МиГ-21. Треугольный долгожитель

МиГ-21. Треугольный долгожитель

Успехом, выпавшим на долю МиГ-21, вряд ли может похвастаться еще какой-то боевой самолет в мире. Успех был глобальным в географическом плане и стратегическим с точки зрения долголетия машин этого семейства. Своими превосходными эпитетами МиГ-21 обязан базовой модификации – легкому фронтовому истребителю МиГ-21Ф. Его облик рождался в нелегком поиске конструкторов и ученых-аэродинамиков, специалистов по радиоэлектронике и двигателистов. Их творческое единение дало редкостный по эффективности результат, отличающийся изяществом форм и мощью боевого потенциала. Триумф и долгую службу МиГ-21 предопределили несколько по-настоящему новаторских разработок, позволяющих говорить о нем, как о первенце 2-го поколения советских истребителей.

«Е-2»/«Е-4» – классический дебют

Весной 1953 года ОКБ-155 приступило к проработке нового истребителя, коренным образом отличавшегося от своих предшественников. Перед его коллективом стояла непростая задача – используя малогабаритный двигатель, создать легкий сверхзвуковой фронтовой истребитель с высокой тяговооруженностью. В свою очередь ЦАГИ в первой половине 1950-х годов выдал самолетостроителям свои рекомендации по аэродинамической компоновке, устойчивости и управляемости, прочности и аэроупругости, основным геометрическим параметрам и другим необходимым для разработки перспективных машин данным.

На основе имеющихся материалов конструкторы ОКБ-155 начали набрасывать первые контуры нового истребителя, получившего название И-500 и заводской шифр «Х-5», который вскоре был изменен на «Е-5». Самолет предполагалось оснастить аэродинамической новинкой того времени – треугольным крылом. По расчетам, оно имело меньшее сопротивление по сравнению со стреловидным и обладало большей жесткостью, что позволяло достичь скорости полета порядка 1700-2000 км/ч. Кроме этого, в треугольном крыле можно было разместить больше горючего. Достичь высокой скорости планировалось с помощью такой инновационной разработки, как перспективный двигатель главного конструктора А.А. Микулина АМ-11, который по сравнению со своим предшественником АМ-9 должен был обладать большей тягой и меньшими габаритами и массой.

Летом 1953 года главный конструктор ОКБ-155 представил свои предложения в Министерство авиационной промышленности (МАП), а в начале сентября Совет Министров СССР утвердил их. Самолет должен был иметь максимальную скорость 1750 км/ч на высоте 10 000 м, время набора последней – 1,2 минуты, практический потолок 18 000-19 000 м, а дальность полета – не менее 1800 км при полете на высоте 15 000 м без использования форсажа и 2700 км – с применением подвесного топливного бака.

По конструкции «Е-5» представлял собой цельнометаллический среднеплан с треугольным крылом. Крыло имело стреловидность по передней кромке 57°. Двигатель АМ-11 крепился к двум силовым шпангоутам. Воздух для его питания подводился через лобовой воздухозаборник.

Однако опасаясь «подвохов» со стороны совершенно нового для того времени треугольного крыла, для подстраховки весной 1954 года ОКБ-155 приступило к разработке машины со стреловидным крылом под тот же двигатель АМ-11. Ей присвоили заводской шифр «Х-9», вскоре замененный на «Е-1». Самолет отличался от «Е-5» в основном лишь крылом. Оно имело стреловидность 55°. Изготовление «Е-1» на опытном заводе № 155 начали в июне 1954 года, причем благодаря уже хорошо освоенному стреловидному крылу, темпы постройки опережали таковые у машины с треугольным крылом.

Однако осенью 1954 года стало ясно, что ОКБ-300 не сможет в срок довести свой двигатель АМ-11. На испытаниях его тяга оказалась на 10% меньше требуемой, а масса превысила заданную почти на 200 кг. Не видя выхода из бесконечной череды доработок АМ-11, министр авиационной промышленности П.В. Дементьев, чтобы не задерживать отработку самих самолетов, разрешил построить экземпляр машины со стреловидным крылом под существующий двигатель АМ-9 с тягой 3250 кгс.

