Проектные и макетные работы над опытным Т-6.
Опытному заводу ОКБ №51 в кооперации с новосибирским заводом №153 следовало построить пять экземпляров самолета Т-58М, из них три за счет средств Минобороны, выделяемых на закупку серийной техники. Привлечение серийного завода было обусловлено тем, что там шел выпуск перехватчика Су-15, от которого при постройке новой машины заимствовалась часть агрегатов, поставляемых из Новосибирска. Он же подключался затем к постройке последующих опытных экземпляров, необходимых для расширения фронта испытательных работ. Вывести на испытания новый самолет требовалось в III квартале 1968 года, начав летно-конструкторскую отработку, а во II квартале 1969 года два экземпляра Т-58М надлежало предъявить на совместные госиспытания с Минобороны "с полным составом вооружения и оборудования".
Силовая установка должна была включать два маршевых реактивных двигателя АЛ-21Ф, создаваемых опытным заводом №165 главного конструктора A.M. Люльки, и четыре подъемных двигателя РД-36-35 разработки ОКБ-36 главного конструктора П.А. Колесова. Тяга АЛ-21Ф на максимале с форсажем должна была составлять 8 900 кгс, удельный расход на этом режиме — не более 1,8 кг/кгс тяги в час. В крейсерском режиме при полете на высоте 200 м на скорости М=0,9 удельный расход не должен был превышать 1,13 кг/кг тяги в час. Следовало обеспечить ресурс двигателя не менее 500 часов. Двигатель требовалось предъявить на государственные стендовые испытания в I квартале 1969 года после предварительной летной проверки на самолете Т-58М.
Ответственным за разработку ПНС "Пума-А" назначался ленинградский НИИ-13 Минрадиопрома (в том же году переименованный в НИИ радиоэлектроники, позже — НПО "Ленинец") совместно с МАП и МОП, во главе с главным конструктором Е.А. Зазориным.
Уже на этом этапе уделялось внимание эксплуатационным вопросам. Самолет с более чем сложным оборудованием следовало оснастить системой автоматического контроля, создание которой поручалось ОКБ-275 завода №476 главного конструктора Федосеева, которую надлежало представить на госиспытания в том же I квартале 1969 года. К этому же сроку требовалось изготовить комплексный тренажер самолета для подготовки летчиков.
Объемным правительственным постановлением устанавливался четкий порядок и последовательность выполнения работ по созданию нового самолета. За исключением, пожалуй, единственного — как все пойдет на самом деле при столь высокой "планке" требований и неизбежных проблемах с реализацией поставленных задач. Впрочем, на тот момент указанные требования представлялись отнюдь не пугающими и вполне достижимыми, а решения пусть и сложными, но не более того. Компоновка "шестимоторной" машины выглядела хоть и несколько громоздкой, но вполне рациональной для удовлетворения поставленной задачи. Работа подъемных двигателей давала вертикальную составляющую тяги порядка десяти тонн, компенсируя почти половину взлетного веса с соответствующим сокращением разбега и пробега. 16 декабря 1965 года генеральный конструктор П.О. Сухой утвердил тактико-технические требования к создаваемому самолету.
14 февраля 1966 года они были подписаны Главкомом ВВС К.А. Вершининым. О предназначении машины в документации в дальнейшем говорилось как о "маловысотном штурмовике".
Любопытно, что на тот момент именно подъемные двигатели находились в наиболее продвинутой стадии разработки. Ни оборудования, ни основных двигателей еще не было даже в опытных образцах. Созданием "подъемников" занималось ОКБ-36 в Рыбинске, которым руководил П.А. Колесов (с апреля 1966 года организация получила открытое название Рыбинское КБ по моторостроению, однако сохранила индекс "36" в обозначении своих изделий). Задание было непростым, поскольку считалось, что малоразмерные ТРД изначально отличаются низким весовым совершенством и неэкономичностью. Конструкторы предложили одновальный ТРД с высокопроизводительным компрессором, который при двухсоткилограммовом весе развивал взлетную тягу 2 350 кг, обладая удельным весом порядка 0,85 и расходом на взлетном режиме, равным 1,33 кг/кгсч. Если массовые характеристики считались приемлемыми (хотя и означали нахождение на борту без малого лишней тонны), то расходы раза в полтора превышали аналогичные данные обычных ТРД. Так, у базового Су-15 удельный расход двигателя Р11Ф2С-300 на взлетном бесфорсажном режиме составлял 0,94 кг/кгс в час. Однако для "подъемника", работающего только на взлете и посадке считаные минуты, этот показатель можно было не считать критичным.
