сторону от аэродрома с условием посадки на свой аэродром с 7% остатком топлива (150 литров) самолет СМ - 12 без подвесных баков мог достигать на высоте 14000 м скорости, равной 1840 км/час (меньше максимальной скорости на этой высоте на 60 км/час), однако продолжать дальнейший полет на этой скорости не мог. При этом самолет уходил от аэродрома вылета на расстояние порядка 200 км.

Взлетно-посадочные характеристики (без подвесных баков и с убранными закрылками) претерпели изменения не в лучшую сторону. Длина разбега и взлетной дистанции (до набора высоты 25 м) самолета СМ - 12 с включением форсажа на разбеге составили соответственно 720 м и 1185 м, против 515 м и 1130 м у МиГ-19С, а с включением максимала на разбеге - 965 м и 1645 м у СМ - 12 и 650 м и 1525 м у МиГ-19С.

В связи с высоким температурным режимом в хвостовой части фюзеляжа технический состав, обслуживающий самолет, должен был более тщательно производить осмотр хвостовой части фюзеляжа на отсутствие прогаров, короблений и следить за наличием равномерных зазоров между удлинительной трубой двигателя и экраном фюзеляжа.

Тем не менее сами двигатели РЗ-26 за весь период испытаний проявили себя с лучшей стороны. При наборе высоты, в горизонтальном полете и при планировании они работали устойчиво во всем рабочем диапазоне изменения высот и скоростей полета самолета СМ - 12, а также при выполнении фигур пилотажа, в том числе при кратковременном действии отрицательных и близких к нулю вертикальных перегрузок (без признаков масляного голодания).

Запас устойчивости по помпажу на форсажном и максимальном режимах при испытаниях составил не менее 12,8-13,6%, что соответствовало лучшему мировому уровню. Однако в связи с применением на двигателях РЗ-26 лопаток 2-5 ступеней компрессора из алюминиевого сплава военные потребовали от Главного конструктора ОКБ-26 проведения конструктивных мероприятий по обеспечению стабильности помпажных характеристик двигателей РЗ-26 по мере выработки ресурса.

Двигатели РЗ-26 также работали устойчиво при пробах приемистости от режима малого газа до номинального, максимального или форсажного режимов и при дросселировании с этих режимов до режима малого газа на земле и в полете на высотах до 17000 м при плавных и резких (за 1,5-2,0 сек) перемещениях рычагов управления.

Форсаж двигателей надежно включался до высот 15500 м на скоростях 400 км/час по прибору и более, что расширяло боевые возможности самолета СМ - 12 на больших высотах по сравнению с самолетом МиГ-19С. Таким образом, основные эксплуатационные параметры работы двигателей во всех случаях находились в нормах технических условий. К работе двигателей у военных не было особых претензий, что не скажешь о системе их запуска. Так, запуск двигателей РЗ-26 на земле оказался значительно хуже, чем РД-9Б на самолете МиГ-19С. При температурах ниже -10 С запуск был возможен только от аэродромного агрегата АПА-2. Автономный запуск двигателей при минусовых температурах практически невозможен, а запуск двигателей, в особенности запуск второго двигателя при работающем первом, от бортовой аккумуляторной батареи 12САМ-28, а также от стартовой тележки СТ-2М был ненадежным даже при положительных температурах атмосферного воздуха. В связи с этим военные потребовали от ОКБ-26 и ОКБ-155 провести мероприятия по повышению надежности, обеспечению автономности и сокращению времени запуска на земле двигателей РЗ-26. Запуск двигателей в полете происходил надежно на высоте 8000 м при скорости по прибору более 400 км/ час, а на высоте 9000 м при скорости по прибору более 500 км/час.

