Авиация и космонавтика 1999 10

Владимир ИЛЬИН

Безусловно, одним из наиболее ярких событий Московского авиакосмического салона стала демонстрация экспериментального самолета с крылом обратной стреловидности С-37 "Беркут", созданного в ОКБ Сухого. Новая машина экзотических очертаний, лихо закладывающая виражи над летным полем ЛИИ им.Громова и поймой Москвы-реки, с первого дня работы МАКС-99 привлекала неизменное внимание зрителей, в том числе и весьма далеких от авиации. Вскоре у самолета появились и весьма калоритные прозвища -"браток" (за характерную форму в плане, напоминающую "распальцовку" крутых новых русских), "рогатка", "черт" и другие, что, безусловно, свидетельствовало о росте популярности С-37 у гостей МАКСа. Можно констатировать - первый публичный "дебют" "Беркута" вполне удался.

Ранее наш журнал уже писал об этом самолете. Однако теперь, когда С-37 был продемонстрирован в небе Подмосковья сотням тысяч любителей авиации, следует рассказать о нем более подробно.

Историю этой машины следует начать с 1970-х годов, когда в Советском Союзе приступили к реализации программы создания "истребителя 90-х годов" - И-90. Приблизительно в те же годы в США начались исследования по программе перспективного истребителя ATF, приведшие к созданию самолета Локхид Мартин F-22A "Рэптор". При этом в обеих странах параллельно с изучением относительно традиционных аэродинамических компоновок с крылом прямой стреловидности рассматривались и более "экзотические" варианты самолетов с крылом обратной стреловидности (КОС), обеспечивающие лучшие характеристики в трансзвуковом диапазоне скоростей.

Крыло обратной стреловидности, дающее определенные компоновочные преимущества перед прямым крылом, или крылом прямой стреловидности, пытались использовать в авиации еще с довоенных времен. Достаточно вспомнить дальний бомбардировщик ДБ-ЛК В.Н. Беляева, испытанный в 1940 году. Первым реактивным боевым самолетом с КОС стал германский бомбардировщик Юнкерc Ju.287, созданный в 1944 году.

В первые послевоенные годы в нашей стране велись и собственные исследования крыла обратной стреловидности применительно к скоростным маневренным самолетам. В 1945 году конструктором П.П.Цыбиным было начато проектирование экспериментальных планеров, предназначенных для отработки аэродинамики перспективных истребителей. Планер должен был набирать высоту на буксире за самолетом, а для разгона до околозвуковых скоростей пикировал, используя при этом и пороховой ускоритель. Один из планеров, ЛЛ-3, вышедший на испытания в 1947 году, имел КОС и достиг скорости 1150 км/ч (М=0,95). В конце 1940-х годов два проекта боевых самолетов с КОС (Норт Америкзн RD-1410 и Кон-вэр ХВ-53) были разработаны в США. Несколько позже, в 1960-х годах, самолеты с крылом обратной стреловидности - административный HFB-300 и учебно-тренировочный RFB "Фэнтрей-нер" - были созданы в Германии.

Однако реализовать все преимущества крыла с обратной стреловидностью долгое время не представлялось возможным из-за отсутствия необходимых конструкционных материалов и технологий. К КОС создатели боевых самолетов вернулись лишь в середине 1970-х, когда в США и СССР приступили к работам по программам И-90 и ATF. Исследования показали, что использование крыла обратной стреловидности на высокоманевренном сверхзвуковом истребителе позволяло повысить аэродинамическую эффективность во всех областях полетных режимов.

К основным достоинствам самолета с КОС следует отнести:

- большую, по сравнению с крылом прямой стреловидности,подъемную силу, а следовательно и большую относительную грузоподъемность;

- увеличение дальности полета на дозвуковых режимах за счет меньшего балансировочного сопротивления;

- лучшую управляемость на малых дозвуковых скоростях (и, как следствие, улучшение взлетно-посадочных характеристик);

- улучшение условий работы крыльевой механизации, что также обеспечивает сокращение взлетной и посадочной дистанции;

- меньшую скорость сваливания;

- улучшенные противоштопорные характеристики;

- увеличение внутренних объемов планера, особенно в местах стыка крыла и фюзеляжа, что обеспечивает лучшие условия для формирования внутренних грузоотсеков.

По оценкам американских специалистов, замена на самолете типа F-16 обычного трапециевидного крыла на крыло обратной стреловидности должно было привести к увеличению угловой скорости разворота на 14%, а боевого радиуса действия на 34%. При этом взлетно-посадочная дистанция сокращалась на 35%.

Однако при создании скоростного маневренного самолета с КОС возникал и ряд весьма сложных проблемм, связанных, в первую очередь, с упругой дивергенцией (а попросту - скручиванием с последующим разрушением крыла). Попытки увеличения жесткости КОС, имеющего традиционную металлическую конструкцию, приводили к недопустимому возрастанию массы. Лишь в 1970-80-х годах, когда появились конструкционные материалы нового поколения - углепластики, были разработаны методы борьбы с дивергенцией посредством целенаправленной ориентации осей жесткости крыла (т.е. путем направленной деформации кручения), компенсирующей поворотом сечений рост углов атаки на изгибе.