Палубный штурмовик Як-36.

Палубный штурмовик Як-36.

Разработчик: ОКБ Яковлева
Страна: СССР
Первый полет: 1964 г.

Идея создания летательного аппарата с вертикальным взлетом и посадкой родилась задолго до появления самолета и впервые была реализована в виде вертолета. Создание же самолета с аналогичными свойствами долгие годы задерживалось высоким удельным весом силовых установок и малой их мощностью. Дело сдвинулось с мертвой точки лишь в конце 1940-х, после появления турбореактивных двигателей. Однако от идей и стендовых моделей до реальной машины лежал путь длиной в два десятилетия.

Одно из первых предложений в этом направлении сделал в 1947 году инженер К.В.Шуликов, получивший авторское свидетельство на свое изобретение. Суть его заключалась в использовании поворотного сопла ТРД, что впоследствии и реализовали в английском СВВП «Харриер» и отечественных Як-36 и Як-38.

Вслед за этим конструктор А.Я.Щербаков предложил проект и начал отрабатывать на стенде модель вертикально взлетающего самолета без крыла, но с двумя поворотными ТРД, располагавшимися по бокам фюзеляжа. Отсутствие крыла привело к самым негативным отзывам оппонентов и поставило точку на этом проекте.

Наибольших успехов в создании вертикально взлетающих самолетов добился коллектив ОКБ-115, возглавляемый А.С.Яковлевым. Видимо, первые расчеты по СВВП были выполнены в конце 1950-х годов. Необходимым условием для реализации замыслов стало появление легкого и компактного ТРД Р-19-300. В 1960 году Яковлев вышел с предложением разработать самолет Як-104. Проектом предусматривалось использование дух форсированных двигателей Р-19-300 с тягой по 1600 кгс в качестве подъемно-маршевых и одного подъемного Р-19-300 тягой 900 кгс. Ожидалось, что при полетном весе 2800 кг и запасе горючего в 600 кг, СВВП сможет летать с максимальной скоростью 550 км/ч, подниматься на высоту 10000 м и иметь дальность 500 км при продолжительности полета 1 час 10 минут.

Если не считать изысканий по СВВП Як-28ВВ, только в 1961 году рассматривалось три предложения. Среди них были и одноместный истребитель-бомбардировщик с двумя подъемно-маршевыми двигателями Р-21М-300 и штурмовик с двумя ТРД Р-11В-300, оснащенные турбовентиляторными агрегатами. Последние представляли собой комбинацию ТРД и вентиляторов в крыле, приводимых в действие газовой струей подъемно-маршевых двигателей. На первый взгляд, данное техническое решение сулило значительный выигрыш в весе, да и малая толщина вентилятора при относительно большом его диаметре, обеспечивала необходимую пропульсивную силу тяги.

На рубеже 1950-х — 1960-х годов это техническое решение довольно широко обсуждалось специалистами ведущих авиационных держав. Не устояли перед соблазном и в СССР. Надо отметить, что идея использования вентилятора для создания вертикальной тяги не умерла. В настоящее время она рассматривается в проектах перспективных СВВП, но не с газодинамическим, а с механическим приводом от подъемно-маршевого ТРД.

В феврале 1961 года из Госкомитета по авиационной технике направили в Комиссию президиума Совмина СССР по военно-промышленным вопросам доклад, где, в частности, говорилось: «…Для обеспечения весовых характеристик самолета требуется удельный вес двигателя порядка 0,08-0,1 кг/кгс тяги против 0,2-0,25 у совремнных ТРД. Создание такого легкого двигателя с удовлетворительными характеристиками является весьма сложной задачей. В поисках этого решения в ОКБ-300 (Туманский), в ОКБ-165 (Люлька) и в ЦИАМе проводились работы (…) по созданию силовой установки, состоящей из ТРД и турбовентиляторного агрегата, молоресурсного ТРД только для взлета и посадки и комбинированного двигателя с поворотным соплом…

На базе проведенных работ и учитывая большие технические трудности создания СВВП, а также полное отсутствие опыта в данном вопросе (…) Яковлев и Туманский вносят следующее предложение:

— На первом этапе работы — создать одноместный опытный самолет типа истребитель-бомбардировщик для исследования техники пилотирования и боевого применения. Самолет построить с двумя Р21М-300. Модернизация Р21-300 будет проведена для увеличения тяги и облегчения его… Двигатель будет оборудован поворотным соплом.
Вес боевой нагрузки — 500 кг, максимальная скорость на высоте 1000 м — 1000-1100 км/ч, дальность 500-600 км. Вертикальная тяга двигателей 2 х 5000 кгс при весе 2 х 950 кг. Срок начала испытаний IV кв. 1963 года.
— Для дальнейшего развития работ по СВВП проработать создание самолета с большим полетным весом и с более мощной силовой установкой. Новая силовая установка может быть создана на базе Р21М-300 с оборудованием и турбовентиляторным агрегатом, что обеспечит вертикальную тягу до 10000 кгс. Самолет с такими силовыми установками может иметь взлетный вес до 18000 кг.»

