На пути к лучшему в мире перехватчику МиГ-31. Экспериментальные самолёты серии Е-155

Не смотря на то что истребитель МиГ-31 был создан в конце 70-х годов прошлого века, он до сих пор держит рекорды по высоте полёта и максимальной скорости.

Есть ещё рекорды менее знаменитые. Естественно, настолько выдающийся самолёт появился не в одночасье.

Он стал плодом многолетних усилий инженеров, учёных и конструкторов, в ходе которых создавались опытные и экспериментальные самолёты.

О них и пойдёт речь в этой публикации.

 

Предпосылки к созданию

В конце 1950-х годов в США появились стратегические бомбардировщики, способные развивать сверхзвуковую скорость, такие как B-58 «Хастлер», и велась разработка еще более скоростных и высотных самолетов, таких как XB-70 «Валькирия», а также разведывательных SR-71 «Блэкберд». Это потребовало от советской промышленности создания эффективных средств для противодействия им. К тому времени конструкторское бюро Микояна уже имело опыт разработки сверхзвуковых истребителей-перехватчиков. Экспериментальные самолеты этой серии, Е-150 и Е-152, впервые в СССР продемонстрировали возможность достижения скорости 3 000 км/ч и высоты 22-23 км, хотя время полета на высокой сверхзвуковой скорости было ограничено.

Экспериментальный истребитель-перехватчик Е-155П

Достигнутые характеристики по высоте и скорости были достаточны для разрабатываемого истребителя-перехватчика. Однако для успешного противодействия новым американским самолетам B-58, XB-70 и SR-71 требовалась РЛС с увеличенной дальностью обнаружения целей, значительно увеличенные рубежи перехвата и всеракурсные ракеты «воздух-воздух» с большой дальностью пуска. В 1961 году ОКБ им. А. И. Микояна приступило к созданию машины, отвечающей этим требованиям, получившей обозначение Е-155. При проектировании нового самолета учитывался опыт, полученный при разработке истребителей Е-150 и Е-152. Особое внимание уделялось использованию материалов, способных выдерживать высокие температуры при полете на сверхзвуковой скорости, а также использовались наработки по турбореактивному двигателю Р15-300 и автоматизации процесса перехвата.

Предложения ОКБ А. И. Микояна получили поддержку у руководства Министерства обороны, и 5 февраля 1962 года было принято постановление Совета Министров СССР и ЦК КПСС о разработке истребителя-перехватчика Е-155П и создании на его базе высотного разведчика Е-155Р. В том же году состоялась макетная комиссия по новому истребителю. Внешне Е-155 существенно отличался от всех существовавших на тот момент истребителей. Планировалось оснастить Е-155 боковыми плоскими воздухозаборниками с горизонтальным клином, тонким трапециевидным крылом малого удлинения и двухкилевым оперением.

Значительная масса истребителя при взлете (превышающая 35 тонн) и исключительные характеристики, касающиеся высоты и скорости (скорость около 3 000 км/ч, максимальная высота полета 22-23 км), обусловили выбор силовой установки, состоящей из двух турбореактивных двигателей с форсажной камерой типа Р15Б-300, каждый из которых в режиме форсажа развивал тягу в 11 200 кгс. Двигатели располагались бок о бок в хвостовой части фюзеляжа. Разработка истребителя-перехватчика с такими впечатляющими характеристиками по высоте перехвата и скорости потребовала решения проблемы теплового барьера. Стало ясно, что традиционные материалы, применяемые в авиастроении, не подходят для длительного нагрева до температур порядка 300 градусов Цельсия, возникающих при полетах на сверхзвуковых скоростях с числами Маха более 2.5. Учитывая это, основными материалами для конструкции истребителя-перехватчика Е-155 стали специальные нержавеющие стали: ВНС-2, ВНС-4 и ВНС-5 (до 80% от общей массы), а также титановые сплавы (около 8% массы) и жаропрочные алюминиевые сплавы Д-19Т и АТЧ-1 (около 11% массы). Главным технологическим процессом при создании планера истребителя стала автоматическая сварка.