Проект истребителя «Е-1» переработали, новый вариант самолета со стреловидным крылом и двигателем АМ-9Е получил заводской шифр «Е-2». После завершения наземной отработки ведущий летчик-испытатель Г.К. Мосолов 14 февраля 1955 года впервые поднял «Е-2» в воздух.

В том же 1955 году двигатель АМ-11 получил название Р-11-300, а АМ-9 стал именоваться РД-9. Это было связано с тем, что в конце января на посту главного конструктора ОКБ-300 А.А. Микулина сменил С.К. Туманский. Отметим, что причины отстранения выдающегося конструктора-двигателиста от работы в авиационной промышленности крылись отнюдь не в срыве плановых сроков по АМ-11, а его преемник оказался не менее талантливым организатором и прекрасным инженером, сказавшим свое слово в истории отечественной авиации.

Из-за отсутствия Р-11-300 первый опытный экземпляр самолета «Е-5» (Е-5/1) также оснастили двигателем РД-9И. Переделку машины завершили в конце апреля 1955 года. При этом она получила не только практически аналогичную «Е-2» силовую установку, но и новый заводской шифр – «Е-4». Первый вылет на «Е-4» летчик-испытатель Г.А. Седов осуществил 16 июня 1955 года.

Как и было предусмотрено, в течение года на опытных «Е-2» и «Е-4» отрабатывали и доводили аэродинамику машин со стреловидным и треугольным крылом. Заводские испытания «Е-2» завершились в декабре. Затем машину вернули на опытный завод № 155 для адаптации ее конструкции под штатный двигатель Р-11-300. Переработке подвергли и само стреловидное крыло. Усовершенствованный истребитель, естественно, получил новый шифр – «Е-2А».

Заводские испытания «Е-4» длились дольше, так как конструкторам и испытателям предстояло практически с нуля изучить на разных полетных режимах треугольное крыло. Они завершились лишь в августе 1956 года, когда на испытания уже вышли машины, оснащенные двигателями Р-11-300.

Самолет «Е-4» показал практически такие же, как и у «Е-2», летные характеристики. На машине отработали устойчивость, управляемость и провели большой объем работ по натурному исследованию физики обтекания треугольного крыла. После завершения заводских испытаний на «Е-4» продолжили отработку аэродинамики планера самолета «Е-5» и в течение 1956 года выполнили на нем в общей сложности 88 полетов.

Долгожданный Р-11-300 получили в самом конце 1955 года и установили на второй опытный экземпляр самолета «Е-5» (Е-5/2). 9 января 1956 года летчик-испытатель В.А. Нефедов впервые поднял машину в воздух. Новый двигатель преподнес немало сюрпризов. Его доводка, доработки планера и систем самолета привели к тому, что в 1956 году на «Е-5» выполнили всего 30 полетов, а простой машины составил более полугода! Программа заводских испытаний была завершена лишь в августе1958 года.

В итоге все же удалось обеспечить устойчивую работу силовой установки на всех режимах и высотах полета, и в целом двигатель Р-11-300 оправдал ожидания. Он позволил получить практически все заданные характеристики. Так, максимальная скорость «Е-5» с использованием форсажа составила 1970 км/ч на высоте 10 800 м, а без его применения – 1370 км/ч на высоте 5140 м. Высоту 10 000 м самолет набирал за 1,4 минуты. Практический потолок с форсажем составил 17 650 м. Лишь дальность полета недотягивала до требуемой – она достигала 1313 км при полете на высоте 12 000 м, а с использованием подвесного бака – 1620 км. По мнению ведущего летчика-испытателя В.А. Нефедова, пилотирование самолета «Е-5» было легким, а его устойчивость во всем диапазоне чисел М – нормальной.

