Китайский истребитель следующего поколения
В районе авиазавода в Чэнду сегодня 26 декабря в сопровождении истребителя J-20S состоялся первый полет предположительно китайского истребителя следующего поколения.
Слухи уже не одну неделю ходили, что этот самолет должен полететь до конца года — и вот наконец-то.
Смелое решение — китайцы использовали схему чистого летающего крыла. Причем полной бесхвостки. Отсюда следует, что скорее всего это никакой не истребитель, а ударная машина прорыва ПВО.
Вообще аппарат чем-то напоминает шведский SAAB J-35 Draken:
Ну потому что аэродинамику-то никто отменить не в состоянии, а шведы были очень умными. Конечно, реализована эта схема у китайцев на новом уровне — шведы в середине 1950-х годов не были связаны требованиями малой радиолокационной заметности, поэтому у них на J-35 обычное вертикальное оперение и вполне классический цилиндрический фюзеляж, с эллиптическими воздухозаборниками по бокам.
Необычное крыло, кстати, придумано не шведами — это так называемое крыло Бартини, придуманное в СССР (но успешно прогаженное нашими туповатыми КБ, занятыми взаимным подсиживанием куда сильнее, чем нахождением оригинальных идей). Это треугольное крыло двойной стреловидности.
В 1950-х годах советская внешняя разведка получила проект истребителя Saab 35 Draken благодаря действиям полковника ВВС Швеции Стига Веннерстерёма, позже осуждённого за шпионаж. Но даже это не помогло нашей системе — там как уцепились за немецкую схему Курта Танка (МиГ-9, МиГ-15, МиГ-19) — так в неё и долбились до упора.
Между прочим, на истребителе SAAB J-35 Draken был впервые выполнен манёвр, позднее получивший название «Кобра». Без всяких моторов с управляемым вектором тяги и цифровых систем стабилизации — просто за счет выдающейся аэродинамики крыла и удачной компоновки.
Максимальная скорость:
на высоте 11000м : 2125 км/ч (М = 2,0)
на уровне моря : 1100 км/ч
Дальность полёта: 3250 км с подвесными топливными баками
Практический потолок: 20 420 м (да-да, советские аппараты до появления МиГ-25 сосали)
Нагрузка на крыло: 231,6 кг/м²
Длина ВПП для взлета: 800 м
Выдающиеся характеристики для одномоторной машины. Двигатель, кстати, тоже интересный — Volvo Flygmotor RM 6C (он же Rools-Royce Avon Series 300) турбореактивный с форсажной камерой, тяга: 56,89 кН обычная и 78,51 кН форсаж. Примерно соответствует мотору Р-25-300, который ставился на МиГ-21. Только вот Р-25-300 появился лишь в 1970 году (и был всё же послабее Volvo Flygmotor RM 6C, который, как можно заметить — производили с конца 50-х годов).
В то время Швеция только имела одну сверхзвуковую аэродинамическую трубу, которая позволяла испытывать модель самолета только в масштабе 1/50. Вскоре СААБ, пользуясь финансовой поддержкой правительства начала осуществлять строительство новой трубы. СААБ планировала проводить первоначальные дозвуковые исследования новых конструкции в этой трубе, с последующими испытаниями в аэродинамических трубах США.
Самыми сложными моментами в конструировании «Дракена» стали вопросы, связанные с аэродинамикой крыла, его формой и двигателем, в первую очередь конструкцией форсажной камеры. Обычно в процессе проектирования нового самолета прежде всего разрабатывается его аэродинамическая схема, а затем соответствующая ей компоновочная схема, обеспечивающая размещение экипажа, двигательной установки, топлива, оборудования и вооружения. Это достигается путем последовательных приближений с использованием компромиссных решений. Шведские конструкторы, проектируя самолет «Дракен», поступили наоборот, исходя из того соображения, что в первую очередь нужно определить наилучшее относительное расположение тех частей самолета, которые ни в коем случае нельзя размещать произвольным образом, а потом уже положение тех, которые можно поместить спереди, сзади либо внутри первых. К первым причислялись — воздухозаборники, двигатель, крыло и оперение, а ко вторым — кабина пилота, топливные баки, шасси, вооружение, оборудование и т.д., и т.п.
Путем оптимизации компоновки можно получить наименьшее миделево сечение самолета. При этом поперечные сечения воздушных каналов и двигателя оказываются определяющими. Кресло пилота, электроника и другое оборудование были размещены перед двигателем, а топливные баки, главные стойки шасси и часть вооружения — в консолях крыла, за воздухозаборниками. Всепогодность подразумевала установку дополнительных приборов и оборудования, а скороподъемность — наоборот, максимальную экономию веса.
