Почему Су-27 превосходит F-15. Сага о поколениях
У них одно небо на двоих. Один путь и одна задача — вымести с небес авиацию противника. Они — истребители, завоёвывающие превосходство в воздухе. Крылатые боевые машины из «первой линии», элита современной боевой авиации. Их сложность запредельна, а возможности — безграничны. У них слишком много достоинств, но отсутствуют недостатки. Они сильны и прекрасны в своей неиссякаемой небесной ярости. Вечные соперники — Су-27 и F-15.
Кто ты, веселый ковбой?
Его рождение связано с войной во Вьетнаме. Результаты встреч с советскими МиГами потребовали изменить всю предыдущую парадигму развития американской истребительной авиации. ВВС срочно потребовался высокоманевренный «убийца МиГов», одинаково эффективный как в ближнем воздушном бою, так и на средних и больших дистанциях. Выдающаяся радиоэлектронная «начинка» должна быть заключена в не менее совершенную оболочку. Американские конструкторы смело сделали шаг навстречу новому, четвертому поколению истребителей.
Первый полет «Орла» состоялся в 1972 году. Через четыре года истребитель F-15 Eagle был принят на вооружение. К настоящему времени эти легендарные воздушный бойцы одержали 104 воздушные победы — без единого поражения! «Несбиваемые» ангелы смерти, которых можно победить только американским оружием. «Орел» был сбит лишь однажды — в 1995 году на учениях ВВС Японии F-15 был по ошибке подстрелен таким же F-15.
В официальных докладах о результатах боевого применения «Орла» описаны и другие небылицы. По утверждению самих янки, уровень контроля воздушного пространства Ирака в ходе Войны в заливе «не имел исторического прецедента». Похожее произошло восемью годами позже — «Орлы» наглухо закрыли небо над Балканами.
Но почему среди десятков трофеев «Орла» нет ни одного равного ему по мощи самолета? Ни одного «Еврофайтер Тайфуна» или «Дассо Рафаля»?
Наиболее заметные трофеи — девять легких МиГ-29 в упрощенном экспортном варианте. Все остальные победы F-15 одержаны над заведомо устаревшими самолетами второго-третьего поколений: французскими «Мираж» F-1, советскими Су-22 (экспортная модификации Су-17), МиГ-21, МиГ-23, МиГ-25…
Почему американцы всегда воюют с авиацией предыдущего поколения? Не связана ли с этим какая-нибудь ужасная тайна? С этим необходимо разобраться.
А вот и подоспел главный конкурент «Орла». Встречайте, господа — многоцелевой высокоманевренный истребитель четвертого поколения Су-27.
Су-27: кто ты, загадочный русский воин?
Дерзкий ответ Западу на завершающем этапе холодной войны. На рубеже 70—80-х годов в нашей стране был создан авиационный шедевр, призванный затмить собой американского «Орла». Замысел полностью удался: отечественный истребитель 4-го поколения задал новые стандарты в области боевой авиации.
Конструкторскому коллективу ОКБ Сухого удалось найти ряд интересных решений, связанных с компоновкой и аэродинамикой будущего самолета.
Вычурный силуэт Су-27 не похож ни на один из зарубежных истребителей. Грациозный изгиб носовой части фюзеляжа, плавный переход в крыло, выступающие мотогондолы — все это следствие интегральной компоновки самолета, при которой подъемная сила формируется не только плоскостями крыла, но и за счет особой формы фюзеляжа!
Огромный вклад внесли специалисты по аэродинамике — настоящие гении своего дела. В результате, несмотря на схожее значение нагрузки на крыло (≈300 кг/кв. м), коэффициент подъемной силы «Сушки» в полтора раза выше, чем у американского «Орла», а максимальное аэродинамическое качество (отношение подъемной силы к лобовому сопротивлению) достигло 12 единиц (такие значения встречаются только у пассажирских авиалайнеров). Чрезвычайно «летучая» конструкция!
Самая совершенная в мире аэродинамическая схема позволила создать более крупный и тяжелый истребитель. У Су-27, по сравнению с «Иглом», был увеличен внутренний запас топлива, обеспечена большая дальность полета и нивелирована громоздкость отечественного РЭО (советские микросхемы — самые большие микросхемы в мире!). Упругая «рука» аэродинамической силы мощно тянула Су-27 вверх, несмотря на большую взлетную массу отечественной машины.
Немало постарались двигателисты, создав могучее «сердце» для великолепного планера. Семейство турбореактивных двухконтурных авиационных двигателей АЛ-31Ф с тягой форсаже 13 тонн! Высокая тяговооруженность (≥ 1) — ключ к сверхманевренности и энергичным маневрам в вертикальной плоскости.
По значению устоявшейся скороподъемности Су-27 не имеет равных в мире (свыше 300 м/с).
А наши партнеры из КНР до сих пор не могут скопировать жаропрочные лопатки турбины АЛ-31Ф c лабиринтами внутренних полостей, через которые проходит охлаждающий воздух. Видимо, их конструкция оказалась сложнее швейцарских часов и японской электроники.
