Как ОКБ Микояна и Сухого пришли к крылу изменяемой стреловидности

К середине 1960-х советская фронтовая авиация уперлась в стену, у которой не было очевидного обхода. Фиксированное стреловидное крыло уверенно работало на сверхзвуке, но требовало длинных бетонных полос. А реальность холодной войны диктовала другое: рассредоточение по грунтовым площадкам, поврежденным аэродромам, короткий разбег. При тогдашних требованиях фиксированное крыло вынуждало идти на неприемлемый компромисс между взлетными характеристиками и скоростью. Инженеры предложили два пути: отдельные подъёмные двигатели для вертикального отрыва либо крыло изменяемой стреловидности, которое убирает угол на взлете и увеличивает на крейсере. Оба КБ — Микояна и Сухого — сначала попробовали первое. И оба убедились: цена этого решения выше, чем казалось на кульмане.

Опытная машина «23-01» в ОКБ Микояна выглядела логично: фиксированное крыло, один маршевый двигатель, два подъёмных РД-36-35 в фюзеляже. ЦАГИ в те годы активно исследовал вертикальный взлет применительно к боевым самолетам, и интерес к СВВП был не только советским — в Великобритании уже летал Hawker Siddeley Kestrel, предшественник Harrier. Правда, Harrier использовал принципиально другую архитектуру: единую маршево-подъёмную установку с поворотными соплами, а не отдельные подъёмные двигатели. Инженерная проблема раздельных подъёмников оказалась одинаковой для любого КБ: они занимали объем фюзеляжа, требовали воздухозаборников, топлива и массы силовой конструкции — и не давали ничего полезного за пределами взлетного режима. В горизонтальном полете это был мертвый груз. Дальнейшее сокращение разбега требовало роста подъёмной тяги, а значит — массы и сложности там, где они не нужны.

В ОКБ Микояна «23-01» и альтернативный «23-11» с поворотным крылом разрабатывались параллельно. Серийное развитие получил вариант с КИС. 10 июня 1967 года «23-11» поднялся в воздух. Крыло могло принимать три положения: 16, 45 и 72 градуса по передней кромке. Выбор делал экипаж — автоматического выбора стреловидности по режиму полета, подобного системе F-14, здесь не было. Это отражало разницу не только в технике, но и в подходе к управлению. Американский палубный перехватчик F-14 проектировался примерно в то же время, и его стреловидность менялась автоматически: система управления сама подстраивала геометрию крыла под скорость и маневр. Три ступенчатых положения МиГ-23 отражали другой принцип — пилот сам выбирает режим под конкретную задачу. Ступенчатая система была менее сложной по архитектуре, хотя сравнивать надёжность двух принципиально разных подходов некорректно: каждый имел собственные ограничения.

На МиГ-23 основные точки подвески располагались под неподвижными частями крыла и фюзеляжем. Неповоротные пилоны под подвижными консолями использовались для подвесных баков только при стреловидности 16 градусов. Это конструктивный компромисс, с которым сталкивается любое КИС с наружными подвесками: пилон на поворотной консоли либо должен поворачиваться синхронно с ней, либо ограничивает доступный диапазон стреловидности. Из МиГ-23 выросло целое семейство: истребительные модификации с разными прицельными комплексами и ударные производные — МиГ-23Б и МиГ-27 с перекомпонованной носовой частью и прицельным оборудованием, оптимизированным для работы по наземным целям. МиГ-23Б и МиГ-27 сохраняли те же три основных ручных положения крыла: 16, 45 и 72 градуса.

В ОКБ Сухого похожая история разворачивалась с другой задачей. Требовался не многорежимный истребитель, а всепогодный фронтовой бомбардировщик: экипаж бок о бок, автоматизированный маловысотный прорыв, действия в любую погоду и с коротких полос. Первая компоновка — Т-6-1 — включала четыре подъёмных двигателя РД-36-35. Инженерная логика была той же: дать машине возможность взлетать с повреждённых аэродромов, сохранив скоростные характеристики в основном режиме. И тупик оказался тем же: четыре подъёмных двигателя занимали объем, нужный для оборудования и топлива, — а у ударного самолета с насыщенным прицельно-навигационным комплексом свободного объема было немного. Переход к Т-6-2И означал не «доработку крыла» — это была смена аэродинамической концепции. Подъёмные двигатели исчезли; самолет получил поворотные консоли с четырьмя эксплуатационными положениями: 16, 35, 45 и 69 градусов. 17 января 1970 года Т-6-2И поднялся в воздух. 4 февраля 1975 года Су-24 был принят на вооружение.

Функционально Су-24 оказался ближе всего к американскому F-111 — тоже два двигателя, экипаж рядом, КИС и автоматизированный низковысотный полет. Но сходство определялось одинаковыми физическими ограничениями и одинаковой задачей, а не копированием. Задача маловысотного прорыва у Су-24 решалась не автоматикой управления стреловидностью, а автоматизацией навигации и слежения за рельефом. КИС давала нужный режимный диапазон; остальное обеспечивали навигационные системы.

МиГ-23 и Су-24 не являются конструктивными родственниками. ЦАГИ обеспечил оба проекта научным заделом, но это не означало передачи механизма или компоновки от одного КБ другому. ОКБ Микояна строило истребитель с радиолокатором и ракетами «воздух-воздух»; ОКБ Сухого — ударный бомбардировщик с прицельно-навигационной системой. Разные задачи, разные КБ, разные компоновки. Общим был не механизм, а урок. Подъёмные двигатели проиграли не потому, что идея была плохой: Harrier доказал жизнеспособность концепции в другой архитектуре. Проиграла конкретная схема с раздельными подъёмными двигателями, чья цена в обычном полете оказалась слишком высокой. КИС тоже не бесплатна: шарниры, приводы, синхронизация, усиленный центроплан — это масса и обслуживание. Но поворотная консоль продолжает создавать подъёмную силу на маршруте; подъёмный двигатель в горизонтальном полете — нет.

МиГ-23 в России снят с вооружения. Су-24 понес значительные потери в ходе боевых действий и постепенно замещается Су-34; часть машин остается в эксплуатации. Тип прошел от опытного Т-6-2И до строевой службы и сохранял аэродинамическую схему без принципиальных изменений на протяжении всей своей карьеры. На тяжелых самолетах — Ту-22М и Ту-160 — та же схема поворотного крыла работает в принципиально иных условиях: другая взлетная масса, другая дальность, другое соотношение между выигрышем КИС и ее ценой. О том, почему там схема не просто сохранилась, но и применяется на новых и модернизированных машинах программы Ту-160М, — в третьей части.