Классические схемы не позволяли «впихнуть» в планер ограниченных размеров необходимое количество топлива, электроники, оружия и боеприпасов. Достаточные внутренние объемы (за счет корневых частей крыла) обещала только-только входившая в моду «дельта», к которой и обратились создатели «Дракена». Однако после весовой прикидки возникла проблема со слишком задней центровкой, т.е. требовалось либо удлинять нос, либо снова искать нетривиальное решение. И оно было найдено в виде двойной дельты, то есть у законцовок крыла был уменьшен угол стреловидности с 80° до 57°. Поскольку самолет с малым сопротивлением формы должен иметь и малое интерференционное сопротивление, что характерно для низко и высокопланов, то и была принята схема среднеплана с учетом правила площадей.
В результате были определены диаметр и длина фюзеляжа, а также местоположение и минимальный размах крыла. Следующим шагом был выбор профиля и формы крыла с минимальным сопроти-влением при сверхзвуковой скорости полета. Величина полного аэродинамического сопротивления складывается из сопротивления трения (в принципе такого же, как и при дозвуковой скорости), волнового, индуктивного и интерференционного сопротивлений. Волновое сопротивление прямо пропорционально квадрату площади поперечного сечения и обратно пропорционально площади крыла, а сопротивление трения пропорционально площади крыла.
Считается, что уменьшение волнового сопротивления должно происходить при уменьшении как площади крыла в плане, так и его поперечного сечения. Поскольку в крыле размещаются топливо, вооружение и шасси, то уменьшить сечение крыла можно было только в его концевых частях. Так получился излом передней кромки (с большим углом стреловидности в корневых частях крыла), который оказался подходящим как для сверхзвуковых скоростей полета, так и для скорости приземления. Дело в том, что треугольное крыло такого типа характеризуется меньшим поперечным сечением при оптимальной несущей поверхности, большим внутренним объемом и большим углом стреловидности околофюзеляжных частей, более близким положением центра тяжести крыла относительно центра давления, более благоприятным распределением площади поперечного сечения в продольном направлении и оптимальным выдвижением воздухозаборников к носу самолета.
Применение излома передней кромки крыла привело к тому, что при малой относительной толщине профиля получена большая строительная высота крыла, по-зволяющая разместить в нем воздушные каналы, а также топливные баки, шасси и часть оборудования. Уменьшение же угла стреловидности концевых частей крыла благоприятствовало безотрывному обтеканию при малых скоростях (больших углах атаки).
С этой точки зрения аэродинамическая схема самолета «Дракен» оригинальна — она оказала влияние на выбор схем таких самолетов, как YF-12 (SR-71), Ту-144, «Конкорд» и даже F-16, YF-17 и F-18 (как тут не вспомнить Черановского, который сразу после В.О.В. в результате теоретических обоснований пришел к мысли о том, что будущее за истребителями с переменной стреловидностью крыла — от большей к меньшей). Большой угол стреловидности передней кромки крыла в прифюзеляжной части обеспечивает малое сопротивление самолета в полете со сверхзвуковыми скоростями, а также незначительное изменение положения центра давления самолета при переходе через скорость звука, а следовательно, и стабильность его балансировки на различных режимах полета.
Применение треугольного крыла с увеличенным углом стреловидности в корневых частях и малой удельной нагрузкой позволило самолету «Дракен» приземляться со скоростью 215 км/ч, несмотря на отсутствие механизации.
Но все это пришло позднее, а пока до создания настоящего самолета было еще далеко. Из-за большого технического риска проекта было решено проводить исследования на летающих моделях. Предварительная работа проводилась с запускаемыми рукой бумажными моделями, различного веса и форм. Позже были сделаны кордовые модели из дерева размахом крыла 92 см и длиной 110 см, оснащенные прямоточным воздушно-реактивным двигателем или пульсирующим реактивным двигателем. Последний выдавал приблизительно 2.1 кг тяги.
Первая модель сгорела по причине отказа двигателя, две других из-за отказа управления, но доказать жизнеспособность проекта они успели. Следующая кордовая модель имела более сложную конструкцию. На сей раз изделие собрали из 6 мм листового алюминия, использовав более мощный двигатель. Запас топлива обеспечивал продолжительность полета до двух минут. Взлетный вес новых моделей был приблизительно равен 6 кг. «Пилот» модели получил возможность более лучшего контроля за моделью. На месте управления смонтировали кинокамеру, счетчик оборотов, и индикатора угла отклонения элевонов, соответственно управление моделью было значительно улучшено. Радиус полета модели равнялся 19 м и один оборот самолет совершал за 5 сек. Единственная жалоба «пилотов» состояла в том, что у них в конце полета модели начинала кружиться голова. Одну из моделей оснастили по требованию ВВС хвостовым оперением, а всего опробовали три различных конфигурации. Единственное, что было с ними плохо — высокая аварийность при посадке, так что разбили все модели.