Наконец, то, чего нельзя заметить невооруженным глазом. Степень продольной статической устойчивости Су-27 отрицательна и составляет 5% средней аэродинамической хорды крыла (САХ). Разумеется, речь идет о полете на дозвуковых скоростях.
Что означает данная ситуация?
Продольная статическая устойчивость по углу атаки — способность самолета самостоятельно сохранять заданный угол атаки α и возвращаться к исходному значению α при случайном отклонении под действием возмущающих сил.
Устойчивость — приятная вещь в прямолинейном полете, но истребителю необходима высокая маневренность. Чем выше устойчивость (измеряется в % САХ) — тем больше потери на балансировку, хуже управляемость и динамика движения. Для выполнения какого-либо маневра потребуется приложить больший управляющий момент, отклонив управляющие поверхности на больший угол. Большие усилия, лишние доли секунды драгоценного времени в бою.
Устойчивость летящего самолета определяется положением аэродинамического фокуса (точки прироста подъемной силы при изменении угла атаки) относительно центра тяжести самолета. Истребитель Су-27 был спроектирован таким образом, что его аэродинамический фокус расположен впереди ЦТ. Самолет каждую секунду готов поднять нос и «кувыркнуться» назад, через хвост. Без всякого участия пилота.Он статически неустойчив.
Это делает «Сушку» удивительно верткой машиной, но отрицательная устойчивость входит в противоречие с требованиями управляемости. Выручает электродистанционная система управления (Су-27 первым из отечественных боевых самолетов был оснащен ЭДСУ). В памяти компьютера заложены правильные коэффициенты управляющих усилий для каждого из режимов полета — в противном случае, человек не смог бы управлять Су-27.
Резонный вопрос — что произойдет при отказе ЭДСУ? Несмотря на неадекватную реакцию «Сушки» на движения ручки управления (РУС), опытный летчик, скорее всего, сможет дотянуть до аэродрома и посадить самолет. Статическая неустойчивость 5% САХ — это еще терпимо.
А вот другой представитель семейства «двадцать седьмых», Су-35, при отказе ЭДСУ выпишет пару кульбитов и разобьется наверняка. Степень его статической неустойчивости доведена до 20% САХ — управление самолетом в ручном режиме исключено. Впрочем, риск возникновения такой ситуации пренебрежимо мал — ЭСДУ самолета Су-35 выполнена с четырехкратным (!) резервированием в продольном канале и трехкратном — в канале бокового движения.
Интегральная компоновка, мощные двигатели, удивительная по красоте и эффективности аэродинамическая схема, статическая неустойчивость… Далее — система нашлемного целеуказания «Щель-ЗУМ», уникальный боевой прием «Кобра Пугачева», управляемые ракеты класса «воздух-воздух» РВВ-АЕ. После знакомства с такими фактами спор «F-15 vs. Су-27» утрачивает смысл. Отечественный истребитель гораздо сильнее и совершеннее своего американского ровесника.
Когда было объявлено, что выиграла «Макдоннелл Дуглас», «суховцы» вздохнули с облегчением: компоновка, заложенная в Су-27, выглядела значительно более перспективной. Правда, существовали опасения, что американцы через открытую печать подсунули своим заокеанским коллегам «дезу», а сами делали совсем другой самолет.
Однако после официальной демонстрации в 1972 г. прототипа «Игла» эти страхи рассеялись: стало ясно, что специалисты «Макдоннелл Дуглас» пошли по наиболее простому и дешевому, но далеко не самому перспективному пути. Как вспоминает начальник отдела проектов ОКБ Сухого О.С. Самойлович, после взлета YF-15 начальник ЦАГИ Г.П. Свищев сказал Сухому: «Павел Осипович! Наше отставание превратилось в наше преимущество. Самолет взлетел, и мы знаем, какой он…»
— Из истории создания истребителя Су-27.
Разделение истребителей на поколения во многом условно. Разные весовые категории, разный уровень технологического исполнения, различное назначение. Бывало, что в рамках одного поколения странным образом уживались 8-тонный МиГ-21 и 18-тонный «Фантом» (притом, что первый рассчитывался на ближний воздушный бой с применением пушечного вооружения, а второй надеялся на свой суперрадар и УР средней дальности). Их объединяло лишь то, что концепция обоих оказалась, в целом, ошибочной.
Зачастую к одному поколению относят машины, между созданием которых лежит целая временная и технологическая пропасть. Считается, что первым истребителем четвертого поколения был американский палубный перехватчик F-14 «Томкэт» (первый полет — 1970 г., принятие на вооружение — 1974 г.). Он неплохо смотрелся на фоне «Фантомов», но уже через пару лет безнадежно устарел — фактически, он не имел никаких заметных преимуществ перед F-15, но абсолютно проигрывал «Орлу» в ближнем маневренном бою. Результат: «Орлы» продолжают летать до сих пор, а последний «Томкэт» был списан восемь лет назад.
Наконец, модернизация. Как в старой шутке про умельцев, что целый год модернизировали телевизор и потом продали его, как пылесос — как можно сравнивать первые серийные Су-27 начала 80-х с современным истребителями Су-35? Сколько плюсов необходимо поставить после цифры «4», чтобы уместить эти машины в рамках одного поколения?
