Истребитель-перехватчик МиГ-21ПФ.

Истребитель-перехватчик МиГ-21ПФ.

Разработчик: ОКБ Микояна, Гуревича
Страна: СССР
Первый полет: 1958 г.

Одним из пунктов приказа Государственного комитета по авиационной технике (ГКАТ) № 304 от 2 августа 1958 года, выпущенного на основании постановления Совета Министров о разработке самолета МиГ-21Ф, главному конструктору А.И.Микояну предписывалось отработать в следующем году на двух самолетах систему реактивного вооружения с установкой радиолокационного целеуказателя дальномера ЦД-30 и двух ракет класса «воздух-воздух». По расчетам, эта РЛС позволяла обнаруживать воздушные цели типа бомбардировщика Ту-16 на удалении до 30 км. На испытаниях верхний предел обнаружения цели не превышал 20 км, а на практике — 15-17 км. В это время РЛС ЦД-30 проходила отработку в составе комплекса перехвата Т-3-51 ОКБ Сухого.

Документом не предусматривалось исключение пушки НР-30 из арсенала истребителя, хотя речь шла только об отработке ракетного вооружения. Единственным вариантом такого вооружения были управляемые ракеты РС-2УС (К-5МС).

Размещение ЦД-30Т на «МиГе» привело к увеличению входного отверстия воздухозаборника до 0,87 м, длина фюзеляжа возросла до 12,29 м. Диаметр радиопрозрачного конического обтекателя антенны РЛС увеличился до 0,6 м, а его длина стала больше на 0,2 м, при этом конус наклонили вниз на угол 3°. Приемник воздушного давления ПВД-5 расположили над воздухозаборником по оси симметрии самолета.

По всей видимости, ОКБ-155 начало разработку будущего Е-7 в полном соответствии с приказом ГКАТ, в котором, как отмечалось выше, не говорилось о пушечном вооружении. Установка станции ЦД-30Т в центральном теле воздухозаборного устройства (вместо радиодальномера) привела к значительному увеличению его лобового сопротивления, компенсировать которое можно было лишь повышением тяги двигателя и снижением веса самолета. Приходилось помнить и о центровке истребителя.

Единственным весовым резервом была пушка, чем и воспользовались конструкторы: поскольку речь шла пока не о боевой машине, пушку решили снять. Так был сделан первый шаг на пути к отказу от артиллерийского вооружения истребителя. Вместе с пушкой стал лишним и оптический прицел АСП-5НД, замененный более простым коллиматорным ПКИ: для стрельбы управляемыми ракетами уже не требовалось вычислять упреждение.

Изучение попавшей в руки отечественных конструкторов американской ракеты AIM-9B «Sidewinder» позволило в 1958 году разработать в ОКБ завода № 134 ГКАТ ее аналог ракету К-13. После успешных государственных испытаний, проходивших в период с 16 декабря 1959 года по 25 марта 1960 года, ракету приняли на вооружение под обозначением Р-3С.

Появление в 1959 году самонаводящейся ракеты Р-3С заметно повлияло на облик перехватчика, поскольку РЛС ЦД-30 позволяла осуществлять пуск ракеты не только по факту захвата цели ее инфракрасной головкой самонаведения, но и с учетом разрешенной дальности пуска, определяемой радаром.

Радиоуправляемые ракеты РС-2УС предназначались для борьбы с неманевренными одиночными бомбардировщиками в любых погодных условиях днем и ночью, а также с бомбардировщиками, летящими в группе, при визуальной видимости. Ракеты наводились на цель по равносигнальной зоне излучения РЛС. На практике это выглядело так: пилот перехватчика, захватив цель, пускал ракету на дистанции разрешенной дальности и сопровождал ее в течение всего времени полета до встречи с целью.