Несмотря на трудности с доводкой двигателя и самолетов, было ясно – конструкторская мысль движется в правильном направлении, и уже летом 1956 года легкие фронтовые истребители «Е-5» и «Е-2А» были запущены в малую серию. Машине с треугольным крылом присвоили название МиГ-21, а со стреловидным – МиГ-23 (это было первое использование такого наименования). Для постройки МиГ-21 выделили мощности тбилисского авиазавода № 31 имени Г. Димитрова, а для МиГ-23 – горьковский авиазавод № 21 имени С. Орджоникидзе.
Следует отметить, что в соревновании между «Е-5» и «Е-2А» поначалу лидировала машина со стреловидным крылом, и попасть в большую серию у оснащенного им самолета, казалось, было больше шансов, тем более что на заводских испытаниях обе машины показали практически одинаковые летные характеристики.

На заводские испытания истребитель «Е-2А» вышел практически сразу за «Е-5» – 17 февраля 1956 года летчик-испытатель Г.А. Седов выполнил на «Е-2А/1» первый вылет. Летом к испытаниям подключилась вторая машина – «Е-2А/2». Первый вылет на ней Седов совершил 4 сентября. Испытания «Е-2А» из-за «сырого» двигателя растянулись до декабря 1957 года. За это время на первой машине заменили 11 двигателей, а на второй – шесть! Летные характеристики «Е-2А» также соответствовали заданным, за исключением дальности полета.

«Е-6» и «Хрущевская оттепель»

Несмотря на начавшийся серийный выпуск, окончательный облик легкого фронтового истребителя сформировался лишь в ходе испытаний следующего самолета, который получил заводской шифр «Е-6». Так как поначалу пальма первенства принадлежала машине со стреловидным крылом, «Е-6» начали прорабатывать на ее базе. Проектирование новой машины в ОКБ-155 начали в августе 1957 года, и уже к концу года приступили к выпуску рабочих чертежей «Е-6» и изготовлению оснастки и деталей самолета. Но в последний день 1957 года решение о том, на базе какой машины будет создаваться «Е-6», в ОКБ-155 изменили кардинальным образом.

31 декабря на техническом совете по вопросу конкретного сравнения характеристик машин «Е-2А» и «Е-5» были заслушаны сообщения начальника лаборатории летных испытаний К.К. Васильченко и аэродинамика К.К. Сухова. Из них следовало, что «Е-5» имел преимущества перед «Е-2А» по потолку, по запасу горючего, он лучше вел себя на посадке, но имел более низкие показатели по маневру на высотах выше 12 000–15 000 м при одинаковом положении стабилизатора.

После обсуждения всех достоинств и недостатков машин технический совет принял окончательное решение: «Учитывая, что на модификации изделия Е-6 горизонтальное оперение опускается, улучшая его эффективность, а также продолжающиеся работы ЦАГИ по улучшению треугольного крыла, рекомендовать за исходную машину для Е-6 принять изделие Е-5».

Вроде бы можно было вздохнуть с облегчением и сосредоточиться на одной работе. Но «хрущевская оттепель», помимо относительной свободы для граждан и общего социального подъема, принесла авиастроению одни проблемы. В силу увлечения первого секретаря ЦК КПСС Н.С. Хрущева ракетами во всем их многообразии, самолетные программы беспощадно урезались. При составлении народнохозяйственного плана заказов на 1958 год из него исключили обе машины – и МиГ-21, и МиГ-23 – следовательно, под большим вопросом находилась и судьба «Е-6». От ВВС потребовали ликвидировать многотипность парка самолетов. В связи с этим условием Госплан СССР и определил отпуск средств по бюджету Минобороны.

Военные приняли решение оставить в плане серийного выпуска на 1958 год истребитель Су-7 и перехватчик Т-3, созданные под руководством генерального конструктора П.О. Сухого. В пользу Су-7 сыграл тот факт, что он имел преимущества по сравнению с МиГ-21 и МиГ-23 в скорости (на 150–200 км/ч) и высотности (на 1-1,5 км). При этом при внесении небольших изменений он мог использоваться как истребитель-бомбардировщик.