К практической реализации приняли проект, получивший сначала обозначение Як-В (изделие «В»), а впоследствии Як-36. Проект постановления Совмина о разработке одноместного истребителя-бомбардировщика с двумя двигателями Р-21М-300 тягой по 5000 кгс подготовили в апреле 1961 года. Самолет рассчитывался на полет с максимальной скоростью 1100-1200 км/ч на высоте 1000 м. Взлетный вес не должен был превышать 9150 кг. Остальные проектные характеристики сохранялись как в вышеупомянутом докладе ГКАТ.

Для ускорения отработки системы управления и стабилизации СВВП, а также для проверки и отработки поворотного сопла двигателя предлагалось провести испытания опытного истребителя-бомбардировщика с существующими ТРД Р-21-300 тягой по 4200 кгс, оборудовав ихповоротными соплами. Сам же документ вышел 30 октября 1961 года.

Разработку будущего Як-36 возглавил С.Г.Мордовин. Ведущими инженерами по машине были О.А.Сидоров и В.Н.Павлов, а по летным испытаниям К.Б.Бекирбаев и В.Н.Горшков.

Фактически разрабатывался экспериментальный самолет и определенной вехой на пути к нему стало создание в 1958 году в Летно-исследовательском институте под руководством А.Н.Рафаэлянца (при участии В.Н.Матвеева, А.И.Квашина и Г.М.Лапшина) исследовательского летательного аппарата «Турболета» с вертикально установленным ТРД АМ-5. Этот летательный аппарат предназначался для изучения режимов вертикального взлета и посадки, а также эффективности газоструйных рулей. Ведущим летчиком по «летающему стенду» был Ю.А.Гарнаев, но не менее эффектно его пилотировали летчики С.Н.Анохин, Ф.И.Бурцев и Г.Захаров.

В 1959 году разрабатывался турболет «Зоркий» с двигателем Р-25-26 (ОКБ-26, главный конструктор Сорокин). Кстати, появлению в Великобритании экспериментального самолета фирмы «Шорт» также предшествовало создание в первой половине 50-х годов аналогичного аппарата фирмы «Ролс-Ройс» для исследования устойчивости и управляемости СВВП. Из всех пилотов, имевших отношение к Як-36, довелось полетать на отечественном «Турболете» лишь Ю.А.Гарнаеву, которому чаще других доставались «нестандартные» машины.

Иностранцам повезло больше. Например, французскому пилоту Рене Бигану, прежде чем сесть в вертикально взлетающий «Бальзак» (экспериментальный самолет с отдельным подъемным и маршевым двигателями на базе истребителя «Мираж-3»), выполнил несколько полетов на английском экспериментальном СВВП фирмы «Шорт» (как и «Бальзак» он имел подъемный и маршевый двигатели). Советским же, как и английским, летчикам-испытателям приходилось делать все с нуля.

Разработка самолета «В» велась под непосредственным руководством С.Г.Мордовина, ставшего впоследствии заместителем главного конструктора. К этому времени в Великобритании летал еще один СВВП «Хариер» с одним подъемно-маршевым ТРД и четырьмя поворотными соплами. Но в отличие от своих западных коллег отечественные авиаконструкторы пошли по своему пути.

Назначение самолета и выбор подъемно-маршевых ТРД Р-27В-300 с поворотными соплами обусловило установку в носовой и хвостовой частях фюзеляжа струйных рулей с большой тягой, а один из них, вообще, пришлось вынести вперед на длинной штанге, поскольку в их задачу входило не только управление самолетов на переходных режимах, но и балансировка аппарата на висении. Сами же двигатели разместили в носовой части машины, а их сопла в районе центра тяжести. Это решение, принятое спустя 15 лет после появления первых отечественных реактивных истребителей, привело к возврату к реданной схеме.

Подобная компоновка силовой установки обусловила применение велосипедного шасси с одноколесной носовой и двухколесной задней опорой. Крыльевые опоры убирались против направления полета в обтекатели, на правом из которых установили стандартный приемник воздушного давления (ПВД) с датчиками углов атаки и скольжения (ДУАС). Конструкция планера была типичной для самолета тех лет: полумонококовый фюзеляж и лонжеронное крыло с закрылками.

