Ла-17: беспилотник Лавочкина
Развитие в послевоенные годы реактивной боевой авиации вызвало потребность в создании новых средств, обеспечивающих эффективную борьбу со скоростными целями, летящими на различных высотах. В конце сороковых годов уже шли опытные, но уже показавшие свою перспективность работы по первым отечественным управляемым ракетам (УР) класса "воздух-воздух" в НИИ-1 МАП, НИИ-2 МАП, на заводе №293 (ракета СНАРС-250), также специалисты НИИ-88 на полигоне Капустин Яр приступили к летной отработке отечественных копии немецких зенитных ракет. В связи с этим возникала потребность в самолетах-мишенях, которые могли бы обеспечить проведение испытаний и учебных стрельб зенитных управляемых ракет и артиллерийских систем, а также истребителей-ракетоносцев.
Ранее для этих целей использовали привязные буксируемые мишени типа конусов и полотнищ. Однако с ростом скоростей применение подобных мишеней, изготовленных из полотна, стало практически невозможным. Кроме того, конус был невидим для разрабатывающихся локаторов. Решить эту проблему попробовали путем создания буксируемых мишеней, которые по размерам и исполнению конструкции практически имитировали пилотируемые самолеты. Но и они не могли удовлетворить новые требования, в том числе и по обеспечению безопасности самолета — буксировщика. Если при атаке истребителя с пушечным вооружением отставание мишени на сотни метров от носителя давало достаточные гарантии безопасности стрельб, то управляемая ракета могла повести себя излишне самостоятельно и вместо мишени известись на самолет-буксировщик. Применение же более длинных тросов было невозможно.
Следующим шагом в попытке решить указанную проблему была попытка использовать в качестве целей при испытаниях ракетного оружия обычные самолеты, дооборудованные соответствующей аппаратурой для полета в беспилотном режиме. Основным достоинством этих мишеней были близость к реальным целям по уровню поражаемости и сигнальным характеристикам. На первых порах использовались практически недоработанные самолеты Ту-4. Летчики взлетали с аэродрома, выводили бомбардировщик на заданный курс, включали автопилот, после чего спускались на парашютах. Если Ту-4 не удавалось сбить ракетой, его добивали обеспечивающие испытания истребители. Сложнее было использовать как мишени более современные Ил-28. Катапультирование, даже прошедшее по штатной схеме, без осложнений, зачастую пагубно сказывалось на здоровье летчика. Пришлось разработать для Ил-28 аппаратуру, обеспечивающую беспилотный взлет и полет по заданному маршруту. Еще одним недостатком таких мишеней, переоборудованных из пилотируемых самолетов, была высокая стоимость. Как видим, к началу пятидесятых годов наметилась необходимость создания достаточно дешевой беспилотной мишени, по уровню летно-тактических характеристик приближающейся к боевой авиации того времени.
В те годы в Советском Союзе естественно не было еще специализированной организации, которая занималась бы тематикой самолетов-мишеней. И, тогда, учитывая авторитет и конструкторский уровень С.А. Лавочкина, главком ВВС маршал К.А. Вершинин предложил ему заняться созданием мишени для испытаний и стрельб управляемых ракет класса "воздух-воздух" К-5 и перспективных зенитных управляемых ракет. Работы над самолетом-мишенью начались в 1950 году в соответствии с постановлением правительства от 10 июня 1950 года за №2474-974.
Работами по созданию самолета-мишени, получившему внутреннее наименование «изделию 201», на опытном заводе №301 руководил И.А. Меркулов, затем его сменил А.Г. Чесноков. Основным в выборе технических решений по новой машине стало стремление предельно снизить стоимость изделия. Летательный аппарат был выполнен в стиле немецкого самолета-снаряда ФАУ-1. Обводы имели предельно простую конфигурацию. Крыло было прямоугольной в плане формы и набиралось из одного профиля СР-11-12.
