Какая машина станет наследником советских Як-38 и Як-141
В мире опять возник интерес к самолетам вертикального (короткого) взлета и посадки (СВКВП). Толчком к этому послужило появление американского истребителя-бомбардировщика F-35B, который будучи классическим СВКВП, обладает ТТХ, незначительно уступающими самолетам с обычным взлетом и посадкой.
А в России, судя по информации открытых источников и заявлениям официальных лиц, работа в этом направлении идет уже не один год. Еще в 2018 году Юрий Борисов, ныне вице-премьер, на военно-техническом форуме «АРМИЯ-2018» заявил, что в нашей стране начата разработка СВКВП нового поколения, отметив его преемственность с самолетом ОКБ им. Яковлева Як-141. Интерес к проблеме создания российского СВКВП обусловлен еще и тем, что в стране наконец заговорили на самом высоком уровне о необходимости постройки для ВМФ авианосца и начала строительства двух УДК. Последние могут иметь существенное оперативное значение для нашего флота лишь в том случае, если их авиагруппа будет укомплектована СВКВП.
Вертикалка нужна на море и на суше
Емкость ангаров нашего перспективного УДК может позволить разместить, по приблизительным оценкам, 8–12 СВКВП вместе с тремя-четырьмя вертолетами РЛД Ка-31. При действиях по наведению самолетов ДРЛО берегового базирования можно будет одновременно вводить в бой до двух звеньев на удалении до 400 километров от корабля. Такие возможности позволят нашему перспективному УДК в качестве легкого авианосца решать задачи прикрытия небольших групп надводных кораблей в оперативно важных районах от ударов малых групп авиации противника (до 6–8 машин) и обеспечивать боевую устойчивость подводных лодок от ударов базовой патрульной авиации (БПА) противника. Обе эти задачи исключительно важны для поддержания благоприятного оперативного режима.
Как показывает опыт боевого применения американских УДК в ходе агрессии против Югославии, эффективно может использоваться авиагруппа таких кораблей и для нанесения ударов по наземным объектам как в составе массированных авиационно-ракетных ударов, так и в ходе систематических действий. Таким образом, при наличии в России современных СВКВП наш перспективный УДК может оказаться весьма эффективно легким авианосцем, способным в зависимости от состава авиагруппы решать задачи по борьбе с подводными лодками или воздушным противником, наносить ограниченные удары по малым группам надводных кораблей и отдельным наземным объектам.
Авианосная баржа
Но не только авианесущие корабли могут нести СВКВП. Важно отметить широкие возможности базирования СВКВП на кораблях и судах других классов. Впервые это было показано Великобританией в ходе англо-аргентинского конфликта в 1982 году, когда в дополнение к двум авианосцам ВМС этой страны в носители «Харриеров» были переоборудованы крупные контейнеровозы – «Атлантик Конвейерз», «Атлантик Коузвей» и «Контендер Безант». Переоборудование этих кораблей в авианесущие проводилось по американскому проекту АРАПАХО в течение семи – девяти суток. Благодаря этому удалось создать в зоне англо-аргентинского конфликта достаточно серьезную авиационную группировку.
Возможность базирования СВКВП на судах гражданского флота позволяет в случае необходимости значительно увеличить количество авианесущих кораблей в составе флота и численность группировки морской авиации в удаленных районах морей и океанов.
“ Важно отметить широкие возможности базирования СВКВП на судах других классов. Впервые это сделала Великобритания в ходе англо-аргентинского конфликта в 1982 году, когда в дополнение к двум авианосцам этой страны в носители «Харриеров» были переоборудованы крупные контейнеровозы ”
Опыт войн последних десятилетий показывает, что боевые действия начнутся с проведения масштабного воздушного наступления. Первая воздушная наступательная операция будет направлена главным образом на решение задачи завоевания превосходства в воздухе. Важнейшей составной ее частью станет уничтожение авиации противника на аэродромах. Нанесением ударов по аэродромам достигается троякая цель: уничтожаются собственно самолеты противника, разрушается его аэродромная сеть, прежде всего взлетно-посадочные полосы, и нарушается система тылового обеспечения авиации, в частности уничтожаются оперативные запасы авиационного топлива и боеприпасов, силы и средства их подачи к самолетам. В результате даже если и удается сохранить часть самолетов в исправном состоянии, после таких ударов они лишаются возможности действовать. Поэтому для стран, которые не предполагают первыми начинать военные действия, вопрос об обеспечении боевой устойчивости своей авиации в районах базирования под массированными ракетно-авиационными ударами является критически важным.
