Висотний винищувач М-17 «Стратосфера»

М-17 «Стратосфера» (за класифікацією НАТО: Mystic-A) — радянський висотний літак, призначений для боротьби з дрейфуючій аеростатами. Літак був дозвуковим. Для даного літака вперше був створений надкритичний високонесучий профіль крила, що одержав позначення П-173-9. Розробка літака М-17 почалася у 1970 році. До 1978 року на вертолітному заводі в місті Кумертау був створений перший льотний зразок нової машини, який, на жаль, розбився при виконанні пробіжок. Другий льотний зразок був створений тільки у 1982 році. Цього разу літак зібрали на Смоленському авіазаводі. 26 травня 1982 льотчик-випробувач Е. В. Чельцов вперше підняв висотний дозвуковий літак у повітря, політ виконувався з аеродрому в Жуковському. Навесні 1990 року дана машина встановила відразу 25 світових рекордів швидкості, висоти і скоропідйомності для літаків масою в 16-20 тонн, оснащених одним турбореактивним двигуном. Тоді ж, до 1990 року, був зібраний останній зразок літака М-17.

Після того, як у травні 1960 року під Свердловськом був збитий висотний американський розвідник U-2 під управлінням Пауерса, у США вирішили переглянути стратегію повітряної розвідки над територією СРСР. На озброєнні ЦРУ до того моменту з’явився новий засіб доставки розвідувальної апаратури в повітряний простір країни Рад — автоматичні дрейфуючі аеростати, які запускалися з території деяких країн НАТО. Ці аеростати використовували вітри, що панують на великих висотах над територією нашої країни і могли перетнути СРСР із заходу на схід. Такі аеростати управлялися по радіо і могли по команді з землі змінити висоту польоту практично з 0 до 45-50 км. При цьому аеростати могли нести не тільки «нешкідливу» розвідувальну апаратуру, але й досить широкий спектр вибухових речовин, які могли бути скинуті по команді з землі.

ППО СРСР змушене було застосовувати для знищення цих непрошених гостей ракети типів «земля-повітря» або «повітря-повітря». При цьому вартість знищення аеростата, виконаного з дешевих дакронової або мейларової плівки, в десятки разів перевершувала вартість цієї дрейфуючої повітряної кулі. Більше того, підготовка аеростатів до польоту і розгортання технічних засобів не вимагало від натовців великої кількості часу, тому їхній масовий пуск ставив оборону СРСР під загрозу.

Беручи це до уваги, у 1967 вийшла постанова Ради Міністрів СРСР і ЦК КПРС, згідно з якою Експериментальному машинобудівному заводу (ЕМЗ), розташованому у підмосковному Жуковському і очолюваному В.М. Мясищевим, було наказано здійснити комплекс науково-дослідних робіт (НДР) «Вибір технічних напрямків зі створення авіаційного комплексу для перехоплення і ураження автоматичних дрейфуючих аеростатів». Керувати цією темою на ЕМЗ доручили заступникові головного конструктора Г. І. Архангельському. У рамках даного проекту був виконаний дуже великий обсяг робіт, до вирішення проблеми були підключені головні інститути авіаційної промисловості, зацікавлені відомства та міністерства. У результаті проведеного комплексного техніко-економічного аналізу, найкращим рішенням було визнано створення дозвукового висотного літака-винищувача, оснащеного стрілецько-гарматним озброєнням.

У 1970 році на замовлення ППО СРСР були початі роботи по темі № 17, яка і передбачала створення висотного літака-винищувача. Провідним конструктором проекту став В. М. Морковкін. До того моменту в ОКБ вже встигли детально вивчити уламки збитого під Свердловськом висотного розвідника U-2, були складені досить пухкі томи порівняльних характеристик агрегатів і систем даного літака з радянськими аналогами. При цьому радянських інженерів підкуповувала невитіюватість і простота конструкції американського літака і його систем. Результати, отримані у ході вивчення уламків U-2, показали, що створення вітчизняного висотного перехоплювача на базі радянської науки і техніки — це досить кропітка і довга робота, яка зажадає пошуку нових рішень.

Вирішальний вплив на майбутній вигляд машини тоді надав вибір силової установки. З усього розмаїття розглянутих схем, у кінцевому підсумку залишили лише дві: з двома двоконтурними двигунами Д-30 П. А. Соловйова тягою по 6,6 тонн, які підвішувалися в гондолах на нижній поверхні крила і з одним двигуном РД-36-51А конструкції П. А. Колєсова, зі злітною тягою 18 тонн, який розташовувався у фюзеляжі машини. У ході проведених випробувань було встановлено, що на висотах понад 11 кілометрів, падіння тяги виявилося великим для двоконтурних Д-30. Крім цього, бажання мати аеродинамічно чисте крило і необхідність розміщення великої кількості палива, також схиляли чашу терезів до одного двигуна, розташованого у фюзеляжі.

Крім цього, розроблений для надзвукового Ту-144 двигун РД-36-51А володів окремої коробкою приводів літакових агрегатів, що значно полегшувало компоновку всієї силової установки, а також робило можливим зменшення міделю фюзеляжу. Все це у кінцевому підсумку і призвело до остаточного вибору варіанту з одним двигуном. При цьому повторювати вигляд американського U-2, який був літаком традиційної схеми з двигуном, оснащеним великою подовжувальною трубою, не стали через недоцільність. Було вирішено зупинитися на двобалочній схемі.