Весовое совершенство конструкции принесли в жертву технологичности. В частности, занимавший большую часть длины фюзеляжа, несущий топливный бак сделали из стали, герметичную сварку которой к тому времени освоили лучше, чем аналогичную операцию на алюминиевых сплавах. Выбор прямоточного воздушно-реактивного двигателя (ПВРД) РД-800, также определялся простотой и дешевизной. Разработку двигателя вело ОКБ-670 М.М. Бондарюка, уже завершавшее отработку близкого по размерности двигателя, для противокорабельной ракеты берегового комплекса "Штром". Для снижения стоимости взамен насосной применили вытеснительную подачу бензина, осуществляемую посредством сжатого воздуха, размещенного в шаровых баллонах. Двигатель подвешивался под фюзеляжем в районе центроплана крыла.
Автопилот АП-53 разрабатывался основной организацией Минавиапрома по данной тематике — ОКБ-112 главного конструктора Б.Е. Антипова. В нем применили пневматические рулевые машинки, которые запитывались сжатым воздухом из баллонов. Не сразу нашлось адекватное решение, каким образом упростить и удешевить автопилот. В 1952 году АП-53 сменили на АП-60, а еще через год — на АП-61.
Кроме автопилота, мишень оснащалась аппаратурой радиокомандного управления, создававшейся коллективом Н.И. Белова, в одной из ведущих организаций того времени по разработке систем управления ракет и других беспилотных летательных аппаратов — НИИ-648. Проводные антенны этой аппаратуры связывали среднюю часть фюзеляжа с законцовками стабилизатора. В качестве источника электроэнергии применили генератор, вращавшийся небольшим двухлопастным винтом — "ветряком", установленным в носке фюзеляжа.
На ранней стадии разработки для повторного применения предусматривалось оснащение мишени парашютно-реактивной системой и специальными амортизаторами для мягкой посадки. Однако они оказались довольно тяжелыми, слишком сложными в отработке, занимали много места внутри мишени. Да и сама посадка мишени была следствием по сути нештатной и по замыслу нечастой ситуации. Она осуществлялась только в том случае, если ракете или самолету не удалось ее сбить.
Поэтому в качестве схемы спасения мишени приняли горизонтальную посадку на корпус двигателя, использовавшийся в качестве посадочной лыжи. В отличие от турбореактивного, прямоточный двигатель не был плотно насыщен внутренними конструктивными элементами, и его корпус свободно деформировался, смягчая удар.
В концепции предельной простоты, успешно воплощенной в "изделии 201", было одно сомнительное звено — прямоточный двигатель. Он работал только при достаточном скоростном напоре набегающего потока и в принципе не мог обеспечить самостоятельный взлет летательного аппарата. Поэтому самолет-мишень мог запускаться только с воздушного носителя. Первоначально предполагалось использовать Ту-2, еще имевшиеся в ВВС в большом количестве, но уже абсолютно бесперспективные как боевые машины. Но мишень с довольно крупным подфюзеляжным двигателем и высоким килем не умещалась под самолетом. Размещение над фюзеляжем носителя по образцу немецких «Мистелей» из "Юнкерса-88" с установленным над ним истребителем, сочли слишком рискованным.
В конце 1951 года по предложению ЛИИ приступили к проработке использования Ту-4 с размещением мишени под крылом, снаружи от мотогондол, а со следующего года этот вариант приняли как основной. В процессе разработки увеличили размерность двигателя, который получил соответствующее обозначение — РД-900. При собственной массе в 320 кг на скорости полета 865 км/ч он развивал тягу 625 кгс и 425 кгс на высотах 5 и 8 км соответственно.
Для пусков мишени подготовили Ту-4, демонтировав с него бомбовое и стрелковое вооружение. На полигоне Владимировка развернули наземную аппаратуру радиоуправления МРВ-2М, включавшую две станции. Слежение за полетом мишени вели с применением РЛС кругового обзора П-30, также для этих целей было возможно использование станции артиллерийской наводки СОН-4.