Обеспечить боевую устойчивость авиационной группировки на основных аэродромах базирования только за счет создания надежной системы ПВО этих объектов весьма проблематично. Количество аэродромов очень ограниченное, их местоположение и характеристики хорошо известны. Поэтому агрессор сможет создать такую группировку ударных сил и средств, выбрать такой способ действий, которые позволят ему гарантированно преодолеть систему ПВО и вывести из строя аэродромы.
В связи с этим ключевым условием обеспечения боевой устойчивости авиационной группировки является ее рассредоточение на запасные аэродромы. Один из весьма перспективных выходов из сложившегося положения – принятие на вооружение СВКВП. Им при взлете с короткой пробежкой достаточно около 120–150 метров, а при вертикальном – вообще ровную площадку размером по длине и ширине в несколько десятков метров, сообразно размерам самого самолета. Лесная полянка достаточных размеров или короткий участок шоссе могут стать аэродромом для такого самолета.
Принятие на вооружение ВВС СВКВП позволит радикально расширить систему базирования авиации, что значительно повышает боевую устойчивость группировки авиации наземного базирования в целом. В составе ВВС эти самолеты могут образовать основу авиационной группировки «гарантированного ответа», то есть той части авиации, которая после упреждающего массированного удара противника по системе базирования сможет принять участие в боевых действиях. Возможность рассредоточения СВКВП малыми группами по большому количеству малых и соответственно хорошо скрытых от системы разведки противника взлетным площадкам, пусть даже и плохо подготовленным, исключит возможность поражения большей их части в первых ударах.
Каким может быть наш СВКВП
Хорошо известно, что боевые возможности авиационной группировки определяются тактико-техническими данными и составом вооружения боевых машин. Никаких материалов в открытой печати даже приблизительного характера по возможным характеристикам и общему облику нашего перспективного СВКВП не имеется. Это, очевидно, объясняется вполне оправданной закрытостью данной темы. Нельзя исключать и возможность того, что облик этого самолета пока еще не выработан. Хотя тактико-технические требования к нему уже должны были быть.
Из заявления официальных должностных лиц (в частности, Юрия Борисова) и оценок различных экспертов, при создании перспективного российского СВКВП будет использован задел, полученный в ходе разработки СВКВП Як-141. Это вполне логично. Особенно учитывая тот факт, что американцы смогли создать свой СВКВП F-35B только после получения доступа к материалам по разработке и испытанию Як-141. Этот первый в мире сверхзвуковой СВКВП по своим тактико-техническим данным значительно превзошел своего британского конкурента «Харриера» самых последних модификаций, приблизившись к современному ему уровню развития американской палубной авиации. Он мог практически на равных бороться с новейшим на тот момент американским палубным истребителем-бомбардировщиком F/A-18А. При максимальной скорости 1800 километров в час боевой радиус Як-141 с вертикальным взлетом и полете к цели на дозвуковой скорости мог достигать 400 километров, а при взлете с коротким разбегом – до 700 киломктров. Самолет оснащался многорежимной РЛС, по своим характеристикам близкой РЛС «Жук», используемой на истребителях МиГ-29.
Система вооружения самолета включала помимо встроенной 30-мм пушки большой спектр современного подвесного вооружения, в том числе ракеты воздушного боя средней дальности Р-27 различных модификаций и малой дальности Р-73, ракеты класса «воздух-земля» Х-29 и Х-25, противокорабельные ракеты Х-35 и противорадиолокационные Х-31, а также корректируемые авиабомбы. Максимальная взлетная масса Як-141 достигала 19 500 килограммов при использовании 120-метрового разбега и 15 800 килограммов – при вертикальном взлете.
