Эксперименты

Вряд ли стоит говорить о том, что поиск способов улучшения характеристик самолета обычно в конструкторских бюро ведется по нескольким направлениям. Одним из таких направлений стало проектирование истребителя под шифром Е-8.

Машина резко отличалась от предыдущих моделей МиГ-21. И хотя она базировалась на перехватчике МиГ-21 ПФ (по крайней мере так утверждают в КБ и в публикациях о самолете), от базовой модели, за исключением крыла, оперения и основных стоек шасси практически ничего не осталось.

Проектирование истребителя, которому планировалось присвоить обозначение МиГ-23. велось под новый двигатель Р-21Ф-300 с максимальной тягой 4700 кг и тягой на форсаже 7200 кг, созданн i под руководством Н. Мецхваришвили. Лишняя тонна тяги (по сравнению с Р-11Ф2С-300) в сочетании с улучшенной аэродинамикой по расчету конструкторов повышала летные и маневренные качества самолета.

Конструкцию фюзеляжа переделали полностью. Из носовой части убрали воздухозаборник и разместили его под кабиной пилота. Для этого пришлось увеличить стояночный угол. Воздухозаборник на входе имел сечение шестигранника, по форме приближенного к прямоугольнику, и разделялся перегородкой на два канала. На входе двигателя каналы соединялись в единый. Воздушный поток регулирования вертикальным трех-скачковым клином, механизм которого располагался в перегородке на входе заборника, а также створками перепуска на боковых стенках. В перегородке разместили и нишу передней стойки шасси, которая в свою очередь отличалась наличием ломающегося подкоса.

Носовая часть самолета имела форму оживального конуса. В ней предполагалось установить новую РЛС «Сапфир-21», в то время еще не применявшуюся на серийных МиГ-21. Передний кок выполнялся из радиопрозрачного материала. Но главным новшеством носового отсека стало размещение ПГО (переднего горизонтального оперения), которое, однако, не имело механизма управления. На дозвуковых скоростях плоскости ПГО находились в свободном флюгерном положении, на сверхзвуковых - механически фиксировались в нейтральном. Процесс фиксации происходил плавно и не усложнял пилотирования. Установка ПГО увеличила коэффициент подъемной силы на скорости М = 1,5 более, чем в два раза, а при М = 2,0-в два раза. В последнем случае на высоте 15000 м максимальная перегрузка возрастала с 2,5 до 5,1 единиц, что позволяло значительно улучшить маневренные качества истребителя. Ранее эффективность управляемого ПГО уже испытывали на опытном самолете Е6Т-3.

Еще одним нововведением стала установка подфюзеляжно-го гребня большой площади для улучшения путевой устойчивости. Он выполнял роль дополнительного вертикального оперения. При посадке гребень отклонялся в правую (по полету) сторону и принимал горизонтальное положение. После взлета он устанавливался в нормальное вертикальное положение. Конструкция оказалась удачной, и впоследствии ее применили на серийном истребителе МиГ-23.

На Е-8 впервые в практике ОКБ отказались от резиновых фюзеляжных баков. Их заменили металлическими, которые являлись частью конструкции фюзеляжа. Девять баков (пять фюзеляжных и четыре крыльевых) вмещали в общей сложности 3200 л горючего.

Фонарь кабины пилота также отличался от фонарей самолетов МиГ-21Ф-13 и МиГ-21 ПФ. Передний козырек отделялся от крышки, откидывавшейся в сторону правого борта, переплетом. Такая конструкция рассчитывалась под установку нового катапультного кресла КМ-1 (впоследствии использовавшегося на всех типах МиГ-21, начиная с изделия «94»). В основании ш^ля под рулем поворота располагался сигарообразный контейнер тормозного парашюта (и это новшество ввели с модификации МиГ-21 ПФС). Стабилизатор взяли с серийной машины, крыло - тоже, но ввели систему СПС. Сопло двигателя имело регулируемые створки.

Е-8 был рассчитан на применение двух ракет К-13 (Р-ЗС), но впоследствии планировалась установка более совершенных Р-23. Пушечное вооружение не предусматривалось. Таким образом машина представляла собой истребитель с новой аэродинамикой, значительно переработанной конструкцией и новым оборудованием.

Проектирование машины началось в 1960 году. В декабре были закончены общий вид и компоновка самолета. Окончательный общий вид утвердили в июне 1961-го, а к середине сентября удалось «вписать» РЛС «Сапфир» в компоновку носового отсека.

Первый экземпляр Е8-1 перевезли из цеха на летную станцию в Жуковском 5 марта 1962 года. Из имеющихся в наличии двух опытных двигателей один решили использовать для наземной отработки, другой - для летных испытаний. 17 апреля шеф-пилот фирмы Г. Мосолов поднял машину в воздух. Четыре полета прошли без замечаний, на пятом на высоте 8000 м произошла остановка двигателя. С этого момента начались постоянные неполадки в силовой установке. В последующих шести полетах двигатель останавливался четыре раза. После 25-го полета его заменили на полученный новый.