Летные испытания начались 13 мая 1953 года и осуществлялись сперва с программными полетами мишеней, без использования радиоуправления. В силу отмеченной недостаточной тяги прямоточного двигателя на малых скоростях, после запуска перед сбросом самолета-мишени на высоте порядка 8 км, при вполне приличной для Ту-4 скорости около 500 км/ч, ПВРД не мог обеспечить полет без торможения, а тем более разгон. Поэтому после сброса с носителя, мишень уходила в пикирование, продолжавшееся около полутора минут. После разгона до скорости 845 — 905 км/ ч, мишень уже была способна энергично маневрировать и даже набирать высоту. В одном из полетов ей удалось забраться почти на 10 км. Испытания показали необходимость внесения ряда доработок в конструкцию и в июне, распоряжением Совета Министров, пуски временно прекратили.
Государственные испытания проходили во Владимировке с июня по октябрь 1954 года. Ту-4 выполнил 19 полетов, из них 13 — со сбросом мишеней, включая один парный пуск. Во всех полетах для безопасности мишень сопровождалась МиГ-15. В ходе полетов обеспечивалось поддержание постоянной скорости от 575 до 905 км/ч, высота составляла от 2,8 до 9,75 км. Время работы силовой установки составляло до 8,5 мин.
В ходе испытаний выявилась возможность увеличения продолжительности полета на 1,5 мин. за счет дросселирования двигателя, но для этого требовалось доработать систему радиоуправления, для передачи на борт соответствующей команды. После прекращения работы двигателя, мишень еще в течение 80-100 с продолжала набирать высоту, резко теряя скорость. Затем она начинала снижаться на скорости 300—340 км/ч, ежесекундно теряя 8—10 м высоты.
Перед посадкой по командам с земли мишень выводилась на большие углы атаки, в результате чего вертикальная скорость снижалась вдвое. В результате повреждения конструкции при посадке ограничивались двигателем, который, в принципе, довольно просто заменялся новым. В процессе испытаний выявилась малая радиолокационная заметность мишени — она обнаруживалась бортовым РЛС РП-1 и "Изумруд-2" истребителей-перехватчиков на дальностях 2-3 км с захватом на сопровождение на удалении 1,1-2,5 км. Это препятствовало проведению испытаний управляемых ракет К-5, так как фактическая минимальная дальность пуска этих изделий в то время превышала 3 км.
В заключение госкомиссии рекомендовалось провести в следующем году войсковые испытания мишени и для этого переоборудовать еще пять Ту-4. С учетом первой машины, участвовавшей в госиспытаниях, общее число бомбардировщиков, переоборудованных в носители мишеней на казанском авиазаводе №22, достигло шести и в дальнейшем не увеличивалось.
В целом мишень соответствовала предъявляемым к ней требованиям, была принята на снабжение министерства обороны и получила обозначение Ла-17. Любопытно, что под этим индексом в зарубежной литературе середины пятидесятых годов фигурировал истребитель Ла-15 — машина, в отличие от МиГ-15, не массовая и не сразу правильно идентифицированная аналитиками стран НАТО. Секретность в те временна в СССР была на высочайшем уровне.
Уже в 1952 году начали разворачивать серийное производство Ла-17 на оренбургском авиазаводе №47. С 1956-го они выпускались на авиазаводе №21 в г. Горьком, где было построено почти две с половиной сотни мишеней. Ла-17успешно применялись для боевой подготовки личного состава и отработки нового оружия, но обладали одним существенным недостатком — необходимостью использования носителей Ту-4. Последние набирали высоту пуска за два часа, в течение которых могли возникнуть обстоятельства, препятствующие проведению стрельб. При этом Ту-4 жгли много бензина, а считанное число исправных носителей препятствовало проведению групповых пусков для имитации массовых налетов, да и ограничивало районы возможных стрельб с применением Ла-17.
Уже к середине пятидесятых годов по инициативе А.Н. Чеснокова началась проработка модификации Ла-17 с наземным перевозимым стартом — "изделия 203", позднее названного Ла-17М. Задача имела два альтернативных решения. Первое — это оснастить Ла-17 стартовым ускорителем, разгоняющим ее до скорости более 700 км/ч. Другое решение — отказаться от использования прямоточного двигателя, перейдя на турбореактивный. В последнем случае требовалось разогнать мишень до скорости, достаточной для устойчивого управляемого полета, то есть в 2-3 раза меньшей, чем было необходимо для ПВРД.
