Авиация и космонавтика 2013 03 - Журнал Авиация и космонавтика (читать полностью книгу без регистрации txt) 📗
При этом следует помнить, что в 1971-72 годах тема Т-10, как для ОКБ в целом, так и для 100-го отдела, отнюдь не являлась приоритетной. Коллективу конструкторов хватало проблем и по «текущей» тематике — испытаниям и отработке Су-15ТМ, Су-17М, Т-6 (Су-24), Т-4 и по проектированию Т-8 (Су-25). Поэтому, если не считать времени, потраченного на подготовку материалов для аванпроекта, то постоянно работами по теме Су-27 в ОКБ в эти годы, по-прежнему занимался достаточно ограниченный круг исполнителей, преимущественно, конструкторы отдела проектов и аэродинамики.
Общее руководство работами в ОКБ по Су-27 в 1971-72 годах по- прежнему оставалось за О.С. Самойловичем, причем, по инициативе П.О. Сухого, приказом по МАП от 2 августа 1972 года его повысили в должности до заместителя Главного конструктора (с сохранением прежнего круга обязанностей в области проектных работ). В связи с переходом О.С. Самойловича на вышестоящую должность, произошли соответствующие «подвижки» и в руководстве отдела проектов: его новым начальником с 1973 года стал В.А. Николаенко, а начальником бригады 100-1 — В.Ф. Маров.
Полученные при продувках модели 13Т10-1 очень хорошие результаты не могли в полной мере удовлетворить разработчиков, т. к. было абсолютно ясно, что конструктивно-компоновочная схема Т10/1 далека от совершенства. С этим мнением был согласен и Генеральный конструктор, который также считал, что вскрыты еще далеко не все резервы интегральной аэродинамической компоновки. Беспокоили разработчиков и вопросы реализации весовых характеристик самолета, т. к. практика разработки в ОКБ самолетов предыдущих поколений постоянно подтверждала правильность тезиса о неуклонном увеличении массы самолета в процессе его разработки. Было понятно, что если нельзя отменить этот закон, то желательно, по крайней мере, существенно замедлить динамику роста массы.
В 1972 году проектные работы по теме Су-27 велись в двух основных направлениях:
углубленное исследование интегрального варианта компоновки путем дальнейшей отработки аэродинамической и конструктивно-компоновочной схемы самолета. Эти работы в бригаде 100-1 выполнял В.И. Антонов, в помощь которому определили B.C. Присяжнюка. В течение 1972 г. ими было рассмотрено несколько редакций компоновки под обозначением Т10/3;
поиск альтернативных вариантов аэродинамической схемы осуществлялся в бригаде 100-2, где к работе подключили ведущего конструктора К.К. Бушковича. В 1972 году путем трансформации схемы Т10/2 он начал разработку альтернативного варианта компоновки под обозначением Т10/4.
Вместе с уже упоминавшимися выше схемами Т10/3 и Т10/4, всего, за период предэскизной проработки, в 1972-75 годах, в отделе проектов ОКБ было достаточно подробно рассмотрено и изучено 10 основных вариантов компоновки: от Т10/3 до Т10/12 включительно. Под словом «основных» подразумевается тот факт, что каждый из них был проработан настолько глубоко, что для него были выпущены чертежи «Общего вида» и «Компоновочной схемы», которые были поставлены на учет с целью возможной дальнейшей углубленной проработки в основных конструкторских подразделениях ОКБ. При этом некоторые из вариантов рассматривались сразу в нескольких модификациях. А ведь кроме этих основных вариантов компоновки существовали и такие, которые вообще не предназначались «для опубликования» и никогда «не покидали стен» 100-го отдела.
Смысл такого подхода заключался в поиске технических решений, ведущих к улучшению аэродинамики и конструктивно-компоновочной схемы. Наиболее удачные решения, применявшиеся в отдельных вариантах, были приняты для дальнейшей проработки, и в этом смысле можно сказать, что, почти каждая из рассмотренных схем привносила что-то свое в окончательный вариант компоновки, принятый в дальнейшем для эскизного проекта и постройки.
Проектные проработки по Су-27, осуществлявшиеся в бригаде 100-1 во 2-й половине 1971 года, являлись дальнейшим развитием исследований по интегральному варианту компоновки Т10/1. Эти исследования велись в 2-х основных направлениях:
улучшения аэродинамической компоновки, осуществлявшееся на основании первых результатов продувок модели 1ЗТ10-1 в АДТ ЦАГИ;
улучшения конструктивнокомпоновочной схемы самолета.
