Экспериментальные истребители серии Е (часть-2) Е-8 – опережающий время
В 2000 году, когда широкой авиационной общественности был продемонстрирован новый истребитель МиГ 1.44 МФИ (многоцелевой фронтовой истребитель), который являлся опытно-экспериментальным российским прототипом истребителя 5-го поколения, многие знатоки авиации отметили, что компоновка машины в чем-то напоминает серийный американский истребитель F-16. В то время лишь немногие авиационные специалисты, представлявшие старшее поколение, отметили, что это не совсем так. Новый российский истребитель действительно имеет сходство с F-16, но в то же время американский истребитель повторяет внешние черты опытного микояновского истребителя Е-8, который появился на свет практически на 15 лет раньше F-16. Экспериментальный истребитель Е-8 еще в 60-е годы являлся самолетом, который на много лет опережал свое время.
Опытный истребитель-перехватчик Е-8 разрабатывался как глубокая модернизация серийного истребителя МиГ-21ПФ, однако имел такое количество новых конструкционных особенностей, что ему уже на начальном этапе проектирования в 1960 году решено было присвоить будущий индекс МиГ-23. Первоначально планировалось, что новый истребитель заменит в производстве МиГ-21П и будет массовым самолетом. Создание новой машины велось в соответствии с решение комиссии ВПК от 30 мая 1960 года о разработке истребителя-перехватчика МиГ-23. Данный самолет был развитием МиГ-21ПФ, оснащенным новой системой вооружения С-23, разработанной на основе РЛС «Сапфир-1», инфракрасного пеленгатора «Спектр», а также двух ракет К-23 с увеличенной дальностью полета. Новый истребитель Е-8 предназначался для уничтожения воздушных целей как в передней, так и в задней полусферах в любое время суток в простых и сложных метеоусловиях.
Главной проблемой при модернизации самолета было то, что диаметр антенны РЛС «Сапфир» в своем первоначальном варианте существенно превосходил диаметр антенны РЛС ЦД-30Т, именно поэтому разместить ее в носовом конусе серийного истребителя МиГ-21 было невозможно. Данный факт привел к перекомпоновке не только носовой части фюзеляжа, но и всего истребителя в целом. От базовой модели, за исключением оперения, крыла и основных опор шасси (и то не в полном объеме), почти ничего не сохранилось. Более того, возросший взлетный вес нового самолета потребовал установки на него более мощного по сравнению с Р-11Ф-300 двигателя, новый самолет нуждался в силовой установке с тягой минимум на 800-1000 кгс больше своего предшественника. При этом новый двигатель должен был обладать габаритами предыдущего, для того чтобы спокойно занять его место.
Интересен тот факт, что новый двигатель был создан не «родным» ОКБ-300 С. К. Туманского, а КБ при серийном заводе, возглавляемым Н. Г. Мецхваришвили. При этом конструкторы применили метод малых приращений основных параметров базовой модели авиадвигателя: по чуть-чуть увеличили диаметр проточной части компрессора и частоту вращения, повысили степень сжатия, изменили профиль лопаток, использовали новые жаропрочные сплавы для изготовления лопаток турбины. Новый двигатель получил обозначение Р-21Ф-300 (также достаточно распространенно его упрощенное наименование Р-21-300). Данный двигатель имел те же системы, что и Р-11Ф-300, включая противообледенительную систему входной части, кислородную подпитку пусковых воспламенителей (позволяло добиться увеличения высотности запуска). При этом его вес и габариты изменились незначительно.
Новый двигатель успешно прошел стендовые испытания: все требуемые по проекту характеристики были получены уже на 3-м экземпляре авиадвигателя. Создателям удалось повысить его тягу на максимальном режиме работы с 3950 до 4700 кгс, а в режиме форсажа с 6175 до 7200 кгс. Благодаря этому, при взлетном весе истребителя Е-8 6800 кг его тяговооруженность могла превысить единицу.
Среди основных аэродинамических особенностей экспериментального Е-8 можно было выделить три наиболее существенных. Первая – необычный вид воздухозаборника. Вторая – складывающийся во время выпуска шасси подфюзеляжный гребень, который впоследствии использовался на серийном истребителе МиГ-23. Третья – наличие переднего горизонтального оперения (ПГО или «дестабилизаторов») с размахом в 2,6 метра, при этом ПГО не имело механизма управления. На дозвуковых скоростях полета истребителя переднее горизонтальное оперение находилось в свободном флюгерном режиме, а на сверхзвуковых скоростях полета при М>1,5 оно фиксировалось параллельно строительной горизонтали истребителя, что позволяло сдвинуть фокус машины вперед, компенсируя его смещение назад при переходе скорости звука. Данное решение позволяло повысить коэффициент подъемной силы более чем в 2 раза на скоростях, которые соответствовали или превышали М=1,5, и в 2 раза – на скоростях равных М=2,0. На скорости в 2 «маха» на высоте 15 км максимальная допустимая перегрузка должна была вырасти с 2,5 до 5,1, что являлось свидетельством улучшения маневренных качеств машины.