Естественно, в ОКБ-155 и ОКБ-300 с этим согласиться не могли, так как самолеты и двигатель были уже практически доведены, и начался выпуск малых серий. Тем более уже шли работы по форсированию Р-11-300. Его установка на «Е-6» улучшила бы летные характеристики машины, и она не уступала бы по скорости и потолку Су-7. Свои возражения по этому вопросу А.И. Микоян и С.К. Туманский направили в ЦК КПСС в конце 1957 года. «Старая площадь» попросила главный штаб ВВС дать свои разъяснения.

Главком ВВС маршал авиации К.А. Вершинин в своем довольно расплывчатом ответе сообщил, что ВВС, конечно, хотели бы иметь возможность выбора из разных типов самолетов, но при этом потребуется увеличение бюджета министерства. С одной стороны, благодаря небольшой массе конструкции истребители МиГ-21 и МиГ-23 в серийном производстве будут дешевле и потребуют меньших материальных ресурсов, но, с другой стороны, если обещания А.И. Микояна и С.К. Туманского не будут выполнены, то финансовый риск не оправдается.

В конечном итоге ВВС и МАП пришли к согласию, о чем вскоре доложили в ЦК КПСС. А в феврале 1958 года правительство своим распоряжением разрешило завершить выпуск малых серий и в очередной раз перенесло сроки передачи машин на государственные испытания: истребитель МиГ-23 требовалось предъявить в феврале, а МиГ-21 – в марте. Одновременно официально было утверждено задание на создание легкого фронтового истребителя МиГ-21Ф (Е-6) с двигателем Р-11Ф-300.

Поскольку к этому времени машина со стреловидным крылом уже потеряла актуальность, все взоры теперь были обращены на треугольное крыло, выпуск МиГ-23 решили ограничить семью машинами и передать их в 1958 году ОКБ-155 и ЛИИ для проведения экспериментальных работ. Тучи над «Е-6» развеялись, и вскоре первый опытный экземпляр МиГ-21Ф, который построили путем переделки серийного самолета МиГ-21 № 65310102, совершил свой первый полет под управлением летчика-испытателя В.А. Нефедова. Произошло это событие 20 мая 1958 года. Тогда еще никто не знал, что в этот день «родилась» эпохальная для отечественной авиации машина!

Так как в отличие от «Е-5» новый истребитель создавался для полета на больших скоростях, то, кроме установки более мощного двигателя, по рекомендациям ЦАГИ у него заменили переднюю обечайку воздухозаборника новой, с тонкой кромкой, и улучшили обводы фонаря. 

Испытания «Е-6», к сожалению, продолжались недолго. В седьмом полете 28 мая 1958 года при посадке машины с остановившимся двигателем произошла катастрофа. Получивший тяжелые травмы летчик-испытатель В.А. Нефедов умер через десять часов после аварии в больнице. Расследование установило, что непосредственной причиной катастрофы стала потеря управляемости самолетом на посадке при подходе к ВПП в момент уменьшения угла планирования. Этому способствовал переход управления стабилизатором на аварийный электропривод (двигатель на самолете не работал), который не развивал достаточную скорость перекладки стабилизатора для совершения энергичного маневра.

Для переоборудования во второй опытный экземпляр самолета МиГ-21Ф (Е-6/2) выделили серийный МиГ-21. Машину оснастили двигателем Р-11Ф-300 и соответствующим образом доработали носовую часть фюзеляжа. Аварийный электропривод стабилизатора заменили аварийной насосной станцией.

15 сентября 1958 года летчик-испытатель К.К. Коккинаки поднял «Е-6/2» в воздух. В последующих полетах самолет показал максимальную скорость 2100 км/ч на высоте 15 000 м и статический потолок 20 700 м. Первый вылет на «Е-6/3» выполнил 25 декабря 1958 года летчик-испытатель Г.К. Мосолов. Отработку и доводку второго и третьего экземпляров «Е-6» в заводских условиях завершили в марте 1959 года. В целом испытания проходили успешно, что дало основание правительству принять решение о запуске истребителя в серийное производство на горьковском авиазаводе № 21, не дожидаясь окончания госиспытаний.