Поскольку наименование Т-58М являлось секретным, для употребления в заводском обороте было введено внутреннее обозначение самолета Т-6 (опять-таки по практике ОКБ как очередной машины теперь уже с треугольным крылом). Главным конструктором самолета с осени 1965 года был назначен Евгений Сергеевич Фельснер, один из ближайших сподвижников Сухого еще с довоенного времени, к тому времени находившийся в 60-летнем возрасте.
В бригаде общих видов темой Т-6 занимался О.С. Самойлович, которому были даны самые широкие полномочия в принятии решений. В числе других занятых по теме конструкторов были A.M. Монахов, недавний работник ОКБ Мясищева, после перевода того в подчинение ракетчикам не пожелавший менять род деятельности и перешедший в ОКБ-51, В.Я. Лукьяненко и В.А. Николаенко, ответственный за компоновочные вопросы. Последнее было весьма проблемным делом, требуя разрешения многочисленных "узких мест" с увязкой не только комбинированной силовой установки из двух основных и четырех подъемных двигателей, но и размещения всего ассортимента оборудования, навигационного и прицельного, системам которого требовалось обеспечить надлежащие условия работы, прокладку разветвленных коммуникаций и управления.
Для разрешения компоновочных вопросов был устроен специальный планшет внушительных размеров — подобие чертежной доски 15-метровой длины, но установленной вертикально для лучшего доступа и наглядности. На нем размещалось изображение самолета в боковой проекции, куда наносились контуры агрегатов и узлов конструкции, давая наглядное представление о взаиморасположении деталей и узлов, прокладке воздушных каналов к двигателям, размещении шасси, баков, разводке трубопроводов топливной и гидравлической систем, монтажам управления и оборудования. Здесь же имелись полномасштабные поперечные сечения фюзеляжа с контурами начинявших его узлов. Особенно удобным было производить отработку подвижных элементов, добиваясь необходимого хода работы агрегатов управления и шасси и следя за сохранением безопасных зазоров, чтобы те не затирали детали конструкции.
К концу 1965 года сложился общий вид самолета в приемлемом для реализации варианте. Следующим шагом была разработка эскизного проекта и постройка макета штурмовика, на котором происходила окончательная увязка конструктивных и компоновочных решений. Макет строился из дерева с использованием натурных агрегатов и готовых изделий, монтировавшихся по месту.
Подъемная силовая установка располагалась у центра тяжести самолета, через который во избежание перебалансировки должен был проходить суммарный вектор тяги "подъемников". Они компактно монтировались в средней части фюзеляжа попарно — два рядом впереди и два сзади с небольшим наклоном в 15° для создания горизонтальной составляющей тяги при взлете и сокращения разбега. Доступ воздуха обеспечивался через две створки сверху фюзеляжа, поднимаемых при взлете и посадке. Для обеспечения охлаждения двигателей после прекращения работы створки выполнялись разрезными в виде жалюзи (в противном случае двигатели после выключения "задохнулись" бы от перегрева в раскаленном отсеке).
Улучшению охлаждения "подъемников", работавших в самых неблагоприятных условиях при ограниченном продуве их отсека и отсутствии набегающего потока воздуха (как это имеет место у обычных двигателей), способствовало также устройство доступа воздуха к ним через ниши основных стоек шасси. В нижней части отсека подъемной установки монтировались поворотные жалюзи для выпуска газов, закрывавшиеся в крейсерском полете.