Еще одной новинкой истребителя Е-8 было то, что все топливные баки в фюзеляже были уже не резиновыми (вкладными) баками, как на всех существовавших до этого серийных модификациях МиГ-21. Новые баки входили в конструкцию самолета и в дальнейшем получили распространение на всех без исключения истребителях ОКБ «МиГ». В общей сложности экспериментальный истребитель Е-8 мог принять в свои баки – 5 фюзеляжных баков-отсеков, а также 4 крыльевых бака – 3200 литров топлива. Помимо этого на истребителе Е-8 была создана система сдува пограничного слоя с закрылков во время посадки.
Также на истребителе была смонтирован система спасения «СК», созданная в ОКБ А. И. Микояна. Но, если на первых серийных истребителях МиГ-21 в процессе катапультирования выход кресла из кабины пилота осуществлялся таким образом, что летчик защищался от встречного воздушного потока фонарем кабины, то на Е-8 фонарь уже не защищал пилота (он откидывался набок и сбрасывался отдельно). По этой причине катапультирование было ограничено скоростью в 800 км/ч.
Основные отличия истребителя Е-8 от МиГ-21ПФ:
- новая силовая установка на основе Р-21Ф-300 со всережимным двухстворчатым соплом;
- новые головная и хвостовая часть фюзеляжа, топливные баки самолета (впервые в практике ОКБ) были частью конструкции фюзеляжа;
- наличие плоского подфюзеляжного воздухозаборника с регулируемым вертикальным клином;
- хвостовое оперение и крыло с серийного истребителя МиГ-21ПФ с доработками под новый фюзеляж и стыковку с ним;
- фонарь козырькового типа с открытием в сторону, смонтировано сидение СК-3, система спасения пилота реализована без защиты фонарем кабины;
- установлено переднее горизонтальное оперение (дестабилизатор), горизонтальное оперение опущено на 150 мм;
- один тормозной щиток снизу;
- отклоняемый подфюзеляжный гребень;
- на пилоне под фюзеляжем мог устанавливаться 1 ПТБ емкостью 600 л.
К сентябрю 1961 года проект нового истребителя Е-8 был полностью готов, но создатели комплекса С-23 не сумели вовремя передать для испытаний ни ракеты, ни РЛС, поэтому на Е-8 было решено временно установить обычную систему вооружения ЦД-30ТП, две серийные ракеты К-13 и инфракрасный визир «Самоцвет». Пушечное вооружение на экспериментальном истребителе предусмотрено не было. При этом истребитель начали обозначать, как МиГ-21М. Всего было собранно два летных экземпляра машины: в январе 1962 года был готов Е-8/1, а в мае того же года – Е-8/2.
На обоих прототипах вместо РЛС были смонтированы их габаритно-весовые макеты и КЗА. Первый полет истребителя Е-8/1 состоялся 17 апреля 1962 года, самолет поднял в воздух Г. К. Мосолов, летчик-испытатель ОКБ-155. В этом и последующих испытательных полетах, помимо определения характеристик управляемости и устойчивости истребителя, снятия высотных и скоростных показателей, отрабатывался механизм ПГО, уточнялись алгоритмы управления воздухозаборником, а также решались другие задачи. В целом новая машина обнадеживала создателей. В то же время все портила ненадежность новой силовой установки. Практически в каждом полете фиксировались перегревы, помпажи и т.п. Не менее 6 раз двигатель истребителя самопроизвольно останавливался.
11 сентября 1962 года во время выполнения 40 полета истребитель Е-8/1 потерпел аварию и разбился в 60 км юго-восточнее аэродрома ЛИИ. Двигатель истребителя разрушился на высоте 10 000 метров при скорости, которая соответствовала М=1,7. Осмотр обломков разбившейся машины показал, что причиной катастрофы стало разрушение диска 6-й ступени компрессора. Осколок данной ступени пробил корпус авиадвигателя и повредил топливный бак и обе гидросистемы, что привело к потере управления машиной и пожару. После этого осколок ударил по правому элерону, разрушив его и пустив самолет в спиральное падение. Летчик-испытатель Мосолов смог катапультироваться из перевернутого истребителя на высоте около 8 километров, повредив при этом ногу и руку. В момент приземления он был еще больше травмирован. Летчик был найден лишь через 2,5 часа после аварии и в тяжелом состоянии госпитализирован. Врачам с трудом удалось спасти летчику-испытателю жизнь.