Работа с моделями окончательно подтвердила верность технических решений, принятых инженерами СААБ. Сразу после этого приступили к постройке пилотируемой уменьшенной копии будущего самолета. Постройка самолета, получившего шифр СААБ-210 была начата в 1950 г. и закончена менее, чем через 18 месяцев. 21 января 1952 г., как только улучшилась погода и отладили сервосистему управления, самолет под управлением «фирменного» пилота Бенгта Р.Олафо ушел в первый полет, взлетев с аэродрома СААБ в Таннефорс и приземлившись в Линчопинге.
После окончания работ с этим самолетом, группа конструкторов СААБ, увеличившаяся к этому времени с 12 человек в мае 1950 г., до 30 человек (привет советским КБ с сотнями человек дармоедов) — приступила к созданию самолета с крылом двойной стреловидности, макет которого в мае 1952 г. был одобрен представителями ВВС и который получил название СААБ-35 «Дракен». В дополнении к исследованиям, проводившимся на «Лиль Дракене» необходимо было отработать те элементы конструкции, которые так и не удалось отработать на летающей лаборатории. В эти элементы входило — отработка катапультного кресла пилота (КК); топливной системы самолета, для которой построили стенд, имитирующий условия полета; также проверка материалов, которые будут использоваться в конструкции самолета, для чего их проверяли в условиях, имитирующих температуры до -70 гр. и высоты до 30.000 м. Также модель самолета погружали в воду с примесью алюминиевого порошка, при этом исследовали систему вихрей, образующихся при обтекании самолета потоком.
К вычислениям, кроме компьютеров, имеющихся у СААБ, подключили компьютеры, находящиеся в ведении правительства. Также была создана математическая модель, имитирующая попадание птицы весом 5 кг в фонарь самолета при скорости 1.300 км/ч. Стоит сказать, что со стороны правительства, создание «Дракена» получило широкую поддержку. К 1955 г. стало ясно, что расходы на программу потребуют очень больших расходов. И с этого момента создание самолета переходило на качественно другой уровень. Грубо говоря, вопрос стоял в следующем — может ли Швеция сохраняя нейтралитет создавать собственную военную технику, или нет. Поэтому и отношение к проекту стало более тщательным, ведь права на ошибку не было.
Первые чертежи «Дракена» появились в октябре 1952 г. После формулирования технических требований в январе 1953 г., в марте начали постройку, и к августу 1953 г. была установлена первая партия, включающая в себя четыре прототипа — три для летных испытаний и один для статических (впоследствии, его обклеили 5.000 тензодатчиками и загрузили до перегрузки 12 ед.). Один из трех предсерийных самолетов должен был стать двухместной версией. Освоение производства самолета потребовало около 25.000 инструментов, 300 сборочных стапелей основных узлов и 3.500 стапелей для второстепенных узлов.
Выкатка первого самолета (с/н 35-1) произошла летом 1955 г. 25 октября 1955 г. самолет под управлением Бенгта Р.Олафо совершил первый полет. Два других прототипа в скором времени были готовы и также приняли активное участие в испытаниях. Второй опытный экземпляр был испытан в марте, а третий в июне 1956 г. Необходимо добавить, что первые три самолета обозначались как СААБ-35 и оборудовались двигателями Роллс-Ройс «Авон» RB-146. Позже они получили шведское обозначение RM6B и оснащались форсажной камерой шведской разработки SFA мод.65. Позже на первых 62 самолетах вместо форсажной камеры SAF мод.65 установили ее дальнейшую модификацию SAF мод.66. С 63 самолета устанавливали камеру SAF мод.67.
Летные испытания прототипов растянулись на долгих 24 месяца. 26 января 1956 г. самолет преодолел скорость звука, без включения форсажа, а два месяца спустя скорость звука на этом же самолете была преодолена в наборе высоты (уже с форсажем). Третий прототип проходил испытания на севере Швеции в Лулеа, условиях сильных холодов.
Военный заказ на первые «Дракены» был выдан еще в 1952 году. Но в 1956 г. ВВС решили, что его требования слишком либеральны, и пожелали скорость — не менее 1.8М, а время подъема на высоту 10000 м сократили вдвое. На опытных самолетах при форсировании двигателя была достигнута скорость 1480 км/ч на высоте 11000м, что соответствует 1,4Мах. Летные испытания первого предсерийного самолета J35A, оснащенного более мощным двигателем, были проведены 15 февраля 1958 г. При этом скорость полета на высоте 11000 м составила 1910 км/ч (1,8 Мах).
Хотя слухи о появлении нового шведского истребителя и циркулировали в мировых авиационных кругах, самолет был показан в воздухе только через год после первого полета. Производили СААБ-35 на заводе в Линчопинге, основным отличием которого являлось то, что цеха завода находились приблизительно на 30 м (100 фт.) ниже уровня земной поверхности, что по идее должно было обеспечить защиту от бомб. Детали подавались вниз по спиральному конвейеру, поднимаясь вверх в виде готового самолета. Стоит добавить, что изменений в сборке самолетов СААБ не произошло и в наше время, и самолеты до сих пор собираются под землей.