В 1962-63 годах на опытном производстве ОКБ-155 началось строительство первых четырех опытных образцов самолета Е-155: по два в вариантах перехватчика и разведчика. Первый экземпляр Е-155П1 был собран летом 1964 года. 12 августа самолет был перебазирован на летную станцию ОКБ в Жуковском, а 9 сентября летчик-испытатель П. М. Остапенко впервые поднял истребитель в воздух. Годом позже на летные испытания поступил второй самолет – Е-155П2. Для ускорения испытаний параллельно было запущено производство опытных истребителей на заводе №21 в Горьком. К 1966 году к государственным испытаниям присоединились еще два истребителя-перехватчика: Е-155П3 и Е-155П4. В отличие от первых двух истребителей, они имели по четыре точки подвески ракет (первые прототипы несли только по две ракеты К-40).

В 1966 году в ОКБ Микояна провели работы по внедрению в конструкцию самолетов, как перехватчиков, так и разведчиков, значительного количества различных конструктивных улучшений. К ним относятся: удлинение носовой части фюзеляжа, изменение оборудования кабины пилота, использование двигателей с автономным запуском при помощи турбостартера и приводов генераторов переменного тока, усиление крыла, увеличение площади килей, модификация системы регулирования воздухозаборников, применение новых законцовок без «ластов» с обычными противофлаттерными грузами, использование колесно-лыжного шасси (не реализовано на практике), замена части оборудования самолета на более современное.

Уже в 1967 году в Горьком были готовы первые серийные перехватчики, эталоном для серийного производства которых стал истребитель Е-155П6. Все самолеты, включая машины установочной партии, участвовали в государственных испытаниях комплекса перехвата С-155, начавшихся в декабре 1965 года. Первый этап государственных испытаний был завершен в ноябре 1968 года, когда было выдано предварительное заключение о запуске в серийное производство истребителя-перехватчика, получившего официальное обозначение МиГ-25П. В ноябре 1968 года начался второй этап госиспытаний, успешно завершившийся в мае 1970 года. Незадолго до этого первые серийные перехватчики поступили в Учебный центр авиации ПВО в Саваслейке, а также в авиаполк в Правдинске. Здесь начались войсковые испытания самолета, а со второй половины 1970 года началось перевооружение на новый тип самолета и других советских авиаполков ПВО.

Опытный истребитель-перехватчик Е-155МП

В 1966 году в ОКБ Микояна начались работы над проектом нового многоцелевого самолета Е-155М, двухместного самолета, планируемого к оснащению двумя турбореактивными двигателями РД36-41М и крылом изменяемой геометрии. Базой для этого самолета послужил перехватчик Е-158, являвшийся развитием Е-155П (МиГ-25П). Этот самолет разрабатывался в трех основных вариантах: истребителя-перехватчика Е-155МП, самолета-разведчика Е-155МР и фронтового разведчика-бомбардировщика Е-155МФ.

Модель истребителя Е-158:

Перехватчик Е-155МП стал первым в мире боевым самолетом, в котором система управления вооружением базировалась на радиолокационной станции с фазированной антенной решеткой (ФАР) «Заслон». Эта РЛС обеспечивала обнаружение воздушных целей различных типов на большом расстоянии во всем диапазоне скоростей полета и высот, включая маловысотные цели, летящие на фоне земли. Применение такой РЛС обеспечивало широкий угол обзора и позволяло отказаться от использования механических приводов антенны с их низкой скоростью, а также решало проблему атаки и одновременного сопровождения большого числа воздушных целей без ограничений по углам полета.

Разработка проекта Е-155МП завершилась к 1968 году. Согласно плану, прототип для государственных испытаний должен был быть представлен в четвертом квартале 1971 года. Однако в ходе дальнейших исследований стало ясно, что необходимо внести изменения в конструкцию истребителя. Существующая конфигурация не обеспечивала достаточную скороподъемность и практический потолок, а сам самолет получался излишне тяжелым. В результате, в 1969 году началась работа над новой компоновкой, и в 1971 году было окончательно утверждено решение об использовании трапециевидного крыла фиксированной геометрии, двухместной кабины (для летчика и оператора) и размещении ракет под фюзеляжем на конформных пилонах. В качестве силовой установки были выбраны двигатели Д-30Ф-6. К самолету были сформулированы новые требования, включая способность действовать полуавтономно в условиях отсутствия сплошного радиолокационного покрытия ПВО, например, в удаленных районах Дальнего Востока или Крайнего Севера.

