Евгений Ружицкий - Европейские самолеты вертикального взлета
Рабочее проектирование СВВП Як-141 началось в 1985 г. под руководством главного конструктора В. Н. Павлова при участии генерального конструктора А. Н.
Дондукова и его заместителя В. Г. Дмитриева. Было построено четыре опытных самолета Як-141: два для летных испытаний и два для наземных (один для статических испытаний и один для отработки силовой установки). Была также начата постройка двухместного тренировочного варианта. Первый опытный самолет, пилотируемый летчиком-испы- тателем А. А. Синицыным, совершил первый полет 9 марта 1987 г. по-самолетному, взлетая с разбегом, а полеты на режиме висения были выполнены на втором опытном самолете в конце 1984 г., на котором 13 июня 1990 г. был совершен полет по полному профилю с вертикальным взлетом и посадкой.
СВВП Як-38 и Як-141
Базирование СВВП Як-141 предусматривалось на ТАВКР «Адмирал Горшков», на котором была удлинена полетная палуба, установлен газоотбойный щит и подпалубные газоотводящие колодцы. 21 сентября 1991 г. А. А. Синицын впервые посадил первый опытный самолет Як-141 на палубу ТАВКР, второй опытный самолет посадил В. А. Якимов, начав испытания по определению совместимости самолета и его систем с кораблем. Однако 5 октября при подходе к кораблю В. А. Якимов не сумел погасить скорость самолета, самолет ударился о палубу, начался пожар, летчик успешно катапультировался и не пострадал, но самолет был разрушен, а испытания были прекращены.
К концу 1992 г. обе летные машины налетали 210 ч и выполнили 250 полетов, в ходе которых А. А. Синицын достиг максимальной скорости, соответствующей числу М=1,8, и установил 12 мировых рекордов скороподъемности и высоты полета для СВВП с грузом в одну и две тонны, превысив достижения, ранее принадлежавшие английскому истребителю «Харриер». В число этих рекордов входит максимальная высота полета 13 100 м с нагрузкой 1000 кг и 2000 кг («Харриер» в 1979 г. достиг высоты 8674 м). Время набора высоты 3000, 6000, 9000 и 12 000 м составило, соответственно 62, 6, 74.8, 89,5 и 116,2 секунды с нагрузкой 1000 кг и 68,6, 88.9, 109,9 и 130,5 секунды с нагрузкой 2000 кг при максимальной вертикальной скороподъемности около 250 м/с.
СВВП Як-141 на стоянке
Разработка самолета Як-141, значительно опережающего зарубежные разработки, была долгое время засекречена. Только 15 июня 1991 г. на 39-м авиакосмическом салоне в Париже на стенде ОКБ им. А. С. Яковлева была показана модель самолета и видеофильм о его полетах, а с докладом о создании Як-141 выступил генеральный конструктор А.Н. Дондуков. Первая демонстрация опытного самолета Як-141 за рубежом состоялась в сентябре 1992 г. на выставке в Фарнборо, вызвав восторженные отзывы в печати, а в России – на выставке МАКС-93. Самолет получил кодовое название НАТО «Фристайл».
Французский журнал «Air et Cosmos/Aviation Magazine» 21-27.IX. 1992 в статье «Як-141 по-прежнему не имеет себе равных на Западе» подчеркивал, что «самолет потому привлек к себе столько любопытных, что подобных ему на Западе не существует. Это действительно единственный в мире сверхзвуковой самолет, способный выполнять вертикальный взлет, в то время как англичане и американцы еще только занимаются исследованиями в этой области».
Летные испытания СВВП Як-141
Посадка СВВП Як-141 на палубу ТАВКР «Адмирал Горшков»
К сожалению, решение о серийном производстве Як-141 для Вооруженных Сил России было отложено, а государственное финансирование программы было значительно уменьшено. ОКБ, тем не менее, сумело продолжить программу летных испытаний за счет привлечения собственных средств, используя поступления от других программ, однако к этому времени возникли сомнения в ее целесообразности. Это связано с тем, что у нас стало больше уделяться внимания развитию корабельной истребительной авиации с укороченным взлетом и посадкой. Обусловлено это тем, что как бы ни совершенствовались боевые СВВП, они никогда не смогут сравниться с обычными самолетами по дальности и боевой нагрузке. Поэтому на пятом отечественном авианесущем крейсере «Адмирал Кузнецов» были установлены трамплин и аэрофинишеры, обеспечивающие использование истребителей Су-27 и МиГ-29 в корабельном варианте, а на строившемся атомном авианосце «Ульяновск» предполагалась установка катапульт.
