От Bell X-5 к Су-17: рождение изменяемой стреловидности

Советские истребители-бомбардировщики Су-7БМ на аэродромной стоянке; лётчики выполняют элемент «пеший по-летному».

От Bell X-5 к Су-7ИГ: как в СССР создавали самолёты с изменяемой стреловидностью крыла

2 августа 1966 года лётчик-испытатель Сергей Ильюшин поднял в воздух экспериментальный самолёт С-22И, получивший также обозначение Су-7ИГ. Внешне машина почти не отличалась от фронтового истребителя-бомбардировщика Су-7Б, однако имела принципиально новую для советской боевой авиации особенность: её крыло могло менять стреловидность непосредственно в полёте.

Сильно стреловидное неподвижное крыло хорошо подходило для скоростного полёта, но создавало серьёзные трудности на малых скоростях. Самолёт с такой схемой нуждался в длинном разбеге, садился на высокой скорости и хуже маневрировал во время взлёта и посадки. Изменяемая стреловидность должна была объединить преимущества разных аэродинамических режимов: обеспечить высокую скорость и одновременно улучшить взлётно-посадочные характеристики. Однако для этого требовалось создать достаточно лёгкий, прочный и надёжный механизм.

Bell X-5: первый опыт изменяемой геометрии

Многократная экспозиция американского экспериментального самолёта Bell X-5, показывающая изменение стреловидности его крыла в полёте.

Первым самолётом, который доказал практическую возможность изменения стреловидности крыла во время полёта, стал американский экспериментальный Bell X-5. В начале 1950-х годов его крыло могло изменять угол стреловидности от 20 до 60 градусов. При этом конструкция предусматривала не только поворот крыла, но и его продольное перемещение вдоль фюзеляжа.

Причина такой необычной схемы заключалась в изменении положения центра давления и центра тяжести при переходе между различными углами стреловидности. Согласно данным NASA, весь крыльевой узел перемещался вперёд по специальным направляющим, чтобы сохранить устойчивость самолёта.

Испытания Bell X-5 подтвердили, что изменение геометрии действительно влияет на характеристики машины. При различных режимах полёта удавалось уменьшать сопротивление и улучшать поведение самолёта. Но сама конструкция оказалась слишком сложной для широкого практического применения. Перемещение всего крыла вперёд и назад увеличивало массу, усложняло механизм и снижало его надёжность.

Имелось и ограничение, непосредственно связанное с безопасностью полётов. NASA отмечает, что Bell X-5 нельзя было безопасно посадить при стреловидности крыла более 40 градусов.

Более рациональный вариант появился в результате исследований NACA. Специалисты предложили разместить шарниры не у фюзеляжа, а дальше от его продольной оси. В этом случае не требовалось перемещать всё крыло по направляющим: поворачивались только внешние консоли, тогда как центральная часть оставалась неподвижной. Такая схема стала основой для многих последующих самолётов с изменяемой стреловидностью, в том числе созданных в Советском Союзе.

Су-7Б и поиск более подходящей схемы

К середине 1960-х годов фронтовой истребитель-бомбардировщик Су-7Б уже состоял на вооружении. Его сильно стреловидное крыло позволяло развивать высокую скорость, но одновременно ухудшало другие важные параметры. Самолёт отличался значительной длиной разбега, высокой посадочной скоростью, ограниченной дальностью и сравнительно небольшой полезной нагрузкой.

Разработка совершенно новой машины потребовала бы много времени и была связана с существенными техническими рисками. Поэтому ОКБ Павла Сухого выбрало путь модернизации уже освоенного самолёта. Конструкторы решили сохранить базовую машину, а изменяемыми сделать только внешние части крыла.

Так появился С-22И, известный также как Су-7ИГ. Буква «И» обозначала «изменяемую геометрию». Работой руководил Николай Зырин, а к проекту привлекли специалистов ЦАГИ.

От Су-7Б новый самолёт получил фюзеляж, силовую установку, значительную часть бортовых систем, неподвижные корневые участки крыла и расположение основных стоек шасси. Заново пришлось разработать внешние поворотные консоли, шарнирные и силовые узлы, синхронизирующий вал, а также изменённую механизацию крыла.