Первый опытный образец Е-155МП был построен к 1975 году на экспериментальном производстве ОКБ им. А. И. Микояна. На самолет были установлены штатные двигатели Д-30Ф-6. На первоначальном этапе использовалось крыло от МиГ-25РБ, которое в дальнейшем, в процессе испытаний, заменили крылом с развитыми корневыми наплывами, отклоняемыми носками, зависающими элеронами и закрылками. Площадь подфюзеляжных гребней была увеличена на 1,2 м2 по сравнению с МиГ-25. Топливная система крыльевых баков не была подключена к основной. Створки основных стоек шасси выполняли роль тормозных щитков и имели оригинальную двухколесную тележечную конструкцию.

Истребитель был оснащен навигационным комплексом «Полет-1И» и системой автоматического управления САУ-155УП. Вместо штатных РЛС «Заслон» и теплопеленгатора были установлены их весогабаритные имитаторы. Обе кабины пилотов были оборудованы катапультными креслами КМ-1М. Первый полет нового истребителя состоялся 16 сентября 1975 года. Весной 1976 года на самолете летали все летчики ОКБ им. А. И. Микояна (А. Г. Фастовец, Б. А. Орлов, В. Е. Меницкий, П. М. Остапенко). Первым штурманом-оператором самолета стал В. С. Зайцев. Постройка второго прототипа, оснащенного полным комплектом бортового оборудования, была завершена в начале 1976 года. В дальнейшем именно эта машина послужила основой для создания нового советского истребителя-перехватчика МиГ-31.

Экспериментальный истребитель-перехватчик Е-155М

Появление истребителя Е-155М стало результатом активизации работ по модернизации МиГ-25П. С целью улучшения летно-технических характеристик перехватчика, в 1973 году на двух серийных МиГ-25 (перехватчике и разведчике) установили новые двигатели Р-15БФ2-300, которые на форсаже развивали тягу до 13 500 кгс и отличались уменьшенным расходом топлива. Это, а также усовершенствованная термозащита, обеспечило улучшение скороподъемности и увеличение скорости. Экспериментальный Е-155М с полным комплектом ракетного вооружения мог достигать максимальной скорости М=3, в то время как серийный перехватчик развивал М=2,83, что соответствовало 3000 км/ч.

Первый полет истребителя с двигателями Р-15БФ2-300 состоялся 30 августа 1973 года. Модифицированный самолет-разведчик, после упрощения бортового оборудования и снижения веса, использовался для установления нескольких мировых рекордов. 17 мая 1975 года летчики А. Федотов и П. Остапенко установили на нем три мировых рекорда по времени набора высоты 25, 30 и 35 км. Результаты составили 2 мин. 32,3 с., 3 мин. 9,85 с. и 4 мин. 11,7 с. соответственно. Рекордный самолет был зарегистрирован в ФАИ как Е-266М.

В 1975 году истребитель получил новое горизонтальное оперение и крыло иной конструкции. В этом же году была произведена замена бортового радиоэлектронного оборудования и части системы управления. Данный самолет использовался для проведения различных испытаний вплоть до апреля 1977 года. На этой машине был установлен ряд рекордов, в частности 22 июля 1977 года Е-155М с грузом в 2 тонны достиг высоты 37 800 метров, а 21 августа без груза – 37 650 метров. Был установлен мировой рекорд высоты полета для самолетов с воздушно-реактивными двигателями, который не побит до сих пор.

Испытания МиГ-25, оснащенного новой силовой установкой продемонстировали, что характеристики самолета однозначно улучшились, но двигатели Р-15БФ2-300 так и не пошли в серию, а работы по их дальнейшей доводке были остановлены. Предпочтение было отдано двухместному истребителю-перехватчику Е-155МП – прототипу знаменитого МиГ-31, который по-прежнему находится на вооружении российских ВВС и представляет довольно грозное оружие.

Тактико-технические характеристики Е-155МП:

• Размеры: размах крыла – 13,46 м., длина – 22,69 м., 5,15 м.
• Площадь крыла – 59,8 кв. м.
• Масса самолета: нормальная взлетная – 40 600 кг., максимальная взлетная – 46 000 кг.
• Тип двигателя – 2 ТРДДФ Д-30Ф-6, тягой 15 500 кгс на форсаже (каждый)
• Максимальная скорость – 3 000 км/ч.
• Практическая дальность – 2 150 км.
• Практический потолок – 20 600 м.
• Вооружение: 23-мм шестиствольная пушка ГШ-6-23(260 патронов) и 6 точек подвески УР.
• Экипаж – 2 человека