При этом намного упрощалось решение задач динамики старта мишени и отделения ускорителей, масса которых, оказывалась в несколько раз меньшей. Кроме того, применение ТРД открывало путь к существенному повышению летно-тактических характеристик мишени, в частности потолка, который уже не соответствовал уровню авиации того времени.
После проведение проектных проработок избрали путь перехода к использованию ТРД РД-9БК — короткоресурсного варианта двигателя РД-9БФ, примененного на МиГ-19. За счет бесфорсажного исполнения максимальную тягу снизили с 3300 до 1950 кгс, что все равно многократно превышало тягу прямоточного РД-900.
Разработка "изделия 203" была задана июльским правительственным постановлением 1958 года. В том же году выпустили эскизный проект, а в следующем началось производство 15 мишеней для летных и одной — для статических испытаний.
Передвижную пусковую установку создали на основе колесной повозки серийной зенитной пушки КС-19. Её буксировка осуществлялась автомобилем ЯАЗ-214 (КРАЗ-214).
Старт Ла-17М осуществлялся с помощью твердотопливных ускорителей ПРД-98, разработанных в КБ московского завода №81. Каждый ускоритель оснащался зарядом твердого топлива массой 140 кг, развивал тягу до 10,6 тс. Время работы составляло от 1,6 до 3,1 с. Суммарный импульс тяги двух ускорителей ПРД-98 — 26000 кгс обеспечивал разгон мишени до скорости, превышающей 300 км/ч.
На корпусе ускорителя в носовой и хвостовой частях в плоскости, не совпадающей с его продольной осью, устанавливалось по паре треугольных поверхностей. Эти поверхности создавали аэродинамические силы, способствующие уводу от корпуса мишени ускорителя по завершении работы. Взлетный вес возрос до 3065 кг (2472 кг без ускорителей). Время работы двигателей увеличилось до 35-39 мин., что дало возможность поднять дальность до 490 км. За счет использования многократно более мощного двигателя, потолок возрос до 16 км. Но при отсутствии регулирования тяги двигателя, мишень на малых высотах превышала ограничения по допустимому скоростному напору, поэтому минимальная высота применения мишени составила 3000 м. К началу шестидесятых годов, в результате распространения зенитного ракетного оружия, наметилась тенденция к действию авиации на малых высотах и нижняя граница применения Ла-17М уже не соответствовала требованиям времени. Для имитации различных воздушных целей с эффективной поверхностью рассеяния от 0,6 до 25 кв. м. Ла-17М оснащались соответствующими линзами Люнеберга или уголковыми отражателями, увеличивающими радиолокационную заметность мишени. Однако в диапазоне длины волн излучения РЛС около 3 см, радиолокационная заметность Ла-17М оставалась недостаточной. Ла-17М запустили в серийное производство на авиазаводе в Оренбурге, где оно продолжалось до 1964 года.
В ноябре 1961 года постановлением ЦК КПСС и Совмина было выдано задание на создание новой модификации мишени, впоследствии названной Ла-17ММ, с диапазоном высот применения от 500 м до 18 км, с эффективной поверхностью рассеяния в 3-см диапазоне, соответствующей Ту-16, Ил-28 и крылатой ракете ФКР-1. Основные изменения в конструкции Ла-17ММ, были связаны с заменой двигателя на РД-9БКР с дросселируемой тягой для ограничения скорости при низковысотном полете, установкой в хвостовой части фюзеляжа отражателя диаметром 0,3 м, оснащением приемоответчиками для более точного определения координат мишени наземными РЛС П-30 и системы "Кама". Для удержания мишени на заданной трассе с допустимыми отклонениями при увеличенной продолжительности полета, автопилот АП-73 заменили на АП-122 с интегрирующим блоком, введенным в канал курса.