Первый прототип, получивший обозначение Е-7 (МиГ-21П), комплектовался в дополнение к РЛС ЦД-30Т аппаратурой «Лазурь» (она предназначалась для наведения перехватчика с земли с помощью системы «Воздух-1»), креновым автопилотом КАП-1, курсовой системой истребителя КСИ-1, авиагоризонтом истребителя АГИ-1СА, связной радиостанцией РСИУ-5В («Дуб-5»), автоматическим радиокомпасом АРК-54, маркерным радиоприемником МРП-56. С машины сняли радиовысотомер РВ-У. Ракеты Р-3С подвешивались на пусковых устройствах АПУ-13.

Для уменьшения посадочной скорости и сокращения пробега предусмотрели (но не установили) систему сдува пограничного слоя на закрылках. Возросший взлетный вес потребовал доработки конструкции стоек шасси. Основные тормозные колеса размером 660×200 мм заменили колесами КТ-92Б размером 800×300 мм. Внешне это выразилось в увеличении размеров выколоток в обшивке фюзеляжных ниш шасси. На первой машине Е-7/1 стояло старое кресло со шторками, что, видимо, связано с переоборудованием в этот вариант одного из серийных МиГ-21Ф завода № 31.

Ведущим по испытаниям самолета Е-7/1, преподнесшего немало сюрпризов, был летчик-испытатель ОКБ И.Н.Кравцов. Е-7 опробовали в полете осенью 1958 года, а 28 ноября следующего года произошла первая серьезная авария. В тот день самолет с подвешенными ракетами К-13 на скорости, близкой к максимальной, потерял путевую устойчивость и стал неуправляемым. От возникшей большой перегрузки летчик временно потерял зрение, после чего катапультировался; к счастью, для него все окончилось благополучно. Дорого обходятся летчикам просчеты конструкторов, и никакие деньги и звезды не способны компенсировать потерянное здоровье, а порой и жизнь. Но профессия летчика-испытателя продолжает оставаться привлекательной для молодых романтиков, стремящихся не столько к приключениям и острым ощущениям, сколько желающих познать неизведанное.

В декабре 1959 года построили вторую машину Е-7/2 с увеличенными площадями основного (на 0,18 м2) и подфюзеляжного (на 0,1 м2) килей. В совокупности с уменьшением площади крыльевых пилонов это несколько повысило запас путевой устойчивости, но окончательно устранить дефект, присущий первой машине, не удалось. Одновременно на самолете установили систему спасения «СК».

В июле следующего года Кравцову выпало еще одно испытание: в 72-м полете на Е-7/2 заклинило управление двигателем. Самолет некоторое время летал над аэродромом, вырабатывая горючее, но из-за нарушения порядка выработки топлива из баков был потерян контроль над его расходом, в результате чего двигатель остановился в полете. Хотя это и произошло вблизи аэродрома, но окончилось аварией: садиться пришлось на грунт на значительном удалении от ВПП. Вскоре произошло еще одно ЧП, на этот раз из-за нарушения функционирования маслосистемы: произошла остановка двигателя, что привело к отказу системы кондиционирования и, как следствие, к запотеванию фонаря. Посадку пришлось делать почти вслепую.

Жизнь Игоря Николаевича Кравцова оборвалась 29 января 1965 года во время испытательного полета на самолете-лаборатории Е-152А. Однако до этого он успел не только довести «до ума» Е-7, но и выполнить ряд полетов на нем в рамках научно-исследовательских работ. Среди них изучение поведения машины с шасси, оснащенным вместо колес стальными полусферами с несимметричным расположением оси их вращения: таким образом конструкторы пытались приспособить самолет для эксплуатации с грунтовых аэродромов.

В мае 1960 года на заводские испытания поступил третий опытный Е-7, отличавшийся доработанной топливной системой и отсутствием механизма управления поворотом передней стойки шасси. В том же месяце приняли решение о развертывании серийного производства Е-7 на заводе № 21 под обозначением МиГ-21ПФ («тип 76»). Первые серийные машины предписывалось сдать заказчику в первом квартале следующего года.