С апреля по ноябрь 1959 года обе машины «Е-6» прошли совместные государственные испытания. На испытаниях МиГ-21Ф показал максимальную скорость 2175 км/ч на высоте 15 000 м (число М=2,05). Практический потолок составил 19 800 м. Высоту 15 000 м машина набирала за 4,3 минуты. Дальность полета на высоте 11 000-12 000 м соответствовала 1470 км, а с внешним баком – 1800 км. К сожалению, показанные истребителем летные данные недотягивали до утвержденных правительством, за исключением дальности полета без подвесного бака. Тем не менее, на основании полученных результатов и с учетом того, что самолет МиГ-21Ф с двигателем Р-11Ф-300 имел по сравнению с МиГ-19 более высокие летные данные, госкомиссия сочла целесообразным принять истребитель МиГ-21Ф на вооружение ВВС. Выявленные в процессе совместных государственных испытаний и отмеченные в перечнях комиссии недостатки требовалось устранить в серийном производстве.

После выпуска в 1959 году в Тбилиси на заводе № 31 серии из 10 истребителей МиГ-21Ф центр их серийного производства переместился в Горький на авиазавод № 21.

В первом квартале 1960 года с положительными результатами завершились совместные государственные испытания двух истребителей МиГ-21Ф, оснащенных управляемыми ракетами класса «воздух–воздух» К-13 с пассивными тепловыми головками самонаведения. Это позволяло вооружать ими самолеты, не имеющие бортовых радиолокаторов. Выпустив ракету с тепловой головкой, летчик мог сразу же выходить из атаки. В конце октября 1960 года правительство своим решением приняло легкий фронтовой истребитель МиГ-21Ф с двигателем Р-11Ф-300 и системой К-13 на вооружение. К моменту принятия на вооружение истребителя, впоследствии получившего название МиГ-21Ф-13, на авиазаводе № 21 уже полным ходом шло его серийное производство.

«МиГ» из Насика

В 1966 году выпуск МиГ-21ФЛ начался на самолетостроительном заводе индийской корпорации Hindustan Aeronautics Limited (HAL) в городе Насике. Решение о передаче Индии лицензии и технической документации на производство истребителей-перехватчиков МиГ-21ФЛ, двигателей Р-11Ф2-300, самонаводящихся ракет К-13А и их комплектующих изделий было принято в октябре 1963 года. Головным предприятием по самолету определили завод № 21 имени С. Орджоникидзе, на который возложили разработку техдокументации, создание экспортного образца МиГ-21ФЛ (Е-7ФЛ) и поставку в Индию первых истребителей.

Первый МиГ-21ФЛ, изготовленный полностью из индийских сырьевых материалов, покинул сборочный цех в 1970 году. С 1972 года параллельно с выпуском МиГ-21ФЛ из сырьевых материалов на самолетостроительном заводе в Насике начали освоение производства истребителей-перехватчиков МиГ-21М (тип 96Л).

Предприятию в Насике было суждено сыграть важнейшую роль в области военно-технического сотрудничества двух стран. После МиГ-21ФЛ и МиГ-21М там строили более совершенный МиГ-21бис, а затем перешли к реализации программы лицензионного производства истребителя-бомбардировщика МиГ-27МЛ. Помимо строительства самолетов, завод выпускал запчасти к «МиГам», часть которых поставлялась на экспорт в Египет, Сирию, Вьетнам и Алжир. За свою историю авиазавод в Насике выпустил свыше 850 самолетов. В 2016 году на предприятии работали около 1770 технических специалистов и 650 инженеров, занятых в основном серийным производством многофункциональных истребителей Су-30МКИ.

На бис!

Опыт боевых действий во Вьетнаме и на Ближнем Востоке показал, что для завоевания превосходства в воздухе на театре военных действий истребителю следует вести ближний маневренный бой, в том числе на малых высотах. Для этого он должен обладать высокой энерговооруженностью, необходимым вооружением, достаточным запасом топлива и хорошими маневренными характеристиками.