В остальном самолет имел нормальную аэродинамическую компоновку с высокорасположенным крылом треугольной формы с наплывами уменьшенной стреловидности в концевых частях, идентичной в плане модернизированному крылу истребителя Су-15.
"Наплывы" были средством некоторого увеличения размаха и площади крыла, служа повышению эффективности элеронов. Вместе с тем размах крыла составил 10,41 м против 8,62 м у истребителя, площадь крыла возросла до 45,33 м2 по сравнению с прежними 36,6 м2 (размах и площадь крыла возросли прежде всего за счет более широкого фюзеляжа, поскольку последнюю принято считать вместе с подфюзеляжной проекцией). Крыло оснащалось закрылками, для которых был предусмотрен сдув погранслоя воздухом, отбираемым от компрессора маршевых двигателей по образцу системы, внедрявшейся на Су-15.
Фюзеляж имел близкое к прямоугольному сечение, образованное дугами эллипсов с практически плоскими гранями.
Первоначально предполагалось разместить экипаж подобно самолету С-6 — друг за другом в тандем, в отдельных кабинах. Такая схема казалась предпочтительной с учетом небольшого миделя узкого фонаря и компоновочных выгод. Поперечный размер фюзеляжа определялся шириной антенны РЛС, которую разработчики РЭО задали равной 1 400 мм. Уменьшить габариты антенны те не соглашались — при этом не обеспечивались заданные характеристики РЛС. Поскольку совмещение функций в одном устройстве не представлялось возможным, здесь же требовалось разместить антенну РЛС "Рельеф" слежения за местностью для обнаружения препятствий в полете на малых высотах (к слову, у F-111 под носовым конусом скрывались целых три антенны локаторов). Соответственно, ширина носового обтекателя и поперечник миделя фюзеляжа получались не меньшими 1 680 мм. Фюзеляж выглядел достаточно широким по сравнению с "тандемной" кабиной, по бокам которой оставались незанятые "щеки", в которых можно было устроить отсеки оборудования ПНС и прочего оборудования с доступом через внешние люки. Решение представлялось удачным в компоновочном отношении и удобным с точки зрения эксплуатации.
В июне 1965 года П.О. Сухой принял решение радикально изменить компоновку кабины, разместив летчика и штурмана бок о бок. Вероятно, свое влияние оказал пример американского самолета F-111 — недавно представленной новинки, привлекавшей тогда немалое внимание. Подобным же образом размещался экипаж у другого нового американского самолета — палубного штурмовика А-6 "Интрудер", являвшегося одной из первых ударных машин со всепогодными возможностями. Такая компоновка обладала немалыми преимуществами: обеспечивался тесный визуальный контакт сидящих рядом летчиков, их взаимопонимание и взаимодействие, можно было обойтись меньшим количеством приборов и органов управления, избегая их дублирования в разнесенных кабинах. И главное — кабина с сидящими рядом летчиками органично вписывалась в поперечник фюзеляжа, не требуя даже лишнего сантиметра.
Проработкой новой компоновки занимались ведущий аэродинамик фирмы И.Е. Баславский, начальник группы компоновки кабин И.Э. Заславский, Е.В. Алешин и В.М. Засько, возглавлявший отдел средств спасения. Перекомпоновка кабины была проведена в течение месяца, оказавшись вполне рациональной. Сообразно назначению самолета-штурмовика была предусмотрена бронезащита рабочих мест экипажа. Оставалось единственное сомнение: не будет ли при размещении летчиков рядом возникать опасность при катапультировании, ведь пороховая струя катапульты одного из членов экипажа может задеть второго (покидание самолета производилось последовательно во избежание столкновения кресел, и те выходили из кабины с небольшой временной задержкой). Кресла летчика и штурмана разделили перегородкой из титановых пластин, раскрывавшейся подобно вееру и защищавшей соседнее рабочее место. Створки фонаря сбрасывались раздельно: вначале находившаяся над катапультирующимся летчиком, в то время как соседняя доли секунды оставалась на месте, прикрывая второго члена экипажа, и только затем срывалась с замков. Макет кабины был доставлен на полигон НИИ авиационных систем в подмосковном Фаустово для огневых испытаний. Для подобия обстановке реального полета со скоростным напором кабину установили на ракетной тележке, разгонявшейся до заданных скоростей, когда вводилась в действие система спасения. Кресла заняли манекены, на одежде которых разместили датчики температуры и давления.