29 июля 1962 года впервые поднялся в воздух Е-8/2, который пилотировал А. В. Федотов. К 4 сентября на данном истребителе было выполнено 13 испытательных полетов по снятию лётных характеристик с подвеской макетов ракет К-13, отработке силовой установки, исследованию тряски дестабилизатора. На самолете был достигнут практический потолок в 19 650 метров, а также максимальная скорость в 2050 км/ч на высоте в 15 000 метров. Однако после потери первого экземпляра истребителя полеты на Е-8/2 были прекращены. Через некоторое время из-за отсутствия надежности двигательной установки, а также из-за того, что зеркало новой РЛС «Сапфир» удалось значительно уменьшить и вписать в конус серийного истребителя МиГ-21, проект был закрыт. Долгое время после этого истребитель Е-8/2 простоял без дела на летной станции ОКБ в Жуковском, после чего был использован для проведения наземной отработки ряда элементов будущего истребителя МиГ-23.
Новый истребитель можно было довести до требуемого уровня надежности, но в тот момент времени в ОКБ уже полным ходом велась работа по проектированию совершенно нового истребителя МиГ-23, который оснащался крылом изменяемой стреловидности. В то же время фактически в самом начале 1960-х годов новый истребитель Е-8 мог стать машиной маневренного воздушного боя, аналогичной современным истребителям F-16 и МиГ-29
Тактико-технические характеристики Е-8:
Размеры: размах крыла – 7,15 м., длина – 16,9 м.
Площадь крыла – 23,12 кв. м.
Масса самолета нормальная взлетная – 6 800 кг., максимальная взлетная – 8200 кг.
Тип двигателя – ТРДФ Р-21Ф-300, тягой 7 200 кгс.
Максимальная скорость – 2230 км/ч. (М=2,1).
Практический потолок – 20 300 м.
Время набора высоты – 18 000 метров – 5,9 мин.
Вооружение: точки подвески – 2, УР воздух-воздух Р-3С или Р-23Т.
Экипаж – 1 человек.
Источники информации:
-http://www.dogswar.ru/oryjeinaia-ekzotika/aviaciia/4573-istrebitel-perehvatc.html
- http://www.airwar.ru/enc/xplane/e8.html
- http://ru.wikipedia.org
Опытный истребитель-перехватчик Е-8 разрабатывался как глубокая модернизация серийного истребителя МиГ-21ПФ, однако имел такое количество новых конструкционных особенностей, что ему уже на начальном этапе проектирования в 1960 году решено было присвоить будущий индекс МиГ-23. Первоначально планировалось, что новый истребитель заменит в производстве МиГ-21П и будет массовым самолетом. Создание новой машины велось в соответствии с решение комиссии ВПК от 30 мая 1960 года о разработке истребителя-перехватчика МиГ-23. Данный самолет был развитием МиГ-21ПФ, оснащенным новой системой вооружения С-23, разработанной на основе РЛС «Сапфир-1», инфракрасного пеленгатора «Спектр», а также двух ракет К-23 с увеличенной дальностью полета. Новый истребитель Е-8 предназначался для уничтожения воздушных целей как в передней, так и в задней полусферах в любое время суток в простых и сложных метеоусловиях.
МиГ 1.44 МФИ
Главной проблемой при модернизации самолета было то, что диаметр антенны РЛС «Сапфир» в своем первоначальном варианте существенно превосходил диаметр антенны РЛС ЦД-30Т, именно поэтому разместить ее в носовом конусе серийного истребителя МиГ-21 было невозможно. Данный факт привел к перекомпоновке не только носовой части фюзеляжа, но и всего истребителя в целом. От базовой модели, за исключением оперения, крыла и основных опор шасси (и то не в полном объеме), почти ничего не сохранилось. Более того, возросший взлетный вес нового самолета потребовал установки на него более мощного по сравнению с Р-11Ф-300 двигателя, новый самолет нуждался в силовой установке с тягой минимум на 800-1000 кгс больше своего предшественника. При этом новый двигатель должен был обладать габаритами предыдущего, для того чтобы спокойно занять его место.