Летно-технические характеристики этого самолета, разработанного более 40 лет назад, еще вполне конкурентоспособны и в наше время. Его планер вполне мог бы стать основой для создания в весьма короткие сроки полноценного истребителя-бомбардировщика поколения «4+++» путем установки современных бортового оборудования, вооружения и двигателей. Такая машина смогла бы на равных вести борьбу с самыми совершенными палубными истребителями иных государств, в частности с американским «Суперхорнет». Фактически действуя похожим образом, мы получили на основе Су-27 лучший в мире истребитель поколения «4+++» Су-35.
Однако несмотря на все выгоды этого направления в развитии наших СВКВП, такой путь остается тупиковым. Все-таки машины поколения «4+++» – это сегодняшний день, а ориентироваться надо как минимум на пятое поколение.
Су-57 вертикального взлета
Можно предположить, что наше руководство и конструкторы пойдут по пути, эффективность которого продемонстрировали американцы на примере своего F-35, создав СВКВП с высокими тактико-техническими данными модернизацией базовой модели этого самолета. В этой связи можно предположить, что перспективный российский СВКВП может быть создан на основе единственной имеющейся в России модели истребителя пятого поколения Су-57.
Возникает вопрос о возможности этого шага с точки зрения массогабаритных характеристик базовой машины. Все-таки вес Су-57 большой – максимально он может достигать 33 тонн. Пока ни один столь тяжелый СВКВП не создавался. Однако есть основания полагать, что этот фактор не станет критичным при создании перспективного российского СВКВП.
Первые СВКВП – советский Як-38 и британский «Харриер» – имели максимальный взлетный вес около 12 тонн. И это не помешало создать Як-141 максимальным весом более чем в полтора раза тяжелее. Современный американский СВКВП F-35B имеет максимальный взлетный вес около 28 тонн. Это почти в полтора раза больше, чем Як-141, и в 2,3 раза больше, чем весит «Харриер».
Российский Су-57 превосходит по максимальному весу F-35 только на 18 процентов. Причем наш истребитель, имея два двигателя, располагает максимальной тяговооруженностью существенно больше единицы в отличие от «американца», имеющего только один двигатель. Так что размеры и весовые характеристики Су-57 нельзя считать значимым препятствием для создания на его основе перспективного российского СВКВП.
Важным элементом облика нашего будущего СВКВП является принцип обеспечения вертикального взлета. На сегодня известны три основных варианта.
Первый из них используется на британских СВКВП «Харриер». Он заключается в использовании одного двигателя, единого для всех режимов полета, и четырех, расположенных попарно по бортам фюзеляжа, поворотных сопел. К достоинствам этой схемы можно отнести наибольшую среди всех схем СВКВП безопасность вертикального взлета и посадки за счет возможности обеспечить сравнительно простыми способами однородность и согласованность тяги всех четырех сопел, использующих один и тот же двигатель.
Ключевым недостатком этой схемы является отсутствие возможности создания машины со сверхзвуковым режимом полета, чему препятствуют далеко выступающие за пределы фюзеляжа поворотные сопла. Другим существенным недостатком данной схемы является заполненность внутреннего пространства фюзеляжа объемными конструкциями воздуховодов, подающих сжатый воздух из компрессора двигателя и газы из его турбины на соответствующие сопла, что сильно ограничивает возможный объем внутренних отсеков, которые могли бы использоваться для размещения оружия, или вообще исключает такую возможность. Наличие таких отсеков критически важно для самолетов, использующих технологию «Стелс»: при их отсутствии оружие надо подвешивать на внешних пилонах, что практически полностью нивелирует эффект малозаметности.