Кроме приборов, манекены обмазали воском. Испытания проводились как с убранной перегородкой, так и с поднятой. Результаты превзошли все ожидания: заброс температуры не превышал 4—5°, а воск вовсе не оплавился.
Высокопланная схема принесла свои проблемы с компоновкой шасси. Все предыдущие машины ОКБ имели низко или среднерасположенное крыло, несшее основные стойки и позволявшее разместить их при уборке. Сами стойки при этом получались короткими и достаточно компактными. Для Т-58М пришлось устраивать их крепление к фюзеляжу, что имело следствием узкую колею, чреватую неустойчивостью самолета при маневрировании по земле. При большой длине и выносе опор затруднительно оказалось обеспечить необходимую жесткость стоек, подвергавшихся большим изгибающим моментам. Все опоры шасси оснащались спарками колес для повышения проходимости. Амортизация основных стоек выполнялась рычажной с большим ходом по условиям базирования на грунте. По тем же соображениям ниши основных и носовой стоек при выпущенном положении шасси закрывались створками, предохраняя находящиеся в них агрегаты от забрызгивания грязью или смерзшимся снегом.
Предусматривалось оснащение самолета лыжным шасси. Такое приспособление позволяло снизить давление на грунт, улучшив возможности базирования самолета на слабых грунтах, скажем, в распутицу и грязь, обычные в межсезонье. Конструкция лыжного шасси активно отрабатывалось на Су-7Б, получив положительное заключение, и считалась весьма перспективной для внедрения на новых самолетах.
Поперечное управление осуществлялось с помощью элеронов, путевое — рулем направления и продольное — цельноповоротным стабилизатором. Все бомбовое и ракетное вооружение самолета размещалось на внешней подвеске — четырех держателях под крылом и двух под фюзеляжем. Это относилось и к спецбоеприпасам, благо их создателям удалось представить образцы вооружения такого рода, обладавшие автономной системой "жизнеобеспечения" и не нуждавшиеся в отапливаемом закрытом бомбоотсеке, обязательном для сохранения работоспособности ядерных изделий ранних типов. Тем самым удачным образом разрешалась задача компоновщиков: самолет мог обойтись без внутреннего бомбоотсека, который практически невозможно было бы организовать на самолете, центральную часть которого занимала подъемная силовая установка. К слову, зарубежные машины ударного назначения, включая F-111 и А-6, по условию размещения ядерных бомб в обязательном порядке оборудовались бомбоотсеком.
Конструкция самолета имела ряд технологических новшеств: фюзеляж, представлявший собой полумонокок, собирался с использованием монолитных вафельных панелей, совмещающих в себе несущую обшивку и элементы силового набора. Панели выполнялись фрезеровкой из высокопрочного алюминиевого сплава АК4-1 с вертикальными и горизонтальными ребрами. Крепление панелей с каркасом осуществлялось на болтах и заклепках. Такая конструкция с использованием цельных элементов значительно уменьшала количество деталей и заклепочных швов, образуя крупные герметические отсеки фюзеляжа — кабину и интегральные топливные баки, обладала повышенной надежностью и ресурсом и, главное, позволяла существенно уменьшить вес фюзеляжа.
Внедрению легких и прочных вафельных панелей с достаточной жесткостью в том числе и по наружным агрегатам способствовали плоские контуры фюзеляжа. Другой особенностью конструкции фюзеляжа было отсутствие непременного прежде эксплуатационного разъема, обеспечивавшего замену двигателей. И здесь удалось сэкономить на весе, организовав установку маршевых двигателей снизу через люки со съемными силовыми панелями на замках (такая схема стала впоследствии повсеместной). Установке двигателя предшествовал ряд предварительных работ: размыкался силовой шпангоут снизу и отдельно монтировалась форсажная камера, заводимая сзади.