Летом 1963 года завершился еще один этап испытаний МиГ-21ПФ, в ходе которых была подтверждена возможность эксплуатации самолета с аэродромов II класса без искусственного покрытия ВПП. В этой связи стоит упомянуть колесно-лыжный вариант шасси, исследовавшийся в 1962-1965 годах, хотя это несколько опережает хронологию описываемых событий. Исследования начали на Е7/4, а с 1963 года — на МиГ-21ПФ № 76210820. Доработанные основные опоры шасси имели дополнительные разгрузочные титановые лыжи площадью 6 дм’, которые в два раза снижали нагрузку на грунт (плотность грунта не должна была быть ниже 4 кг/см2). В зависимости от состояния ВПП лыжи могли опускаться или подниматься вдоль колеса. Носовая же опора осталась без изменений. В выпущенном положении лыжи находились почти вровень с нижней точкой колеса.

«С выпущенными лыжами, — рассказывал ведущий летчик-испытатель Б.А.Орлов, — самолет становился если не совсем вездеходом, то уж наверняка аппаратом повышенной проходимости. Бывало, грузовая автомашина с трудом ползет по полю, а мой «МиГ» шпарит «с ветерком» по грязищи… Но из-за того, что носовое колесо уходило в мягкую землю чуть ли не по самую ось, лезли мы не во всякую хлябь, а с разбором. Сами по себе полеты сложности не представляли — взлет, выработка топлива, посадка, но приземляться требовалось точно в заданном месте, где сделан промер плотности грунта, т.е. на очень ограниченный участок».

Подобное шасси на серийных самолетах МиГ-21 так и не появилось, но прижилось на истребителе-бомбардировщике Су-7БКЛ.

В тяжелой ситуации на Е-7, как рассказал летчик-испытатель ЛИИ А.А.Щербаков, довелось побывать и его коллеге по институту Олегу Гудкову. В одном из полетов по исследованию инерционного взаимодействия на скорости, соответствовавшей приблизительно числу М= 1,9, из-за аэродинамической перекомпенсации руля поворота началось инерционное вращение машины с перегрузками от + 10 д до -5 д. При этом невидимая сила «умудрилась» вытащить из чашки сиденья спасательный парашют.

На четвертой опытной машине появились дополнительные топливные баки в крыле и в гаргроте за кабиной пилота, что увеличило объем топливной системы самолета на 380 л. Одновременно на машине еще раз возросла площадь киля, двигатель заменили на Р-11Ф2-300 тягой 6120 кгс, а креповый автопилот на КАП-2. Впоследствии аналогичные доработки осуществили и на Е-7/3.

Следует отметить, что на рубеже 1950-х — 1960-х годов самолеты-перехватчики как в СССР (Су-9), так и в США (F-4 «Фантом») ориентировались исключительно на ракетное вооружение в ущерб авиационной артиллерии, что соответствовало новой концепции перехвата (не путать с маневренным воздушным боем). Но, разрабатывая F-4 с чисто ракетным вооружением, в США не забывали и о маневренном бое, для которого предназначался F-104, оснащенный пушкой. Не отказались от артиллерийских установок и французы, сохранив пушки на «Мираже» IIIС.

Но в Советском Союзе думали иначе, и Е-7 поступил на государственные испытания без пушки. Возросший полетный вес машины привел к увеличению посадочной скорости до 260-290 км/ч, что усложнило пилотирование на самом ответственном этапе полета. Тем не менее машину принимают на вооружение, отложив решение этой проблемы на будущее. Вооружение перехватчика размещалось лишь на двух крыльевых подвесках и состояло из двух ракет К-13. Было предусмотрено (после соответствующего дооборудования самолета) использование ракет РС-2УС, но на практике это не было реализовано. Допускалась подвеска двух блоков НАР УБ-16 или С-24, а также двух 500-кг бомб. На подфюзеляжной подвеске, как и прежде, размещался дополнительный топливный бак, вмещавший 500 л горючего. Позже, когда война во Вьетнаме выявила острую необходимость в авиационной артиллерии, для МиГ-21ПФ разработали подвесную гондолу ГП-9 с двуствольной пушкой ГШ-23Л и боекомплектом 200 патронов.

