МиГ-21: прощай, легенда! Часть I
Четверка МиГ-21 на авиапараде в аэропорту Домодедово. Фото: Куняев В.П.
В сентябре прошлого года ВВС Индии завершили эксплуатацию сверхзвуковых истребителей МиГ-21. Создавая в середине 1950-х новый фронтовой самолет, Артем Микоян, Михаил Гуревич и главный конструктор Анатолий Брунов вряд ли могли предположить, что их детище успешно выдержит более шестидесяти лет интенсивной эксплуатации и останется в боевом строю даже в XXI веке.
9 января 1956 года в небо поднялся прототип будущей крылатой легенды. Впереди у нового «МиГа» была жесткая конкурентная борьба, принятие на вооружение, триумф во Вьетнаме и других локальных военных конфликтах, а также звание самого массового сверхзвукового истребителя в истории мировой авиации.
Об этой знаменитой машине написаны целые книги, сняты фильмы. Отдавая дань памяти заслуженному воздушному бойцу и его создателям, рассказываем об основных этапах жизни МиГ-21.
Е-2, Е-4, Е-5: первые шаги к «двадцать первому»
Скорость боевого самолета всегда была, есть и будет его основной характеристикой, тем более если этот самолет — истребитель. В середине XX века авиация развивалась стремительно. Казалось бы, реактивные двигатели только начали завоевывать небо, но не прошло и десяти лет, как авиастроители вплотную подошли к звуковому барьеру.
Реактивные машины уже успели пройти боевое крещение в небе Европы и Кореи. Если в конце Второй мировой войны встречи реактивных истребителей носили в основном эпизодический характер, то в небе Северной Кореи в начале 1950-х годов на 80% воевали уже только реактивные машины: американским «Шутинг Старам» Ф-80, «Тандерджетам» Ф-84 и «Сейбрам» Ф-86 успешно противостояли советские истребители МиГ-15 и МиГ-15бис.
Экспериментальный истребитель Е-2А. Фото: интернет-музей российской авиации «Авиару.рф»
По окончании боевых действий обе стороны — США и Советский Союз — сделали важные выводы относительно дальнейшего развития своих Военно-воздушных сил. На вооружение нашей авиации поступили машины МиГ-17 и МиГ-19, причем «девятнадцатый» стал первым советским серийным реактивным самолетом, который преодолел звуковой барьер, или, как тогда говорили, вышел на сверхзвук. Но это было только начало. И в США, и в нашей стране началась активная разработка скоростных реактивных самолетов-истребителей второго поколения.
Отличительной чертой этих машин должна была стать способность летать на сверхзвуковых скоростях. И если скорость сверхзвукового МиГ-19 составляла 1450 км/ч, то новый истребитель, получивший название Е-5, должен был летать со скоростью 1750 км/ч, уметь набирать высоту 10 км за 1,5 мин, иметь практический потолок до 19 км и дальность полета порядка 2700 км с подвесными баками. Именно такие характеристики новой машины с треугольным крылом и перспективным двигателем АМ-11 утвердило правительство в сентябре 1953 года. В Америке в это время на вооружение был принят сверхзвуковой Ф-100 «Супер Сейбр» и полным ходом шла работа по созданию истребителей, истребителей-бомбардировщиков и перехватчиков так называемой «сотой серии», среди которых особо выделялся проект фирмы «Локхид» — сверхзвуковой истребитель Ф-104 «Старфайтер», способный достичь скорости 2000-2400 км/ч. Советским авиаконструкторам нужно было создать новые боевые машины, способные противостоять американцам.
Экспериментальный истребитель Е-4. Фото: интернет-музей российской авиации «Авиару.рф»
Новый истребитель, по замыслу своих создателей, должен был превосходить МиГ-19 по многим показателям — скорости, маневренности, скороподъемности, потолку. Кроме улучшения летно-тактических характеристик, необходимо было повысить технологичность производства, сделать машину доступной для освоения летным составом средней квалификации и добиться простоты в обслуживании. Отдельными задачами стояло создание нового, более мощного и в то же время более легкого и компактного двигателя плюс оснащение нового истребителя наиболее совершенным и эффективным ракетным оружием.
В который раз советским авиаконструкторам предстояло решить сложнейшую задачу со многими неизвестными. А самым первым таким неизвестным стало треугольное крыло, которое должно было обеспечить истребителю выдающиеся характеристики. Хотя Артем Иванович Микоян изначально заявил новую машину как истребитель с треугольным крылом, как оно поведет себя на самолете и с какими трудностями придется столкнуться, не знал никто. Поэтому весной 1954 года было принято решение для подстраховки разработать машину со стреловидным крылом (стреловидность 55° по линии ¼ хорд и профиль с относительной толщиной 6%) под тот же двигатель АМ-11. Однако из-за отсутствия ясности в сроках поставки нового двигателя, в июле ОКБ разрешили построить экземпляр самолета со стреловидным крылом, который получил обозначение Е-2, под существующий двигатель АМ-9. Фюзеляж и хвостовое оперение Е-2 в целом соответствовали самолету Е-5 с треугольным крылом.