По итогам совместных летных испытаний, проведенных с октября по декабрь 1963 года, диапазон высот применения Ла-17ММ оказался равным 0,58-18,1 км, а продолжительность полета — от 32 минут на минимальной высоте до 97 минут при полете "по потолкам". На больших высотах скорость достигала 875 км/ч, при посадке — 270-302 км/ч при вертикальной составляющей 5-6 м/с. Ла-17ММ была последней модификацией мишени, которую разработали специалисты ОКБ- 301, уже после смерти С.А. Лавочкина.
В результате перехода бывшего лавочкинского ОКБ в подчинение В.Н. Челомею, в качестве филиала №3 ОКБ-52, а после восстановления самостоятельности химкинского ОКБ — сосредоточения его специалистов на разработке беспилотных космических аппаратов, дальнейшее совершенствование мишеней семейства Ла-17, осуществлялось казанским ОКБ спортивной авиации, ныне именуемым ОКБ "Сокол", под руководством А.И. Осокина.
К началу шестидесятых годов на смену двигателям типа РД-9 в пилотируемой авиации пришли ТРД семейства Р-11. Поддержание производства РД-9К в Уфе, специально для мишеней, было невыгодным. Близкий по конструкции оснащенный форсажной камерой РД-9ФК применялся только в авиационных ракетах семейства К-10, но и эти изделия постепенно уступали свое место более совершенным крылатым ракетам. В 1985 году РД-9БКР окончательно были сняты с производства. Поэтому, разработали еще одну модификацию Ла-17К, выпускавшуюся в Оренбурге ПО "Стрела" с 1978-го по 1993год.
Минимальная высота применения Ла-17К снизилась до 200 м, максимальное значение эффективной поверхности рассеяния доведено до 40 кв. м. Продолжительность полета достигала одного часа, радиус виража составил 6,8-7,6 км при крене 40° и 9,7-10,8 км при крене 20°. Стартовая масса мишени — 3,1 тн, включая 0,58 тн топлива и 11 л масла.
Мишени семейства Ла-17 широко применялись для обеспечения боевой подготовки и для испытаний нового оружия в нашей стране и ВС союзников. Документация на производство Ла-17 была в свое время передана Китаю. В этой стране на базе первоначальной модификации с прямоточным двигателем и воздушным стартом китайские конструкторы разработали аналог Ла-17М — мишень СК-1 с двигателем на базе Wopen-6 -лицензионного варианта РД-9Б, производившегося для F-6 — китайского аналога МиГ-19. Мишень СК-1 была принята на вооружение в 1967 году, то есть с шестилетним опозданием в сравнении с Ла-17М. В 1977 году в Китае разработали версию СК-1А, имеющую подкрыльевые контейнеры с дополнительным оборудованием. В 1982 году эти контейнеры были заменены на дополнительные не сбрасываемые баки с горючим. Новая модификация получила обозначение СК-1В. Последний вариант мишени СY-1С («Chang Kong 1C» — «Голубое небо») успешно завершил летные испытания в ноябре 1984 года и был передан в серийное производство.
С завершением разработки мишени Ла-17 возникло вполне предсказуемое предложение создать на ее основе беспилотный разведчик, способный действовать в зонах, особо опасных для пилотируемой авиации либо по степени защищенности средствами ПВО, либо по уровню радиоактивного заражения. К концу пятидесятых годов возможная война не мыслилась без ядерного оружия, да и при проведении испытаний требовалось обеспечить замер радиации и взятие проб воздуха.
По постановлению правительства от июня 1956-го, ОКБ-301 поручили создать на базе Ла-17 разведчик "изделие 210-ФР", оснащенный фотоаппаратом БАФ40Р на качающейся установке, для компенсации движения изображения Земли при полете. Уголковые отражатели, радиопрозрачные законцовки крыла и линзы Люнеберга сняли, установив металлические законцовки. Как и мишень, разведчик должен был запускаться с самолета-носителя, при этом дальность полета на высоте 7 км превышала 170 км.