Интересен тот факт, что новый двигатель был создан не «родным» ОКБ-300 С. К. Туманского, а КБ при серийном заводе, возглавляемым Н. Г. Мецхваришвили. При этом конструкторы применили метод малых приращений основных параметров базовой модели авиадвигателя: по чуть-чуть увеличили диаметр проточной части компрессора и частоту вращения, повысили степень сжатия, изменили профиль лопаток, использовали новые жаропрочные сплавы для изготовления лопаток турбины. Новый двигатель получил обозначение Р-21Ф-300 (также достаточно распространенно его упрощенное наименование Р-21-300). Данный двигатель имел те же системы, что и Р-11Ф-300, включая противообледенительную систему входной части, кислородную подпитку пусковых воспламенителей (позволяло добиться увеличения высотности запуска). При этом его вес и габариты изменились незначительно.
Экспериментальный истребитель Е-8
Новый двигатель успешно прошел стендовые испытания: все требуемые по проекту характеристики были получены уже на 3-м экземпляре авиадвигателя. Создателям удалось повысить его тягу на максимальном режиме работы с 3950 до 4700 кгс, а в режиме форсажа с 6175 до 7200 кгс. Благодаря этому, при взлетном весе истребителя Е-8 6800 кг его тяговооруженность могла превысить единицу.
Среди основных аэродинамических особенностей экспериментального Е-8 можно было выделить три наиболее существенных. Первая – необычный вид воздухозаборника. Вторая – складывающийся во время выпуска шасси подфюзеляжный гребень, который впоследствии использовался на серийном истребителе МиГ-23. Третья – наличие переднего горизонтального оперения (ПГО или «дестабилизаторов») с размахом в 2,6 метра, при этом ПГО не имело механизма управления. На дозвуковых скоростях полета истребителя переднее горизонтальное оперение находилось в свободном флюгерном режиме, а на сверхзвуковых скоростях полета при М>1,5 оно фиксировалось параллельно строительной горизонтали истребителя, что позволяло сдвинуть фокус машины вперед, компенсируя его смещение назад при переходе скорости звука. Данное решение позволяло повысить коэффициент подъемной силы более чем в 2 раза на скоростях, которые соответствовали или превышали М=1,5, и в 2 раза – на скоростях равных М=2,0. На скорости в 2 «маха» на высоте 15 км максимальная допустимая перегрузка должна была вырасти с 2,5 до 5,1, что являлось свидетельством улучшения маневренных качеств машины.
Еще одной новинкой истребителя Е-8 было то, что все топливные баки в фюзеляже были уже не резиновыми (вкладными) баками, как на всех существовавших до этого серийных модификациях МиГ-21. Новые баки входили в конструкцию самолета и в дальнейшем получили распространение на всех без исключения истребителях ОКБ «МиГ». В общей сложности экспериментальный истребитель Е-8 мог принять в свои баки – 5 фюзеляжных баков-отсеков, а также 4 крыльевых бака – 3200 литров топлива. Помимо этого на истребителе Е-8 была создана система сдува пограничного слоя с закрылков во время посадки.
Также на истребителе была смонтирован система спасения «СК», созданная в ОКБ А. И. Микояна. Но, если на первых серийных истребителях МиГ-21 в процессе катапультирования выход кресла из кабины пилота осуществлялся таким образом, что летчик защищался от встречного воздушного потока фонарем кабины, то на Е-8 фонарь уже не защищал пилота (он откидывался набок и сбрасывался отдельно). По этой причине катапультирование было ограничено скоростью в 800 км/ч.
Основные отличия истребителя Е-8 от МиГ-21ПФ:
- новая силовая установка на основе Р-21Ф-300 со всережимным двухстворчатым соплом;
- новые головная и хвостовая часть фюзеляжа, топливные баки самолета (впервые в практике ОКБ) были частью конструкции фюзеляжа;
- наличие плоского подфюзеляжного воздухозаборника с регулируемым вертикальным клином;
- хвостовое оперение и крыло с серийного истребителя МиГ-21ПФ с доработками под новый фюзеляж и стыковку с ним;
- фонарь козырькового типа с открытием в сторону, смонтировано сидение СК-3, система спасения пилота реализована без защиты фонарем кабины;
- установлено переднее горизонтальное оперение (дестабилизатор), горизонтальное оперение опущено на 150 мм;
- один тормозной щиток снизу;
- отклоняемый подфюзеляжный гребень;
- на пилоне под фюзеляжем мог устанавливаться 1 ПТБ емкостью 600 л.