На самолете СМ - 12 была обеспечена устойчивая работа двигателей РЗ-26 при стрельбе из пушек НР-30 без локализаторов на высотах до 18000 м и стрельбе реактивными снарядами С-5М без использования клапанов сброса топлива на высотах до 16700 м. Для проверки устойчивости работы двигателей РЗ-26 при стрельбе снарядами С-5М из блоков ОРО-57К стрельба производилась при всех возможных условиях полета. Во всех полетах с серийно-залповой стрельбой снарядами С-5М и стрельбой из пушек НР-30 без локализаторов двигатели РЗ-26 с отключенными клапанами сброса топлива работами устойчиво. Число оборотов и температура газов за турбиной двигателей при стрельбе практически не изменялись. Это свидетельствовало о нецелесообразности установки клапанов сброса топлива на двигателях РЗ-26 при применении на самолете СМ - 12 реактивных снарядов С-5М из 4-х блоков ОРО-57К. Характеристика технического рассеивания при стрельбе в тире и устойчивость пристрелки пушечного вооружения соответствовали требованиям ВВС, и не превышали двух тысячных дальности. Однако при стрельбе из пушек на числах М=1,7 самолет СМ - 12 имел значительные колебания по крену и несколько меньшие по углу тангажа, парировать которые отклонением органов управления не представлялось возможным, так как самолет начинал еще больше раскачиваться. Естественно это сказывалось отрицательно на точность стрельбы.

Реактивное вооружение в процессе испытаний также работало надежно. Сила отдачи при серийно-залповой стрельбе 32 реактивными снарядами С-5М (по 4 снаряда в каждом залпе) ощущалась значительно меньше, чем при стрельбе из пушек НР-30. Однако установленный на самолете прицел АСП-5Н-В4 не мог обеспечить необходимую точность стрельбы снарядами С-5М, что снизило эффективность боевого применения реактивного вооружения.

Дальность действия радиодальномера СРД-5А не обеспечила использование всего диапазона дальности, отрабатываемого прицелом (до 2000 м). Если дальность действия радиодальномера по самолету МиГ-19 при атаках под ракурсом 0/4 составляла 1700-2200 м, то при атаках под ракурсами 1/4 и более только 1400-1600 м. При этом сопровождение по дальности осуществлялось устойчиво. Ложных захватов радиодальномером в момент стрельбы из пушек не отмечено. Радиодальномер также устойчиво срабатывал по земле с высоты 1000 м. Дальность действия станции защиты хвоста "Сирена-2" при атаке самолетом Як-25М с радиолокационным прицелом РП-6 с задней полусферы с ракурсом 0/4 составила 18 км, что соответствовало требованиям ВВС .

По мнению ведущих летчиков-испытателей и летчиков облета истребитель СМ - 12 по технике пилотирования во всем диапазоне эксплуатационных скоростей и высот полета, а также на взлете и посадке практически не отличался от самолета МиГ-19С.

Устойчивость и управляемость самолета СМ - 12 в диапазоне эксплуатационных скоростей и высот полета в основном аналогичны устойчивости и управляемости самолета МиГ-19С, за исключением более выраженной по сравнению с МиГ-19С неустойчивости по перегрузке на околозвуковых скоростях полета на больших углах атаки. Неустойчивость по перегрузке в большей степени проявлялась при наличии наружных подвесок или с выпущенными воздушными тормозами. На самолете СМ - 12 выполнялись фигуры простого, сложного и высшего пилотажа: петли и полупетли, перевороты и пикирования, боевые развороты, бочки, виражи-спирали, разгоны и торможения. При этом выполнение вертикальных и горизонтальных фигур пилотажа на самолете СМ - 12 аналогично выполнению их на самолете МиГ-19С. Координированные скольжения возможно было выполнять во всем диапазоне скоростей и чисел М, крен при этом на больших приборных скоростях и числах М не превышал 5-7°.