Совместные государственные испытания самолетов Е-7/3 и Е-7/4 завершились в конце июля 1961 года, а за месяц до этого с аэродрома завода № 21 взлетел первый серийный МиГ-21ПФ (изделие 76). В этом же году завод сдал заказчику 30 машин, за десять месяцев 1962 года — еще 60. Единственным оружием первых серийных перехватчиков были ракеты Р-3С, но они не обеспечивали всепогодного применения, поэтому заказчик вынужден был вернуться к ракетам РС-2УС.

В мае-июле 1961 года на МиГ-21ПФ (заводской № 76210101) испытали доработанный радиолокатор ЦД-30ТП. Новая станция, получившая название РП-21, на серийных перехватчиках стала устанавливаться с самолета № 76210703. Спустя полгода в соответствии с приказом ГКАТ, который последовал за решением Военно-промышленной комиссии от 25 мая 1961 года, МиГ-21ПФ (заводской № 76210103) в дополнение к ЦД-30ТП оснастили системой вооружения К-51 с пусковым устройством ПУ-12-40 для подвески ракет РС-2УС. Заводские испытания МиГ-21ПФ с ракетами начались 12 марта 1962 года, а государственные — с 20 ноября 1962 года и продолжались до 3 сентября 1963 года. Целями для ракет были беспилотные мишени Ла-17, МиГ-15 и Ил-28. Государственные испытания завершились успешно, и авиационно-ракетный комплекс был рекомендован к принятию на вооружение. Фактически РС-2УС дополнили арсенал лишь модернизированного перехватчика МиГ-21ПФ с самолета № 76211701 и № 76211615.

Нет сведений о применении ракет РС-2УС в боевых условиях. Исключение составляют лишь рассказы специалистов, побывавших во Вьетнаме. Очевидцы отмечали, что американские самолеты в боевой обстановке ставили такие помехи, что на экранах радиолокационных прицелов виднелось одно большое светлое пятно. В этих условиях о применении РС-2УС не могло быть и речи.

Краткое техническое описание самолета МиГ-21ПФ.

Многоцелевой фронтовой иситребитель-перехватчик МиГ-21ПФ является дальнейшим развитием истребителя МиГ-21Ф-13 и представляет собой одноместный легкий всепогодный самолет. По своим взлетно-посадочным характеристикам самолет может эксплуатироваться с аэродромов второго класса.

Планер представляет собой цельнометаллический среднеплан с треугольным крылом, стреловидным оперением v управляемым стабилизатором. Фюзеляж делится на носовую и хвостовую части, стыкующиеся между собой по шпангоуту № 28. Такая конструкция фюзеляжа обеспечивает удобство снятия и установки двигателя.

Передняя часть воздухозаборника оборудована выдвижным всережимным конусом. Конус управляется следящей системой, сопряженной с автоматикой, обеспечивающей автоматическое выдвижение и уборку его в зависимости от изменения степени сжатия в компрессоре. Кроме того, на определенных углах атаки имеется дополнительная коррекция по углам отклонения стабилизатора.

Для предупреждения возникновения явления помпажа воздухозаборника в полете или при выходе самолета на большие углы атаки, на фюзеляже имеются автоматически управляемые противопомпажные створки.

При отказе автоматического управления предусмотрено ручное управление конусом и противопомпажными створками. На входе в двигатель по обеим сторонам фюзеляжа установлены две симметрично расположенные створки дополнительного забора воздуха (взлетные створки).

Двигатель Р-11Ф2-300 (изд. 37Ф2) представляет собой двухвальный турбореактивный двигатель, состоящий из осевого шестиступенчатого двухроторного компрессора, десяти индивидуальных камер сгорания трубчатокольцевого типа в общем кожухе, двухступенчатой осевой газовой турбины, форсажной камеры с регулируемым реактивным соплом, системы питания и автоматикой управления двигателем. Масляная система автономная. Система запуска — автоматическая.