Обсуждение эскизного проекта и макета Т-58М с участием заказчика шло в ОКБ с 13 по 18 марта 1966 года. Председателем макетной комиссии был генерал-лейтенант авиации А.Н. Ефимов. В ходе работы комиссии в числе прочих был предъявлен ряд замечаний по оборудованию рабочих мест экипажа, напрямую связанных с избранной компоновкой кабины, в частности к "разделению обязанностей" летчика и штурмана. Летчики НИИ ВВС во главе с генерал-майором С.А. Микояном настаивали на сохранении главенства за летчиком, возражая против оснащения рабочего места штурмана ручкой управления. Равные возможности в управлении, по их мнению, могли привести к несогласованности действий в полете. Сторонники сохранения за штурманом права на управление приводили тот довод, что в случае ранения и выхода летчика из строя в бою второй член экипажа сможет спасти машину и привести на базу.
Помимо прочего, наличие управления с обоих рабочих мест позволяло обойтись без специальной учебной модификации самолета-"спарки", вывозя новичков рядом с опытным инструктором. Представители ОКБ в споре придерживались мнения летчиков ("вам летать на этом самолете, вам и решать").
Еще одним пунктом разночтений стала необходимость бронестекла в лобовом козырьке фонаря. Ранее бронестекло было обязательной частью защиты и его наличие оговаривалось в ТТЗ.
Однако по опыту эксплуатации того же Су-7Б с бронестеклом десятисантиметровой толщины летчики жаловались на плохую видимость сквозь бронеблок, искажающий обзор, и даже практическое отсутствие видимости вперед. В спорах о пользе бронестекла и безопасности в бою один из летчиков секции боевой подготовки в запальчивости возразил: "Пусть меня лучше один раз убьет шальной пулей, чем всю жизнь мучиться от плохого обзора". Разногласия разрешились с прибытием Главкома ВВС: поднявшись на трап к кабине, К.А. Вершинин на месте оценил ситуацию и высказался в пользу "равноправности" членов экипажа в отношении управления, а заодно и за необходимость хорошего обзора. Маршальское мнение было безапелляционным: несогласным было предложено удалиться из макетной комиссии. Впрочем, генеральный конструктор в заключительном акте макетной комиссии записал замечание относительно возможности непроизвольного вмешательства второго члена экипажа в управление самолетом при наличии "спаренного" управления, расцененное в пользу специализации членов экипажа из левого летчика-командира и правого — штурмана-оператора (как они и именовались в дальнейшем).
Правда, вопрос оказался не таким простым: обнаружилось, что злосчастная ручка штурмана перекрывает экран электронной оптики, мешая его использованию. В конце концов было принято соломоново решение: оснастить место штурмана укороченной и не мешающей обзору ручкой, при пользовании которой к тому же приоритет в управлении останется за летчиком. При использовании правого кресла для обучения летчиков могла быть установлена сменная рукоятка нормальной длины. Оригинальным образом было организовано управление двигателями для штурмана: вместо привычной тросовой проводки, как у летчика, правое рабочее место оборудовали упрощенной электродистанционной системой управления. На среднем пульте кабины размещались два тумблера-переключателя, электрически связанных с механизмом управления двигателями и работавших по принципу "больше-меньше", прибавляя и убавляя тягу двигателей. Порядочный объем замечаний касался также компоновки оборудования, пультов и приборов, которых при "начинке" самолета всевозможной аппаратурой ПНС было изрядное множество.
Экипажу предстояло управляться с 40 различными индикаторами, 200 сигнальными табло и лампами, 20 рычагами и более чем 200 выключателями, кнопками и тумблерами. Летчикам НИИ ВВС было предоставлено право самим определять наиболее удобные места размещения приборов и органов управления.
Вопрос с лобовым стеклом кабины разрешился в пользу "панорамных" форм, при этом размещение экипажа бок о бок обеспечивало обоим хороший обзор также в боковых и нижних ракурсах.