Полеты для проверки аварийного электрического управления стабилизатором выполнялись на скоростях по прибору до 1100 км/час на высотах 2000-10000 м и до чисел М=1,6 на высотах 11000-12000 м. Пилотирование самолета при этом, требовало от летчика более точных .движений ручкой управления, особенно в диапазоне чисел М=1,05-1,08. Неточность движения ручкой управления могла привести к раскачке самолета . По мнению летчиков-испытателей, учитывая все отмеченные выше преимущества и недостатки самолета СМ - 12 по сравнению с МиГ-19С, было целесообразно рекомендовать его к принятию на вооружение частей ВВС вместо самолета МиГ-19С, при условии устранения выявленных дефектов.

В связи с этим, ГК НИИ ВВС просил Председателя Госкомитета СМ СССР по авиатехнике обязать ОКБ-155 отработать образец самолета СМ - 12 для серийного производства и предъявить его на контрольные испытания до запуска в серию, с выполнением на нем необходимых доработок.

Но делать это не пришлось. Руководство МАП необоснованно сочло, что резервы машины уже исчерпаны, и совершенствовать ее не имеет смысла.

Кроме того, в это время уже успешно проходили испытания прототипа истребителя МиГ-21, обладавшего более высокими характеристиками, чем самолеты семейства «СМ». В целом, все говорит о том, что работы по СМ-12 и его модификациям велись для подстраховки, на случай неудачи с будущим МиГ-21.

Тем не менее на этом история истребителей СМ - 12 не закончилась. В дальнейшем самолеты СМ - 12 /3 и СМ - 12 /4 внесли немалый вклад в отработку управляемых ракет К-13, которые впоследствии долгое время находились на вооружении истребительной авиации.

Как видим, единственным недостатком самолетов СМ-12 была малая дальность полета, особенно на форсажном режиме. Данный недостаток был следствием прожорливости используемых на нем двигателей РЗ-26. Однако, следует отметить тот факт, что значительно позднее в Китае на МиГ-19 также был установлен сверхзвуковой воздухозаборник с неподвижным центральным телом. Самолет получил наименование J-6HI и при двигателях РД-9 развивал скорость до 1700км/ч.

Китайский J-6HI

По сравнению с китайским аналогом, СМ-12 имел более прогрессивное входное устройство, а также облагороженную аэродинамику. Поэтому можно утверждать, что со штатными двигателями РД-9, СМ-12 мог достичь скорости порядка 1800 км/ч, при сохранении дальности в 1300км. Таким образом, на базе МиГ-19 ОКБ-155 удалось создать вполне удачный истребитель, способный противостоять любым американским машинам «сотой» серии, т.е. выполнять основные требования, предъявляемые к МиГ-21.

Тактико-технические характеристики СМ-12/3
Размах крыла, м 9.00
Длина, м 13.21
Высота, м 3.89
Площадь крыла, м2 25.00
- пустого самолета
- максимальная взлетная 7654
- топлива 1780
Тип двигателя 2 ТРД Р3М-26
Тяга, кгс 2 х 3800
Максимальная скорость, км/ч 1926
Практическая дальность, км
- нормальная 920
- с ПТБ 1530
Скороподъемность, м/мин 2500
Практический потолок, м 17500
Макс. эксплуатационная перегрузка 8
Экипаж, чел 1


Использованная литература:
Авиация и космонавтика 1999 07
Ефим Гордон. "Первый советский сверхзвуковой"
Крылья России. "История и самолеты ОКБ "МиГ"
Крылья Родины. Николай Якубович."Истребитель МиГ-19"
Авиация и время 1995 05
Николай Якубович "Первые сверхзвуковые истребители МиГ-17 и МиГ-19"

Автор Эдуард Решетников

 
Социальные комментарии Cackle
Loading...

© 2009 Технополис завтра

Перепечатка  материалов приветствуется, при этом гиперссылка на статью или на главную страницу сайта "Технополис завтра" обязательна. Если же Ваши  правила  строже  этих,  пожалуйста,  пользуйтесь при перепечатке Вашими же правилами.