Фронтовой истребитель Е-5 с треугольным крылом и двигателем АМ-11. Фото: интернет-музей российской авиации «Авиару.рф»
Первый полет Е-2 состоялся 14 февраля 1955 года, выполнил его летчик-испытатель Георгий Мосолов. Ну а что же треугольное крыло? Его установили на второй, по сути, экспериментальной машине Е-4, на которой также стоял двигатель АМ-9. Эта машина поднялась в небо спустя четыре месяца, 16 июня 1955 года, а пилотировал ее старший летчик-испытатель Григорий Седов.
Долгожданный АМ-11, получивший новое название Р-11-300, получили в самом конце 1955 года и установили на опытный экземпляр самолета с треугольным крылом Е-5, и 9 января 1956 года летчик-испытатель Владимир Нефедов впервые поднял машину в воздух. Вскоре, 17 февраля, под управлением Григория Седова совершил первый полет самолет Е-2А, бывший Е-2, на который установили двигатель Р-11-300. А вот на опытный Е-4 устанавливать Р-11-300 не стали, так как двигатель был еще «сырой». В ОКБ Артема Микояна понимали, что оснащенные им истребители Е-2А и Е-5 будут в первую очередь летать по программе летных испытаний двигателя и простаивать на земле в ожидании его очередной доработки или замены, а останавливать испытания по программе отработки треугольного крыла нельзя.
Летом 1956 года легкие фронтовые истребители Е-5 и Е-2А были запущены в малую серию, которую выпустили в 1957 году. Машине с треугольным крылом присвоили название МиГ-21, а со стреловидным — МиГ-23 (это было первое использование такого наименования). Следующий опытный истребитель Е-6 с двигателем Р-11Ф-300, также с треугольным крылом, стал эталоном для серийного производства фронтовых истребителей МиГ-21Ф. Вскоре ему на смену пришел МиГ-21Ф-13 (Е-6Т), ставший более массовым. Почему первая массовая серийная модель «двадцать первого» несла такое обозначение? Все расшифровывалось достаточно просто — МиГ-21 с форсированным двигателем, вооруженный ракетами К-13.
Трудности треугольного крыла
Устанавливая треугольное крыло на новый «МиГ», конструкторы ОКБ столкнулись с целым рядом проблем.
Как известно, стреловидное крыло имеет один большой недостаток: оно не обладает такой жесткостью, как, скажем, крыло прямое. Отсюда такие неприятности самолетов со стреловидными крыльями, как реверс элеронов и валежка. Основным силовым элементом каждого крыла является лонжерон, их может быть один или несколько. У стреловидного крыла и лонжерон, и само крыло имеют достаточно большое удлинение и вырез под место для уборки шасси, что не позволяет сделать его достаточно жестким. Усилить его можно, но лишь до определенных значений, ибо любое усиление — это в первую очередь увеличение массы крыла и самолета, что крайне нежелательно. Ученые-аэродинамики видели выход в создании треугольного крыла с малым удлинением. Именно оно позволяло придать крылу необходимую жесткость и прочность и при этом сделать такое крыло относительно легким по сравнению с крылом стреловидным.
МиГ-21Ф с ФАБ-250. Фото: интернет-музей российской авиации «Авиару.рф»
Но свои трудности были и здесь. Конструктивно-силовую схему треугольного крыла могли образовать несколько коротких лонжеронов, установленных перпендикулярно фюзеляжу. Данная конструкция обладала нужной прочностью и живучестью, если бы не одно «но». Когда эти уже изготовленные лонжероны попытались встроить в реальное треугольное крыло, выяснилось, что пОлки лонжеронов в каждом сечении должны иметь разный угол наклона в соответствии с профилем крыла. Сегодня такая задача решается с помощью станка с ЧПУ, но тогда, в первой половине 1950-х годов, ничего подобного просто не существовало. Все приходилось делать буквально вручную, а это, в свою очередь, делало такое крыло сложным и затратным в производстве. И естественно, для массового истребителя, каким планировался МиГ-21, это абсолютно не подходило.
Забегая вперед, отметим, что технологию изготовления таких лонжеронов в Советском Союзе освоили в ОКБ Сухого, что для изготовления ограниченного количества перехватчиков Су-9, Су-11 и первых серий Су-15 с треугольным крылом в принципе было допустимо. «Миговцы» пойти таким путем не могли — МиГ-21 должен был выпускаться в массовых количествах.
МиГ-21Ф-13 на стоянке. Фото: интернет-музей российской авиации «Авиару.рф»
И выход был найден. Силовая схема треугольного крыла «МиГа» была следующей: главный лонжерон располагался под углом к фюзеляжу и в районе своего центра подкреплялся мощной короткой балкой, расположенной под углом 90 градусов к фюзеляжу — простое и гениальное инженерное решение! Но это стало ясно только по прошествии полетов и испытаний, а поначалу такое крыло являлось «котом в мешке». Именно поэтому его и обкатывали на самолетах-прототипах, а получив положительный результат — запустили в производство. Все произошло именно так, как изначально задумывал генеральный конструктор Артем Иванович Микоян — МиГ-21 получил удачное новое треугольное крыло, обеспечившее машине уникальные летные качества.
Продолжение следует...