Авиация и космонавтика 2013 01

Исходя из постановки задачи, отечественный перспективный истребитель должен был успешно вести маневренный воздушный бой против F-15. Эта задача существенно осложнялась уже упоминавшимся выше обстоятельством – сложностью обеспечения заданных весовых характеристик отечественного самолета в связи с тем, что отечественное БРЭО имело значительно большие массово-габаритные характеристики. Единственно возможным решением этой проблемы была разработка самолета с новой компоновкой, обладающей существенно лучшими аэродинамическими характеристиками в заданной области скоростей и углов атаки. Такими новыми решениями на Т-10 стали: в плане общей аэродинамической схемы – применение на самолете интегральной компоновки и синусоидального (оживального) крыла переменной стреловидности с корневым наплывом, а в плане местной аэродинамики – применение на крыле острых профилей, деформации срединной поверхности и фиксированного отгиба носка; а также переменной по размаху относительной толщины профиля и геометрической крутки крыла, предложенные для реализации Л.Г. Черновым. Кроме этого, дополнительный выигрыш пытались получить за счет применения на крыле т.н. «законцовки Кюхемана».

С точки зрения аэродинамики, основная идея интегральной компоновки заключалась в том, чтобы получить близкое к оптимальному, эллиптическому, распределение циркуляции по размаху крыла, что должно было обеспечить минимальное индуктивное сопротивление. Кроме этого, при условии равенства внутренних объемов, интегральная компоновка обеспечивала меньшую величину омываемых поверхностей, а, значит, и меньшую величину сопротивления. За счет деформации срединной поверхности пытались добиться улучшения несущих свойств, в первую очередь – увеличения Ктах. Отгиб носка применялся для того, чтобы улучшить характеристики острого профиля крыла на крейсерских режимах полета на дозвуке, а уменьшение относительной толщины профиля на концевых сечениях крыла (при сохранении эквивалентной относительной толщины по размаху) – для снижения волнового сопротивления.

Часть из этих предложений уже была в той или иной степени апробирована либо в трубных испытаниях, либо даже в летном эксперименте, и механизм их воздействия на улучшение аэродинамики был частично изучен. К примеру, корневой наплыв и острый профиль крыла, а также отгиб носков крыла были испытаны в ЛИИ на ЛЛ «100Л» (на базе Су-9) в рамках работ по теме Т-4. Выяснилось, что острый профиль вкупе с наплывом и отгибом носков крыла существенно улучшает характеристики обтекания на больших углах атаки, обеспечивая затягивание срыва до больших углов атаки.

Но в целом, следует оговориться, что многие из найденных в ОКБ решений были выбраны на этом этапе работ чисто интуитивно, и не имели под собой серьезного теоретического обоснования. Это относилось, в первую очередь, к корневому наплыву, роль и значение которого в аэродинамической компоновке истребителя, на тот момент были не совсем ясны. К примеру, на самолете Т-4 он внедрялся лишь как средство для компенсации смещения фокуса при переходе через сверхзвук, при этом считалось, что влияние наплыва на повышение подъемной силы крыла «чисто механическое», т.е. предполагалось, что подъемная сила повышается только за счет увеличения суммарной площади несущей поверхности крыла. На практике же оказалось, что наиболее существенный вклад наплыва – из-за осуществления вихревого обтекания крыла. Конечно, в ходе исследований на ЛЛ «100Л» было выявлено существенное улучшение несущих свойств крыла, оснащенного наплывом, на больших углах атаки, но, во-первых, наплыв на «100Л» был слишком мал по «удельным» показателям (по площади в соотношении с базовым крылом, по углу «перелома» стреловидности), а во вторых, сама программа испытаний носила довольно ограниченный характер и не выявила всех особенностей новой компоновки.

В результате, по поводу некоторых предложенных компоновочных решений требовались серьезные исследования совместно с отраслевыми институтами промышленности. Л.Г. Чернов вспоминал, что на одном из первых совещаний, посвященных компоновке Т-10, Павел Осипович, обращаясь ко всем присутствующим, резюмировал: «Корневой наплыв – в этом что-то есть», и далее, обращаясь конкретно к главному аэродинамику фирмы И.Е. Баславскому, заметил: «Этим нужно заняться самым серьезным образом!». Это поручение П.О. Сухого было принято к неукоснительному исполнению: аэродинамики ОКБ в содружестве с отраслевыми научными центрами широким фронтом развернули работы по изучению особенностей выбранной аэродинамической компоновки.

ЛЛ «100Л-2» на базе Су-9, предназначенная для отработки аэродинамики самолета Т-4

Схема спектров обтекания крыла ЛЛ «100Л-2» на одном из углов атаки