К сентябрю 1961 года проект нового истребителя Е-8 был полностью готов, но создатели комплекса С-23 не сумели вовремя передать для испытаний ни ракеты, ни РЛС, поэтому на Е-8 было решено временно установить обычную систему вооружения ЦД-30ТП, две серийные ракеты К-13 и инфракрасный визир «Самоцвет». Пушечное вооружение на экспериментальном истребителе предусмотрено не было. При этом истребитель начали обозначать, как МиГ-21М. Всего было собранно два летных экземпляра машины: в январе 1962 года был готов Е-8/1, а в мае того же года – Е-8/2.
На обоих прототипах вместо РЛС были смонтированы их габаритно-весовые макеты и КЗА. Первый полет истребителя Е-8/1 состоялся 17 апреля 1962 года, самолет поднял в воздух Г. К. Мосолов, летчик-испытатель ОКБ-155. В этом и последующих испытательных полетах, помимо определения характеристик управляемости и устойчивости истребителя, снятия высотных и скоростных показателей, отрабатывался механизм ПГО, уточнялись алгоритмы управления воздухозаборником, а также решались другие задачи. В целом новая машина обнадеживала создателей. В то же время все портила ненадежность новой силовой установки. Практически в каждом полете фиксировались перегревы, помпажи и т.п. Не менее 6 раз двигатель истребителя самопроизвольно останавливался.
11 сентября 1962 года во время выполнения 40 полета истребитель Е-8/1 потерпел аварию и разбился в 60 км юго-восточнее аэродрома ЛИИ. Двигатель истребителя разрушился на высоте 10 000 метров при скорости, которая соответствовала М=1,7. Осмотр обломков разбившейся машины показал, что причиной катастрофы стало разрушение диска 6-й ступени компрессора. Осколок данной ступени пробил корпус авиадвигателя и повредил топливный бак и обе гидросистемы, что привело к потере управления машиной и пожару. После этого осколок ударил по правому элерону, разрушив его и пустив самолет в спиральное падение. Летчик-испытатель Мосолов смог катапультироваться из перевернутого истребителя на высоте около 8 километров, повредив при этом ногу и руку. В момент приземления он был еще больше травмирован. Летчик был найден лишь через 2,5 часа после аварии и в тяжелом состоянии госпитализирован. Врачам с трудом удалось спасти летчику-испытателю жизнь.
29 июля 1962 года впервые поднялся в воздух Е-8/2, который пилотировал А. В. Федотов. К 4 сентября на данном истребителе было выполнено 13 испытательных полетов по снятию лётных характеристик с подвеской макетов ракет К-13, отработке силовой установки, исследованию тряски дестабилизатора. На самолете был достигнут практический потолок в 19 650 метров, а также максимальная скорость в 2050 км/ч на высоте в 15 000 метров. Однако после потери первого экземпляра истребителя полеты на Е-8/2 были прекращены. Через некоторое время из-за отсутствия надежности двигательной установки, а также из-за того, что зеркало новой РЛС «Сапфир» удалось значительно уменьшить и вписать в конус серийного истребителя МиГ-21, проект был закрыт. Долгое время после этого истребитель Е-8/2 простоял без дела на летной станции ОКБ в Жуковском, после чего был использован для проведения наземной отработки ряда элементов будущего истребителя МиГ-23.
Новый истребитель можно было довести до требуемого уровня надежности, но в тот момент времени в ОКБ уже полным ходом велась работа по проектированию совершенно нового истребителя МиГ-23, который оснащался крылом изменяемой стреловидности. В то же время фактически в самом начале 1960-х годов новый истребитель Е-8 мог стать машиной маневренного воздушного боя, аналогичной современным истребителям F-16 и МиГ-29
Тактико-технические характеристики Е-8:
Размеры: размах крыла – 7,15 м., длина – 16,9 м.
Площадь крыла – 23,12 кв. м.
Масса самолета нормальная взлетная – 6 800 кг., максимальная взлетная – 8200 кг.
Тип двигателя – ТРДФ Р-21Ф-300, тягой 7 200 кгс.
Максимальная скорость – 2230 км/ч. (М=2,1).
Практический потолок – 20 300 м.
Время набора высоты – 18 000 метров – 5,9 мин.
Вооружение: точки подвески – 2, УР воздух-воздух Р-3С или Р-23Т.
Экипаж – 1 человек.
Источники информации:
-http://www.dogswar.ru/oryjeinaia-ekzotika/aviaciia/4573-istrebitel-perehvatc.html
- http://www.airwar.ru/enc/xplane/e8.html
- http://ru.wikipedia.org
Информация