Советский экспериментальный самолёт С-22И.

Поворотными сделали примерно две трети размаха консолей — участки, расположенные за основными стойками шасси. Угол стреловидности по передней кромке изменялся в диапазоне от 30 до 63 градусов.

Отказ от поворота всего крыла был связан не только с желанием упростить конструкцию. Основные стойки шасси крепились к неподвижной корневой части. Если бы крыло поворачивалось целиком, стойки пришлось бы переносить, а это повлекло бы за собой полную переработку силовой схемы фюзеляжа. Частичная изменяемая стреловидность позволила сохранить уже проверенную конструкцию Су-7Б и одновременно уменьшить смещение аэродинамического фокуса.

Первый советский самолёт с изменяемой стреловидностью

2 августа 1966 года Сергей Ильюшин впервые поднял С-22И в воздух. Он был сыном известного авиационного конструктора. Испытания подтвердили, что советская промышленность смогла создать боевую машину, у которой стреловидность крыла изменялась в полёте.

В ноябре 1967 года было принято решение о разработке серийного варианта самолёта. Новая машина получила обозначение Су-17.

Советский истребитель-бомбардировщик Су-17.

Су-17: переход от эксперимента к серии

Опытный самолёт С-32-1 совершил первый полёт 1 июля 1969 года. Серийное производство Су-17 началось в 1970 году на предприятии в Комсомольске-на-Амуре и продолжалось до 1990 года.

Серийный самолёт сохранил главные особенности схемы С-22И: диапазон изменения стреловидности от 30 до 63 градусов, частично поворотное крыло и значительную производственную преемственность с Су-7Б.

Оценки общего выпуска различаются. Музейная справка по базовой версии Су-17 приводит цифру 1200 машин. Другие источники указывают 2867 самолётов, если учитывать всё семейство, включая экспортные Су-20 и Су-22. Единой заводской статистики в открытом доступе нет.

Развитие семейства шло поэтапно. Появились модификации Су-17М, Су-17М2, Су-17М3 и Су-17М4. На разных вариантах менялись двигатель, авионика, носовая часть и состав вооружения, однако основная схема крыла оставалась прежней.

Компромиссы частично поворотного крыла

Конструкция с неподвижными корневыми участками была удобной с точки зрения производства и модернизации, но имела аэродинамические недостатки. Неподвижная часть нарушала чистоту обтекания, а сопряжение между корневым участком и поворотной консолью создавало ступенчатую геометрию.

Исходные размеры и компоновка фюзеляжа Су-7 ограничивали возможности дальнейшего увеличения боевой нагрузки и внутренних объёмов. Поэтому схема не была идеальной с точки зрения аэродинамики и модернизационного потенциала. Её главное преимущество заключалось в другом: С-22И показал, что крыло, способное адаптироваться к конкретному режиму полёта, можно создать на базе уже существующего боевого самолёта без полной перестройки всей машины.

Серийное производство Су-17 завершилось в 1990 году. Россия позднее вывела этот тип из эксплуатации. В Польше, где самолёты семейства продолжали использоваться, прощальный вылет состоялся в сентябре 2025 года; к тому времени Су-17 оставался одним из последних самолётов такого типа в Европе.

Частично поворотное крыло просуществовало около двух десятилетий. Оно не стало универсальным и безупречным решением, однако подтвердило жизнеспособность выбранной конструктивной схемы.

Следующий шаг: МиГ-23

К концу 1960-х годов ОКБ Микояна уже работало над самолётом с полностью поворотными консолями крыла. 10 июня 1967 года, спустя десять месяцев после первого полёта С-22И, в воздух поднялся опытный МиГ-23 «23-11».

В отличие от Су-17, у МиГ-23 поворачивалось всё крыло. Кроме того, самолёт изначально создавался не как модернизация уже существующей машины, а как ответ на другую задачу. Это должен был быть многорежимный фронтовой истребитель, оснащённый радиолокатором и ракетами класса «воздух — воздух».

История МиГ-23 и переход от частично поворотного крыла Су-17 к полностью изменяемой геометрии относятся к следующему этапу развития советской боевой авиации.

Комментарии ⁰