У 1971 році розроблювальний літак отримав офіційне позначення М-17 «Стратосфера». У техзавданні за даним проектом було поставлено умову щодо досягнення висоти баражування 23-25 км., а також забезпечення його пілотування звичайними стройовими льотчиками. Для досягнення необхідних аеродинамічних характеристик для нового літака у першу чергу необхідно було розробити крило з унікальними несучими властивостями. Результатом цих робіт стало крило оригінальної дворежимної конструкції, яке у польоті могло змінювати свою площу і форму (за рахунок висування в польоті хвостових секцій профілю). На дане крило був отриманий авторський патент.

Паралельно з рішенням авіаційних проблем, просте перерахування яких зайняло б кілька сторінок тексту (конструкція, ергономіка кабіни пілота, конфігурація і площа ГО, місце розташування основних опор шасі тощо), велися роботи зі створення пошуково-прицільної станції для виявлення аеростатів і цілевказівки системі озброєння. З причини дуже малої радіолокаційної помітності розвідувальних аеростатів, було прийняте рішення про використання активної оптичної системи пошуку і супроводу цілі. До складу системи включався оглядовий пеленгатор, який повинен був знайти ціль, відстежуючий пеленгатор та лазерний далекомір, який тоді називали квантовим. Дана система повинна була супроводжувати ціль у польоті та керувати вогнем скорострільної гармати в автоматичному режимі з можливістю внесення коригувань.

Дана система була успішно створена в ЦКБ «Геофізика», керував роботами конструктор Д. М. Хорол. Розроблена ним система надалі показала себе з найкращої сторони, оскільки задані техзавданням показники були істотно перевищені. Вимоги до оптичних характеристик створюваної системи були настільки високі і серйозні, що, наприклад, лобове скло далекоміра довелося виконати з гірського бразильського кришталю. В СРСР просто не змогли знайти мінерал, що володіє настільки малим числом сторонніх включень і домішок.

Для знищення розвідувальних аеростатів була обрана РГУ — рухома гарматна установка, створена ММЗ «Дзержинець» на базі добре себе зарекомендувавшої під час експлуатації 23-мм скорострільної гармати ГШ-23Л, що володіла скорострільністю на рівні 3400 пострілів на хвилину. При цьому важила вона всього 47 кг. Крім цього, конструкторам довелося розробити високочутливий детонатор, який спрацьовував би при ударі об дуже тонку оболонку аеростата, що стало ще одним важливим кроком на шляху ураження аеростатів 23-мм снарядами.

У цьому радянським конструкторам несподівано допоміг супутній фізичний ефект. Під час пошкодження оболонки аеростата осколками снаряда утворювалися тільки невеликі отвори, витрата газу крізь які не була достатньої для зниження аеростата. Однак на радість радянських конструкторів при цьому проявлявся реактивний момент, що закручував оболонку аеростата відносно його більш інерційної підвіски. Утримуючі дану підвіску стопи, стискали оболонку, і газ з аеростата видавлювався із зростаючою інтенсивністю. На додаток до цього, були створені і особливі розривні снаряди, які в момент спрацьовування, розкидували дротяні джгутики, які істотно збільшували площу і розміри пробоїн.

За своїм компонуванням М-17 «Стратосфера» був двобалочним апаратом, який володіє коротким фюзеляжем і «чистим» крилом достатньо великого розмаху — 40 метрів. Варто відзначити, що М-17 заново «відкрив» дану схему для сучасних реактивних літаків. При цьому варто відзначити той факт, що мясищевці у всі часи вигідно відрізнялися від конструкторів більшості інших КБ своїм особливим ставленням до рішень суперників і колег. Саме це і дозволило, у кінцевому рахунку, розробити літак з дуже хорошими льотними характеристиками.

Особливо фахівцями відзначався унікальний профіль, а також механізація крила «Стратосфери». Тут був застосований зовсім новий надкритичний профіль крила, який дозволяв літаку мати підвищену аеродинамічну якість практично у всьому діапазоні висот і швидкостей польоту. Крило літака М-17 згодом навіть стали називати адаптивним, що було результатом його змінюваної геометрії профілю (не треба плутати зі змінюваної стрілкою крила). Крім цього, поліпшити аеродинамічні характеристики машини вдалося за рахунок оригінальної закінцівки крила. Про високі льотні можливості машини свідчить той факт, що М-17 міг планувати з висоти в 1 км. на дальність 30 км.

На жаль, унікальний літак став заручником обстановки, що змінилася. Роботи з його створення затягнулися, у той час як американці запустили свій останній аеростат у листопаді 1983 року з території Норвегії. Надалі США просто припинили використання цих розвідувальних засобів проти СРСР. Однак напрацювання по М-17 не пропали дарма і стали основою для створення цивільної версії літака М-55 «Геофізика».

Тактико-технічні характеристики М-17:

Розміри: розмах крила — 40,32 м., довжина — 22,27 м., висота — 4,87 м.

Площа крила — 137,7 кв. м.

Маса літака нормальна злітна — 19 950 кг.

Тип двигуна — 1ТРД РКБМ (Новиков) РД-36-51В, тягою 6000 кгс.

Максимальна швидкість — 743 км/год.

Практична дальність польоту — 1325 км.

Тривалість польоту — 2 години 14 хвилин.

Практичний потолок — 21550 м.

Озброєння — рухома гарматна установка на основі ГШ-23Л

Екіпаж — 1 особа.