Для дальнейшего наращивания боевой эффективности с 1968 года на МиГ-21 новых модификаций стали устанавливать двигатель Р-13-300 с увеличенной до 6600 кгс тягой. Однако на тот момент существовавшие модификации МиГ-21 имели высокие летные характеристики на средних и больших высотах. На малых высотах, в силу особенностей силовых установок с двигателями Р-11Ф2С-300 и Р-13-300, возможности самолета МиГ-21 использовались далеко не полностью. И тогда перед ОКБ была поставлена задача по созданию новой машины, получившей название МиГ-21бис и заводской шифр «Е-7бис».

При сохранении всех прочих характеристик требовалось существенно улучшить летные данные на малых высотах. Эта задача была успешно выполнена за счет создания новой силовой установки с двигателем Р-25-300. Его максимальная тяга составляла 6850 кгс, а на чрезвычайном режиме – 7100 кгс. Кроме того, на больших скоростях в течение трех минут мог включаться чрезвычайный режим, при котором тяга увеличивалась до 9900 кгс. Для согласования с двигателем на МиГ-21бис несколько увеличили входное сечение воздухозаборника. «Бисы» выпускались серийно в 1971-1985 годах в Горьком для отечественных ВВС и для поставок на экспорт.

Казалось, модернизационные ресурсы «ветерана» к началу 1990-х исчерпаны. Однако родилась еще одна модификация – МиГ-21-93. По просьбе ВВС Индии в начале 1990-х АНПК «МиГ» имени А.И. Микояна совместно с Нижегородским авиационным заводом «Сокол» в кооперации с другими российскими предприятиями разработал программу модернизации самолетов семейства МиГ-21 (МиГ-21И). Она позволяла расширить номенклатуру и режимы применения вооружения, что позволило успешно эксплуатировать самолеты на протяжении еще ряда лет.

С этой целью на МиГ-21бис установили новую систему управления вооружением с многофункциональным радаром «Копье», нашлемной системой целеуказания, аппаратурой отображения информации на основе современного индикатора на лобовом стекле и многофункционального дисплея. Значительно расширился и состав вооружения: в него вошли новейшие управляемые ракеты класса «воздух–воздух» и корректируемые бомбы. Параллельно с модернизацией продлевался ресурс и сроки службы самолета.

На базе МиГ-21-93 в 1998–2005 годах с учетом требований заказчика (применение оборудования индийского и западного производства) провели глубокую модернизацию 125 самолетов МиГ-21бис ВВС Индии, получивших название МиГ-21бис UPG «Бизон». Внешне они отличаются от базовой машины беспереплетным передним козырьком фонаря и выпуклой откидной створкой, а также установкой блоков выброса пассивных помех в корне крыла.

Долгий век

МиГ-21 золотыми буквами вписан в историю мировой авиации. Можно утверждать, что создание и развитие самолетов семейства МиГ-21 подтвердило правильность разработанной в ОКБ концепции легких истребителей массового производства с высокими боевыми характеристиками и низкой себестоимостью. Эта концепция получила всемирное признание и была успешно реализована как в отечественном, так и в зарубежном авиастроении. Удачно найденные при разработке базового самолета решения дали возможность создать многочисленные модификации этого истребителя, которые поставлялись в 49 стран мира. На самолетах МиГ-21 было установлено 24 мировых рекорда скорости, высоты полета и времени набора высоты. Кроме того, истребитель стал рекордсменом по продолжительности серийного производства – он выпускался на трех отечественных авиазаводах во многих модификациях 30 лет. Всего в СССР было собрано 10 645 «двадцать первых» всех модификаций. Еще 194 машины произведено в Чехословакии, 657 в Индии. По оценочным подсчетам, в Китае было построено около 2500 самолетов на базе МиГ-21. Причем последние две серийные «спарки» JJ-7A были переданы ВВС НОАК 22 марта 2017 года!

И сегодня, спустя более 60 лет после первого полета, многие военные аналитики не без восхищения задают вопрос: «А продержится ли МиГ-21 в боевом строю 100 лет?» Рискнем ответить: «Да, вполне возможно!»