Задачка попроще — насколько похожи F-15C образца 1980 года и модернизированный F-15C начала XXI века? Новая версия радара AN/APG-63(V)2 с активной ФАР, новые ракеты большой дальности AIM-120 AMRAAM, новая цифровая электроника — да это фактически другой самолет с совершенно иными возможностями!
Чтобы не углубляться в этот интересный, но бесконечный спор можно ограничиться одним очевидным выводом: четвертое поколение истребителей действительно существует, как совокупность некоторых общих идей. Ключевые тренды развития — универсальность, высокая маневренность, качественное и дорогое БРЭО. Тем не менее, стоит отдавать отчет в том, что эпоха четвертого поколения растянулось на 40 с лишним лет — самолеты «раннего периода» радикальным образом отличались от тех, что были созданы позже.
Собственно, в этом и состоит главное отличие F-15 от Су-27, на которое редко обращают внимание авторы аналитических статей, посвященных этим героям — «Орел» старше «Сухого» минимум на 10 лет! Как видно из процитированного выше отрывка истории создания Су-27 — когда первый F-15 поднялся в воздух, наш истребитель еще не вышел из стадии эскизов.
Часто указывается, что Су-27 совершил свой первый полет 20 мая 1977 года, всего на пять лет позже «Орла». Но это лукавство — в тот день в воздух поднялся опытный образец Т-10-1, который имел мало общего с тем, что мы называем Су-27. Ввиду несоответствия характеристик прототипа заданным значениям, было решено полностью перепроектировать самолет: были изменены профиль крыла и форма фюзеляжа. Площадь крыла возросла с 59 до 62 метров. Элероны и закрылки уступали место флаперонам. Тормозной щиток переместился с нижней поверхности фюзеляжа на верхнюю поверхность, разместившись за фонарем кабины. Изменился сам фонарь кабины, другой стала компоновка задней части самолета, появились новые узлы подвески…
Новый прототип истребителя получил обозначение Т-10С — по образному выражению главного конструктора М.П. Симонова, на нем от Т-10-1 сохранились лишь шины колес основных опор шасси, да катапультное кресло летчика.
Первый полет Т-10С — апрель 1981 года. В это время американский F-15 уже во всю поставлялся на экспорт и применялся в боевых действиях на Ближнем востоке.
Первая партия серийных истребителей Cу-27 была выпущена в 1984 году. Первой строевой частью, получившей Су-27 стал 60-ый иап на аэродроме Дземги (Дальневосточный ВО) — его летчики приступили к освоению новейшего самолета в 1985 году.
К 1987 году были полностью сформированы основные элементы авиационного комплекса Су-27 -был «доведен» бортовой радиолокатор Н001 «Меч» и приняты на вооружение ракеты Р-27 и Р-73. В строевых частях появилась учебная спарка Су-27УБ, что ускорило и упростило подготовку личного состава. Примерно в это же время начались регулярные «встречи» Су-27 с самолетами вероятного противника — нашумевшее столкновение над Баренцевым морем с разведывательным «Орионом» ВВС Норвегии, опасное сближение с американскими истребителями во время учений «Тим Спирит» (Дальний Восток) и т.д.
Наконец, чистая формальность — после успешного прохождения всех испытаний, Постановлением Совета Министров СССР от 23 августа 1990 Су-27 был официально принят на вооружение ВВС и авиации ПВО Советского Союза.
Эпилог
Суровая истина заключается в том, что к моменту появления Су-27 американский «Орёл» уже заметно устарел.
Конструкторы «МакДоннелл-Дуглас» опередили время, построив в 1976 году суперистребитель, который в течение 10 лет не имел достойных противников. Именно этим объясняется большое количество истребителей второго-третьего поколений, сбитых «Орлами».
МиГ-23 (начало эксплуатации — 1969 г., модификация МиГ-23МЛ — 1974 г.), МиГ-25(начало эксплуатации — 1970 год)… F-15 крошил всех своих ровесников.
Расклад сил в воздухе изменился лишь с появлением Су-27.
F-15D, пытаясь преследовать Су-27, потерял его из виду и в отчаянии запросил наблюдателя: «Где «Флэнкер»?» (Flanker — кодовое название Су-27 в НАТО). «Он за тобой», — ответил ведомый. Описываемый «воздушный бой» не получил никакого освещения в западной прессе.
— Визит Су-27 на авиабазу «Лэнгли». США, 1992 год.
Летят года, сменяются эпохи… Двумя годами ранее описываемых событий на авиабазе Лэнгли, в воздух поднялся YF-22 — прототип американского истребителя пятого поколения. Примерно в этого же время в ЦАГИ состоялась защита эскизного проекта и макета самолета, получившего обозначение МФИ (многофункциональный фронтовой истребитель). Были озвучены следующие особенности перспективного истребителя: «малозаметность», «сверхманевренность», «безфорсажный сверхзвук» и другие очень знакомые термины.
Что из всего этого получилось — это уже тема для другого рассказа.