На фюзеляже размещены три тормозных щитка. В хвостовой части фюзеляжа слева вмонтирован контейнер тормозного парашюта. Крыло самолета треугольное с углом стреловидности по передней кромке 57°. На крыле установлены элероны и посадочные закрылки. Внутри каждого крыла имеются два герметических бака отсека для размещения топлива.

Топливная система состоит из шести внутрифюзеляжных, одного накладного баков и и крыльевых баков отсеков общей емкостью 2840 л и одного подвесного бака емкостью 490 л. Система выработки топлива автоматическая.

Гидросистема состоит из двух раздельных гидросистем v бустерной и основной. Давление в каждой обеспечивается насосом переменной производительности НП-34-1Т, создающим максимальное рабочее давление 210 кГ/см2. Основная гидросистема обслуживает шасси, закрылки, тормозные щитки, противопомпажные створки, выдвижной конус воздухозаборника, регулируемое реактивное сопло и одну камеру бустера БУ-51МС стабилизатора.

Бустерная гидросистема обслуживает два бустера БУ-45А элеронов и одну камеру бустера стабилизатора.

Управление элеронами осуществляется через жесткую кинематическую проводку, состоящую из тяг и качалок. Включенный в схему управления пружинный загрузочный механизм имитирует усилие на ручке управления. В систему управления элеронами включен одноканальный (креновый) автопилот КАП-2, который значительно улучшает характеристики управляемости самолета в поперечном направлении.

Управление стабилизатором осуществляется от ручки управления через двухкамерный бустер БУ-51МС, включенный по необратимой схеме. В систему управления стабилизатором включена автоматика АРУ-3В, автоматически изменяющая передаточные числа от ручки управления к стабилизатору и одновременно к загрузочному пружинному механизму в зависимости от скорости и высоты полета. В систему управления стабилизатором включен также механизм «триммерного эффекта» который позволяет осуществлять в полете продольную балансировку самолета.

Шасси самолета трехколесное, убирающееся в полете. Носовая стойка убирается вперед и размещается в нижней передней части фюзеляжа. Носовая стойка оборудована демпфером, обеспечивающим гашения автоколебаний.

Основные стойки шасси установлены в крыле. При уборке оси колес разворачиваются с помощью специального механизма, колеса убираются в фюзеляж а стойки укладываются в крыло.

На основных стойках установлены колеса КТ-92 размером 800Х200, на носовой стойке КТ-38 размером 500х180. Колеса имеют систему автоматического растормаживания для предупреждения юза. Аварийная система торможения обеспечивает торможение только основных колес.

Для сокращения пробега при посадке на самолете имеемся тормозной парашют. Особенность конструкции заключалась в том, что техникам для закрытия створок приходилось, лежа спиной на бетоне в любую погоду, ногами прижимать подфюзеляжные створки для их закрытия.

Воздушная система включает в себя две самостоятельные системы v основную и аварийную. Основная система обеспечивает торможение колес, открытие фонаря и его герметизацию, выпуск и сброс тормозного парашюта, аварийный подброс фонаря. Аварийная система обслуживает аварийный выпуск шасси и аварийное торможение колес основного шасси.

Воздух для питания герметической кабины отбирается от двигателя за компрессором. В кабине поддерживается автоматически заданная температура воздуха и давления. Нормальные условия летчику при полетах на больших высотах обеспечивается кислородной системой питания ККО-3 с костюмом ВКК-4 и гермошлемом ГШ-4М или маской КМ-30М.

Спасение летчика в аварийных случаях обеспечивается системой катапультируемого сидения с защитой летчика фонарем. На самолете смонтирована система жидкостного (спиртового) противообледенителя фонаря.