В условиях современной российской политической неопределенности не представляется возможным давать хоть сколько-нибудь достоверные прогнозы, однако можно полагать, что реальная ниша для Як-141 все же существует. Даже при сохранении ориентации на катапультно-финишерные авианосцы необходимость создания мобильных сил быстрого реагирования обуславливает потребность в СВВП примерно с тем же кругом задач, что и у американского СВВП AV-8B корпуса морской пехоты.
Наконец, в мире существует много стран, которые не могут позволить себе постройку крупных авианосцев, но желают иметь корабельную авиацию. Поэтому экспортный потенциал Як-141, несомненно, очень высок, в связи с чем ОКБ развивает сотрудничество с зарубежными партнерами, предлагая им принять участие в завершении летных испытаний и доводке СВВП Як-141 до серийного производства. Однако при этом следует учесть жесткую конкуренцию на рынке авиационной военной техники, которая заставляет вооруженные силы ведущих зарубежных стран в первую очередь ориентироваться на поддержку своих собственных проектов, например программы JSF.
Летчик-испытатель А.А. Синицын у самолета Як-141
КонструкцияСВВП Як-141 выполнен по схеме высокоплана, с комбинированной силовой установкой с такой же схемой расположения двигателей, как и на Як-38, двухки- левым вертикальным оперением и трехопорным шасси. Конструкция планера самолета на 26% (по массе) выполнена из КМ, включая уг- лепластиковые поверхности хвостового оперения, закрылки, носки и наплывы крыла, причем остальная конструкция выполнена главным образом из коррозионностойких алюминиево-литиевых сплавов, чтобы уменьшить ее массу.
Фюзеляж прямоугольного сечения, выполнен по правилу площадей, имеет заостренную носовую часть, в которой размещается кабина летчика с катапультным креслом К-36В, как на самолете Як-38, конструкции ОКБ «Звезда», обеспечивающим автоматическое покидание самолета на вертикальных и переходных режимах полета при возникновении критических ситуаций. Два подъемных двигателя размещены сразу за кабиной летчика, подъемный маршевый двигатель располагается в хвостовой части фюзеляжа.
Демонстрация СВВП Як-141 на выставке в Фарнборо в 1992 г.
Крыло высокорасположенное, стреловидное, с изломом задней кромки и корневыми наплывами, имеет отрицательное поперечное V – 4° и угол стреловидности по передней кромке 30°. При размещении самолета на корабле консоли могут складываться, почти вдвое уменьшая размах крыла. Крыло имеет развитую механизацию, состоящую из поворотных носков в корневой и складывающихся частях, закрылков в корневой части и элевонов на складывающихся частях.
Оперение стреловидное, двухкилевое, установлено на двух консольных балках, имеет рули высоты и направления.
Силовая установка.
Подъемно-маршевый двигатель Р-79 московского НПО «Союз» (генеральный конструктор В. А. Кобченко) имеет круглое сопло, которое поворачивается на максимальный угол до 95° для отклонения тяги при вертикальном взлете и посадке. Помимо чисто вертикального взлета Як-141 может использовать еще два способа взлета: короткий взлет с разбегом и сверхкороткий взлет с проскальзыванием. Для обоих этих видов взлета сопло подъемно-маршевого двигателя отклоняется на угол 62°, причем при взлете с разбегом поворот сопла на этот угол происходит после начала разбега, а при взлете с проскальзыванием (с длиной разбега около 6 м) угол поворота 62° устанавливается до начала движения самолета при работе двигателя на форсаже.
Двигатель выполнен по двухвальной двухконтурной схеме со сверхзвуковым регулируемым соплом и имеет модульную конструкцию, одноступенчатый компрессор низкого давления и шес- тиступенчатый высокого давления, от которого также производится отбор воздуха для струйной системы управления. Впервые в мировой практике для подъемно- маршевого двигателя осуществлен форсаж во втором контуре поворотного сопла, обеспечивающий увеличение тяги более чем на 66 % (от 9300 кгс до 15 500 кг).
По воротное сопло состоит из двух скошенных секций, которые, вращаясь в противоположных направлениях, обеспечивают отклонение среза сопла на 62 с для короткого взлета и на 95° для вертикального взлета. Система управления автоматическая, трехканальная, электронная, со сдвоенным гидромеханическим усилителем. Поворотное сопло размещено между консольными балками и обеспечивает баланс тяги ПМД и ПД на переходных режимах и режиме висения, чтобы составляющая их тяги проходила через центр тяжести самолета.