Для улучшения обзора вперед-вниз носовая часть вместе с осью конуса была наклонена на 2°30', как и воздухозаборники. Такая мера в тогдашней практике нашла применение впервые, отличая машину от предшественников с осесимметричной носовой частью, затенявшей обзор в ракурсах вперед-вниз (на что постоянно жаловались летчики Су-7Б). Одновременно наклон носовой части позволял снизить аэродинамическое сопротивление на полетных углах атаки, улучшались также условия работы воздухозаборников на этих режимах.
Постройка первых двух экземпляров опытного самолета производилась заводом ОКБ (с 1966 года "фирма" Сухого получила новое официальное наименование: Московский машиностроительный завод "Кулон"). Образец Т6-0 имел назначением проведение статических испытаний на прочность, машина Т6-1 являлась полноценным "живым" самолетом,
предназначавшимся для летных испытаний. Одновременно была начата передача технической документации на Новосибирский авиационный завод, которому предписывалось построить следующие три экземпляра машины.
Ввиду высокой степени новизны и неизбежных ожидаемых проблем, прежде всего связанных с работой подъемной силовой установки, было решено предварительно проверить ее функционирование в летных экспериментах на специально оборудованном самолете — летающей лаборатории.
"Летающая лаборатория" Т-58ВД выходит на испытания....
Приказ о ее постройке был выпущен МАП 6 мая 1965 года. Машина, получившая обозначение Т-58ВД, строилась на базе первого опытного Су-15. Она была оборудована тремя вертикально установленными двигателями РД-36-35, размещенными последовательно в ряд в центральной части фюзеляжа между воздушными каналами с наклоном в 10°. Самолет был завершен постройкой к концу 1965 года, однако с его подъемом в воздух не торопились: предварительно машина прошла "обкатку" на специально сооруженном стенде. Имитируя полетные условия, самолет устанавливали перед профилированной трубой и обдували вентилятором, в роли которого выступал мощный турбовинтовой двигатель НК-12. Поток, нагнетаемый ТВД, имитировал разгон самолета до скорости 400 км/час.
С апреля 1966 года начались испытания Т-58ВД на испытательной базе ОКБ в Жуковском. Первый полет на нем ведущий летчик-испытатель Е.С. Соловьев выполнил 6 июля, вначале без использования подъемных двигателей, а с конца того же месяца — с работой комбинированной силовой установки. Испытания продолжались до конца следующего, 1967 года.
Помимо прочего, отрабатывались полеты с грунтовой полосы. Вопреки ожиданиям, особого влияния "подъемников" на перебалансировку самолета не обнаружилось. Техника пилотирования на взлете мало отличалась от обычного Су-15, однако на посадке по мере гашения скорости возникала склонность к задиранию носа, когда не хватало рулей, и для компенсации кабрирующего момента приходилось отключать передний РД-36-35. Такой эффект существенно осложнял пилотирование, по словам B.C. Ильюшина, выглядя настоящим цирковым номером.
Желаемый эффект улучшения взлетно-посадочных качеств был достигнут: с включенными ПД взлет происходил при скорости 285 км/час вместо прежних 390 км/час, посадка — при скорости 225 км/час вместо 315 км/час, зафиксировали сокращение разбега до 500 м и пробега до 560 м, что было вдвое лучше прежнего — 1 170 и 1 000 м соответственно. Увы, но обнаружились и предвидимые негативные особенности работы ПД: значительно уменьшился запас топлива на борту, а использовать дополнительные топливные баки не позволяли струи раскаленных газов от ПД. Вдобавок бьющие под самолет газы грозили перегревом шасси, других агрегатов самолета и разрушением покрытия ВПП.
- "летающая лаборатория" Т-58ВД.
Три полета на Т-58ВД выполнил летчик-испытатель ОКБ B.C. Ильюшин, назначенный ведущим на Т-6 и оценивавший особенности пилотирования в режимах КВП. По окончании программы испытаний Т-58ВД долгое время стоял без дела, а в 1976 году был передан в МАИ для использования в качестве учебного экспоната, где через несколько лет был списан в металлолом.