Размерность самолета в новом варианте компоновки, получившем обозначение Т10/3, соответствовала ранее установленной для аванпроекта, с площадью базового крыла около 48 м?. Для снижения волнового сопротивления были предприняты серьезные меры по уменьшению миделя, в результате чего величина миделевого сечения самолета составила всего 3,24 м?. Одновременно в новом варианте компоновки решили немного «подправить» огрехи графика площадей Т10/1 за счет более плавного распределения площадей поперечных сечений по длине фюзеляжа на участке до миделя самолета. По воспоминаниям В.И. Антонова: «Мы отчетливо понимали, что на величину волнового сопротивления влияет не только значение миделя, но и плавность "протекания" графика площадей поперечных сечений. В этом отношении интегральная компоновка самолета с двигателями в изолированных гондолах имела существенный недостаток — "провал" в графике площадей между фонарем и воздухозаборниками силовой установки. Необходимо было решить, насколько существенен этот недостаток. Дело в том, что мы не могли просто взять и удлинить воздухозаборники до фонаря, т. к. иначе они вышли бы за переделы передней кромки наплыва. Удлинить входные устройства и одновременно сохранить это расстояние, можно было, например, путем взаимного приближения заборников к оси симметрии самолета, но так мы рисковали "получить" взаимовлияние воздухозаборников и гондол друг на друга. Для исследования этого вопроса решено было спроектировать и продуть в АДТ ЦАГИ тематическую модель, которая смогла бы ответить на вопрос: Что делать с "провалом" в графике площадей Су-27?»
Для этого разработали 3 взаимозаменяемых варианта передней (до миделя) части фюзеляжа модели, с различным по длине характером поперечных сечений и различными углами отгиба носовой части. Первые два варианта имели разные по глубине «провалы» графика площадей, а третий искусственно выполнили близким к идеальному. Добиться указанного эффекта простой модификацией продольных и поперечных сечений не удалось, поэтому в третьем варианте в модель были дополнительно введены верхний и нижний обтекатели, которые дополняли график площадей до «идеального». При этом площадь миделевого сечения и место его расположения в каждом из трех вариантов были одинаковыми.
Для улучшения несущих свойств крыла в компоновке Т10/3 по сравнению с Т10/1 было решено несколько увеличить его удлинение, причем рассматривались 2 варианта базового крыла:
первый — с крылом площадью 48 м?, и с удлинением 3,38,
второй — с крылом увеличенного размаха, с площадью 49,9 м? и с удлинением 3,94.
Позднее, по заданию аэродинамиков, был разработан третий вариант, аналогичный по плановой проекции крылу второй редакции, но с увеличенным углом отгиба носка. В остальном, на этом этапе работ, компоновка Т10/3 почти ничем не отличалась от ранее исследовавшегося варианта Т10/1.
В целом, следует признать, что компоновка Т10/3 носила тематический характер и имела целью более полно исследовать особенности интегрального варианта аэродинамической схемы самолета в трубных испытаниях. На это указывает, например, тот факт, что с компоновочной точки зрения 1-я редакция модели Т10/3 была настолько «обжата» по миделю, что в ней просто не было места для размещения основных опор шасси.
Разработка проектной документации по Т10/3 была завершена в бригаде 100-1 в конце 1971 года, чертеж общего вида О.С. Самойлович подписал 24 декабря. С ведома П.О. Сухого часть материалов по этой новой компоновке была помещена и в материалах аванпроекта по Су-27. Аэродинамическая модель компоновки Т10/3, предназначенная для испытаний в «малых» сверхзвуковых АДТ ЦАГИ, получила обозначение 13Т10-3. По уже сложившейся традиции, для выяснения вклада в аэродинамические характеристики отдельных элементов конструкции, предусматривалось, что модель будет сделана разборной, с возможностью демонтажа и продувки по отдельности всех основных элементов несущей схемы. Модель 13Т10-3 была закончена изготовлением и отправлена в ЦАГИ 23 марта 1972 года, первые результаты продувок были получены в начале мая, а официальный отчет пришел в ОКБ в июле 1972 года, он содержал результаты продувок по обоим вариантам крыла. Особенно наглядно выглядели преимущества варианта с большим удлинением крыла. Осенью 1972 г. в ЦАГИ был выполнен 2-й этап продувок этой модели, основной задачей которого являлось определение влияния на аэродинамические показатели увеличенного отгиба носков крыла и различных вариантов НЧФ. Результаты продувок были довольно неожиданные. Выяснилось, к примеру, что для первых двух вариантов НЧФ величины волнового сопротивления оказались практически одинаковыми, причем за счет улучшения графика площадей было достигнуто существенное по сравнению с Т10/1 снижение волнового сопротивления в околозвуковой и трансзвуковой зоне. А вот для третьего варианта, с «идеальным» графиком площадей, результаты оказались прямо противоположными ожидаемым — величина сопротивления даже несколько выросла. Последующий анализ показал, что такой результат был связан исключительно с забвением законов и принципов местной аэродинамики в угоду выправления графика площадей. Вариант с большим удлинением крыла был признан удачным: он обеспечил прирост Ктах примерно на 1 ед. Таким образом, были найдены реальные пути повышения ЛТХ для обеспечения заданного уровня ТТЗ. А вот результаты экспериментов с увеличением отгиба носков крыла на угол более 5° были признаны отрицательными: на крейсерских режимах полета в рабочей области углов атаки это вело к существенному увеличению сопротивления.