Второй принцип используется в современных американских СВКВП F-35B и заключается в том, что для создания подъемной силы в режиме вертикального взлета и посадки в хвостовой части самолета применяется поворотное сопло двигателя, а в передней – вентилятор, приводимый в движение через вал и понижающий редуктор двигателем самолета. F-35B имеет один двигатель, который обеспечивает полет на всех режимах, включая вертикальные взлет и посадку. Основное достоинство такой схемы, аналогичной применяемой на британских «Харриерах», – нет необходимости принятия специальных мер обеспечения согласованности тяги в носовой и кормовой частях. Недостаток этого варианта также созвучен схеме «Харриера» – в районе вентилятора на F-35B имеет место увеличение ширины фюзеляжа для размещения крупногабаритного вентилятора с кожухом и другими компонентами его конструкции. А это хотя и сохранило возможность самолету иметь сверхзвуковой режим полета, но его максимальная скорость ниже, чем у базового варианта. Наличие дополнительных редукторов и валов передачи вращения на вентилятор с муфтой отбора мощности создает дополнительные позиции для возникновения нежелательных вибраций и ограничения на предельные перегрузки.
Третий принцип был применен на обоих типах советских СВКВП – Як-38 и Як-141. В соответствии с ним такой самолет оснащается отдельной силовой установкой, работающей только для обеспечения вертикального или короткого взлета и посадки. Сразу надо отметить – ссылки на то, что эта система хуже, чем первые, за счет необходимости на маршевом полете «везти бесполезный груз» неработающего подъемного двигателя, совершенно несостоятельны. «Харриер» тоже везет «бесполезный груз» в виде системы воздуховодов, которые можно было бы устранить, если бы реактивная струя истекала прямо из турбины двигателя в сопло, как на обычном самолете. Во втором варианте «бесполезный груз» состоит из вентилятора, его кожуха, валов и муфты отбора мощности, а также другого оборудования, необходимого для работы этой системы, что по весу вполне сопоставимо с двумя простыми подъемными двигателями, устанавливавшимися на наших машинах.
Судя по отличиям в «сухом» весе базовой модификации F-35A и СВКВП F-35B, вес этой конструкции – около тонны или даже несколько больше. Подъемные двигатели СВКВП Як-38 (Р-38) и Як-141 (Р-41) весят в пределах 300–350 килограммов. Даже с учетом всего дополнительного оборудования, необходимого для обеспечения их работы, такая установка вряд ли будет весить более тонны, скорее меньше. Что же касается расхода топлива подъемными двигателями на взлете и посадке, то ведь и самолеты, использующие другие схемы конструкций СВКВП, имеют на этих режимах существенно повышенный расход топлива, что в сравнении с обычным взлетом вполне сопоставимо с топливными затратами на работу отдельной силовой установки.
Таким образом, с точки зрения топливной экономичности и весовых характеристик схема с отдельными взлетными двигателями ничем существенно не уступает двум другим. Но при этом она имеет два преимущества перед ними. Во-первых, габариты этой силовой установки меньше, чем у вентилятора американской машины. По этой причине аэродинамическое совершенство базовой машины удается сохранить, а значит, и иметь практически ту же скорость и маневренность, какие есть у базовой модели. Во-вторых, существенно больше места остается во внутреннем пространстве самолета для размещения отсеков оружия, что весьма критично для самолета пятого поколения. Главный недостаток этой схемы состоит в необходимости принятия специальных мер для поддержания согласованного режима работы подъемных и маршевых двигателей при взлете и посадке. Однако наша школа авиастроения идет на принятие таких мер в интересах повышения летно-технических характеристик машины. Поэтому с учетом проведенного анализа, а также прямых указаний на использование научно-технического задела советского периода при создании СВКВП можно предположить, что перспективный российский самолет этого класса будет построен по схеме с отдельными подъемными двигателями.
Таким образом, прорисовывается облик перспективного российского СВКВП. Вероятно, это машина, созданная на основе Су-57. Она будет иметь один или два специальных подъемных двигателя, размещенных сразу за кабиной пилота. Маршевые двигатели получат поворотные сопла. При этом возникнет определенная проблема с сохранением возможности менять вектор тяги двигателя в ходе обычного полета. Внутренние отсеки вооружения, вероятно, останутся достаточно объемными, хотя и существенно короче, чем на базовой модели Су-57, что заставит часть наиболее габаритных образцов оружия размещать на внешней подвеске.
Константин Сивков, заместитель президента РАРАН по информационной политике, доктор военных наук
Газета "Военно-промышленный курьер", опубликовано в выпуске № 24 (887) за 29 июня 2021 года