В феврале 1958 года задали разработку также запускаемого с Ту-4 беспилотного разведчика Ла-17БР, с увеличенной дальностью полета, которая обеспечивала радиус применения до 100 км. Стоит отметить, что к этому времени исходный Ла-17 и сама концепция воздушного старта устарели. С 1959 года работы по разведывательной модификации, получившей наименование Ла-17БР, проводились уже на основе стартующего с земли Ла-17М с ТРД РД-9БК.
Под руководством, сменившего Лавочкина М.М. Пашинина, на базе Ла-17М началась разработка "изделия 204", предназначенного для проведения фото- и радиационной разведки на дальность до 250 км. Разведчик оснащался фотоаппаратом АФА-21 и комплектовался автопилотом АП-63. В связи с необходимостью размещения разведывательного оборудования длина фюзеляжа увеличилась до 8,96 м. Для возможности транспортировки по автодорогам крылья выполнили легкосъемными. Разведчик, в отличие от мишени, должен был использоваться многократно. Посадка аппарата предусматривалось на парашюте. Хотя, на практике разведчики, как правило, подобно мишеням садились "по самолетному", на гондолу силовой установки.
После этого ТРД восстановлению не подлежал, страдали и прочие элементы беспилотного разведчика. Тем не менее, относительно аккуратная посадка беспилотного разведчика требовалась для сохранения отснятых фотопленок и другой полученной информации. По итогам совместных испытаний, которые завершились летом 1963-го, было установлено, что Ла-17Р при полете на высоте 7 км мог вести разведку на дальности до 200 км, при маловысотном полете ниже 1000 м — на дальности до 90 км. Скорость полета составила 680-885 км/ч.
Применение самолетов-мишеней было плановым мероприятием, осуществляемым в назначенное время. Комплекс тактических беспилотных разведчиков ТБР-1 с Ла-17Р должен был стать достаточно мобильным подразделением, с приемлемой продолжительностью развертывания на стартовой позиции. В состав стартового отряда комплекса входили буксируемая автомашиной КРАЗ-214 или КРАЗ-255, стартовая установка СУТР-1, транспортные ТУТР-1, буксируемые автомобилями ЗиЛ-157 или ЗиЛ-131, спецавтомобиль КАТР-1 на шасси ЗиЛ-164, для проведения предстартовой проверки оборудования мишени и обеспечения запуска маршевого двигателя, а также радиокомандные и радиолокационные станции МРВ-2М и "Кама", для управления беспилотным разведчиком и отслеживания его полета.
В состав отдельной эскадрильи беспилотных разведчиков также входила технико-эксплуатационная часть, оснащенная спецавтомобилями для проверки оборудования, автокранами и другой техникой, отряд привода, обеспечивающий посадку беспилотного разведчика в заданном районе и извлечение с его борта разведывательных материалов, другие подразделения и оборудование.
Комплекс ТБР-1 совершенствовался. Модернизированный разведчик Ла-17РМ, по своим техническим решениям, во многом соответствовал мишени Ла-17ММ. Позднее разработали и самоходную установку САТР-1 на шасси ЗиЛ-134. Взамен первоначально принятого фотооборудования, беспилотные разведчики могли нести фотокамеры АФА-40, АФБА-40, АФА-20. БПФ-21, АЩФА-5М, телекамеру "Чибис", аппаратуру радиационной разведки "Сигма". Опыт эксплуатации показал, что, несмотря на оснащение беспилотных разведчиков трассерами, не всегда было возможно правильно определить высоту их полета и изменить угол атаки перед касанием земли. На разведчики установили грузы с тросами, выбрасываемые из хвостовой части корпуса на малой высоте и провисающие, наподобие гайдропа под аэростатом. При касании грузом поверхности земли он тормозился и тросом вытягивал чеку в корпусе беспилотного разведчика. В результате автопилот переводил машину на необходимый угол атаки, уменьшая скорость снижения.
Со второй половины шестидесятых годов совершенствование обоих вариантов Ла-17 велось в Казани КБ спортивной авиации, позднее переименованным в ОКБ "Сокол". К началу 1980-х на смену устаревшим Ла-17Р и Ла-17РМ стали поступать современные ВР-2 и ВР-3.
Информация