В качестве постоянного источника электроэнергии самолета на двигателе установлен генератор-стартер ГСР-СТ-12000ВТ. Генератор при запуске двигателя служит электростартером при раскрутке двигателя. На самолете предусмотрен автономный запуск двигателя от бортовых аккумуляторных батарей.

Резервным источником постоянного тока являются две серебряно-цинковые аккумуляторные батареи 15СЦ-45. Источником питания переменным током 115 в. является генератор переменного тока СГО-8.

Приборное оборудование обеспечивает полеты в различных метеоусловиях и состоит из курсовой системы КСИ, авиагоризонта АГД-1,указателя числа М, указателя скорости КУСИ-2500, высотомера ВДИ-30, указателя отклонения по курсу и высоте ИПЛ, сопряженного со станцией наведения «Лазурь» (АРЛ-С) и дублера авиагоризонта ДА-200.

Радиотехническое оборудование включает в себя приемно-передающую станцию РСИУ-5, радиокомпас АРК-10, маркерный радиоприемник МРП-56П, радарный ответчик СРО-2, самолетный ответчик СОД-57М, РЛС ЦД-30ТП (до самолета № 76210703 установлена РЛС ЦД-30Т-21).

Самолет МиГ-21ПФ оснащен вооружением, включающим ракеты Р-3C (К-13 изделие 310А), реактивным неуправляемым оружием в составе двух блоков УБ-16-57У по 16 снарядов С-5М или С-5К и бомбами калибра от 50 до 500 кг. Кроме того предусмотрена подвеска двух крупнокалиберных реактивных снарядов С-24.

ЛТХ:

Модификация: МиГ-21ПФ
Размах крыла, м: 7,15
Длина, м: 14,10
Высота, м: 4,71
Площадь крыла, м2: 23,00
Масса, кг
-пустого самолета: 5150
-нормальная взлетная: 7750
-максимальная взлетная: 9080
-топлива: 2280
Тип двигателя: 1 х ТРДФ Р-11Ф2-300
Тяга нефорсированная, кгс: 1 х 6120
Максимальная скорость, км/ч
-на высоте: 2175
-у земли: 1300
Практическая дальность, км
-без ПТБ: 1600
-с ПТБ: 1900
Практический потолок, м: 19000
Макс. эксплуатационная перегрузка: 8
Экипаж: 1
Вооружение: 2 х УР «воздух-воздух» Р-3С.

Опытный Е-7/1 (МиГ-21П).

Опытный Е-7/2 (МиГ-21П).

МиГ-21ПФ с УР К-13.

Один из первых серийных МиГ-21ПФ.

Серийный МиГ-21ПФ в полете.

МиГ-21ПФ на взлете.

Взлет звена истребителей МиГ-21ПФ.

Построение на полосе. На втором плане истребители МиГ-21ПФ.

МиГ-21ПФ на рулежке.

МиГ-21ПФ, 1964 года выпуска, находился на службе в ВВС ВНР, в настоящее в авиамузее г. Даксфорд, Англия.

Приборная панель кабины МиГ-21ПФ.

МиГ-21ПФ ВВС ГДР. Рисунок.

МиГ-21ПФ ВВС Египта. Рисунок.

МиГ-21ПФ. Схема.

Список источников:
История конструкций самолетов в СССР 1951-1965гг.
Крылья России. История и самолеты ОКБ «МиГ».
Николай Якубович. Истребитель МиГ-21. Перехватчики и разведчики.
М-Хобби. Евгений Арсеньев, Дмитрий Баранов. Истребитель МиГ-21ПФ. Штрихи к портрету.
Крылья Родины. Ефим Гордон. Рождение долгожителя.
Ефим Гордон, Владимир Климов. МиГ-21.
Крылья Родины. Э.Эгенбург. Сверхзвуковой реактивный «МиГ».
Фотоархив «Летное поле». Музей в Даксфорде-2014 ангар 4: всепогодный перехватчик МиГ-21ПФ венгерских ВВС.