Катастрофа произошла 11 сентября на 40-м полете в 60 км юго-восточнее аэродрома ЛИИ (в 15 км южнее г. Егорьевска).-Из-за разрушения шестой ступени компрессора начался пом-паж двигателя, а затем возникли боковые колебания при торможении самолета с остановленным двигателем, которые летчик не смог устранить. Истребитель стал практически неуправляем. Мосолов катапультировался из перевернутого положения с высоты около 8000 м, при этом он повредил руку и ногу. При приземлении пилот был еще больше травмирован. Его обнаружили лишь через 2 часа 30 мин. в тяжелом состоянии доставили в больницу. Врачам с трудом удалось спасти летчика. Испытания Е-8 стали последними в летной биографии Мосолова, приложившего так много труда и старания при доводке опытных истребителей МиГ-21.

Второй экземпляр Е8-2 начали готовить к испытаниям летом этого же года, а 29 июня первый вылет на нем совершил А. Федотов. К 4 сентября на машине выполнили 13 полетов по отработке силовой установки, снятию летных характеристик с подвеской ракет К-13 и исследованию тряски дестабилизатора. После аварии первого экземпляра полеты на втором были прекращены. А через некоторое время после анализа всех негативных явлений и отсутствия надежного двигателя тему закрыли.

Следующей экспериментальной машиной стал самолет «23-31», который иногда в печати обозначают как МиГ-21 ПД. Однако это название самолету никогда не присваивалось, а среди серии «двадцатьпервых» он иногда шел под шифром изделия «92». Обозначение «23-31» - это тоже шифр изделия, но уже по теме МиГ-23. Линия «двадцатьтретьего» также развивалась в нескольких направлениях. Самолет с треугольным крылом и дополнительными подъемными двигателями получил шифр изделия «23-01», истребитель с изменяемой геометрией крыла создавался как изделие «23-11», а летающая лаборатория для отработки дополнительной силовой установки из двух подъемных двигателей РД36-35.

Двигатели П. Колесова имели тягу 2350 кг и предназначались для улучшения взлетно-посадочных характеристик истребителя. Экспериментальный самолет подготовили на базе серийного МиГ-21 ПФМ, удлинив фюзеляж примерно на 1 м и расширив его между кабиной пилота и хвостовым отсеком. Именно в этом месте, за кабиной, и располагался отсек дополнительных ПД, расположенных вертикально друг за другом с небольшим наклоном вперед. Сверху отсек закрывался крышкой, приоткрывавшейся при взлете и посадке для поступления воздушного потока в двигатели, снизу горячие газы выходили через специальный люк.

По обоим бортам нижней части фюзеляжа поверх обшивки от носового отсека к отсеку ПД тянулась проводка дополнительной системы управления. Перед носовой стойкой шасси разместили антенну телеметрической системы. Самолет имел интересную особенность - неубираемое шасси. Ему просто некуда было убираться, так как ниши основных стоек должны были располагаться как раз в районе отсека ПД. Поэтому в конструкции они даже не были предусмотрены.

Первый вылет на самолете «23-31» выполнил 16 июня 1966 года П. Остапенко, который вместе с Б. Орловым начал отрабатывать на машине методику укороченного взлета и посадки истребителя с ПД. Получив достаточный навык на летающей лаборатории, Остапенко начал в апреле 1967 года проводить испытания опытного истребителя «23-01».

Еще один «двадцать первый» - так называемый «Аналог» самолета Ту-144 был выпущен в 1968 году. В ОКБ А. Микояна «Аналог» обозначался как МиГ-21 И («И» - от слова «имитатор») или как изделие «21-11». В постройку заложили два экземпляра, имевшие несколько разное предназначение. На первом предполагалось отработать методику управления самолетом, выполненного по схеме «бесхвостка», на втором - провести летные аэродинамические исследования крыла оживальной в плане формы с наплывами разного типа.

МиГ-21 И строили на базе серийного МиГ-21 С. Тонкое крыло имело симметричный профиль с острой передней кромкой и в плане повторяло форму крыла Ту-144. Его площадь -41,1 м7 (на втором экземпляре - 43 м7), удлинение - 1,62. Стреловидность по передней кромке составляла 78 град, по наплыву и 55 град, по базовой трапеции. Взлетно-посадочная механизация отсутствовала. Управление самолетом по тангажу и крену обеспечивалось специальными рулевыми поверхностями -элевонами, состоящими из четырех секций и расположенными по всему размаху крыла. Продольное отклонение ручки управления перемещало одновременно все секции вверх или вниз, перемещение ручки в сторону отклоняло элевоны на разных консолях во взаимно противоположное направление.

Второй экземпляр отличался от первого тем, что на испытаниях в ЛИИ на нем меняли форму наплывов. Кроме наплывов с постоянной стреловидностью по передней кромке устанавливались наплывы оживальной формы, а крыло специально приспособили для фиксации процесса обтекания потоком воздуха. Самолет оборудовали контрольно-записывающей и киносъемочной аппаратурой.

Летные испытания начались в 1968 году, когда 18 апреля пилот ОКБ О. Гудков поднял первый «Аналог» в воздух, и продолжались весь 1969 год. Исследования проводились на высотах до 19000 м при скоростях от 212 км/ч до М = 2,06. Центровка самолета менялась путем установки дополнительных грузов весом до 290 кг в носовой или хвостовой части фюзеляжа. Второй экземпляр испытывал летчик ЛИИ И. Волк. До конца 1969 года удалось выполнить 140 полетов. В полетах участвовало 11 пилотов, в том числе и экипаж испытателей Ту-144 (Э. Елян и М. Козлов совершили на «Аналоге» 8 полетов). Первая машина, к сожалению, из-за ошибки пилота потерпела аварию, а вторую через некоторое время после завершения исследований отправили в музей Монино.