Разрабатывая машину, ее создатели не знали, как она поведет себя в полете, вдруг завалится на бок на взлете или возникнут другие непредсказуемые ситуации. Чтобы обезопасить пилота в нештатных ситуациях, в состав системы спасения ввели устройство принудительного катапультирования. Имела машина и систему автоматического управления на околонулевых скоростях полета.

На заводе № 115, что на Ленинградском проспекте столицы, построили четыре машины, одна из которых предназначалась для прочностных испытаний. Весной 1963 года на первом самолете с бортовым № 36 начались исследования средств защиты двигателей от попадания в них отраженной струи и ресурсные испытания. На Як-36 для этого предусмотрели два газоотражающих щитка, один в носовой части, а другой — перед соплами ТРД.

Не менее сложной оказалась проблема защиты искусственного покрытия ВПП. Особенно это касалось бетонных полос, подвергавшихся сильнейшей эрозии при воздействии высокоскоростных и горячих выхлопных газов, истекавших вертикально из сопла ТРД.

На фюзеляже за передним газоотражающим щитком по нижней образующей его поперечного сечения расположили устройство, похожее на реактивное сопло. Сейчас уточнить его назначение так и не удалось. Можно лишь предположить, что оно предназначалось для создания газоструйной завесы.

На второй машине с бортовым номеров 37 отрабатывались взлеты и посадки, сначала на привязи до полуметровой высоты, а затем на режиме свободного висения на высотах до 5 метров. О темпах работы свидетельствует тот факт, что за два года было выполнено 85 висений. 25 июня машина потерпела аварию: из-за большого скольжения при вертикальной посадке сломалось шасси.

На третьем самолете (бортовой номер 38) проходила проверку, при подъеме на кабель-экране, эффективность доработок струйных рулей, автопилота и перекомпонованных органов управления в кабине летчика. Экспериментаторы подбирали те нормы расхода воздуха, которые придавали самолету устойчивость на висении и делали машину послушной воле пилота.

Труднее всего было с вертикальной посадкой. Параллельно с Гарнаевым машину осваивал В.Г.Мухин, впоследствии заменивший Юрия Александровича, переключившегося на испытания вертолета Ми-6. У исследователей на этот счет имелись разные мнения. Гарнаев настаивал, что садиться надо по вертолетному, с большой высоты, погасив при этом предварительно скорость. Мухин придерживался иных взглядов. Он считал, что в отличие от вертолета, но котором в полете опорой является несущий винт, на СВВП эти функции, в зависимости от этапа полета, выполняет крыло и газовые струи двигателей. Учитывая, что момент «передачи» подъемной силы от крыла к силовой установке зависит от скорости, то и посадку надо рассчитывать с высоты, соответствующей высоте полета по кругу. Мухин оказался прав.

Висения осуществлялись на высоте около полуметра над ямой, закрытой сверху стальной решеткой. Это делалось для снижения интерференции газовых струй и самолета. Но убедившись, что самолет может взлетать вертикально, с решетки вскоре ушли, ведь на натуре приходилось исследовать то, что не всегда получалось на стенде. Перейдя от решетки на «твердую» поверхность, самолет будто подменили. Как только колеса отрывались от земли «Як» ночинало трясти и заваливать на бок, при этом запаса газовых рулей явно не хватало. Кое-кто советовал Мухину быстрее уходить от экрана, но опытный летчик-испытатель не спешил. В поведении машины требовалось разобраться на земле, иначе летного происшествия не миновать. Обучая СВВП полетам, летчик и сам приобретал новые навыки пилотирования.

Як-36 приходилось устанавливать на весах, определяя тягу двигателей. Очень скрупулезно, можно сказать черепашьими шагами, продвигались конструкторы. Бывало, многотонная машина раскачивалась над аэродромом как маятник, почти не поддаваясь воле пилота. Устранив тряску и добившись, что газовый поток, истекавший из двигателей, не создает разрежения под крылом, прижимая самолет к земле, и не попадает в воздухозаборное устройство, удалось укротить машину. Лишь опытным путем, нащупав необходимые соотношения между дачей органов управления и расходом воздуха в струйных рулях, испытатели приступили к первому полету СВВП.

Стиль и осторожность генерального конструктора передались всем участникам работы по Як-36. На такой машине еще пока нельзя было делать по несколько полетов подряд. Постепенно все «перемещалось» от опыта к опыту. «Каждый наш успех в этой области, — говорил Яковлев о СВВП, — ставил больше проблем, чем решал».

27 июля 1964 года на третьей машине (№ 38) Мухин выполнил первый полет, но с разбегом и пробегом, ведь еще никто не знал, как самолет поведет себя в воздухе. Видимо после этого полета доработали все три машины, установив по два подфюзеляжных киля.

Два месяца спустя состоялось первое свободное висение. Дело дошло до того, что Мухин иногда бросал ручку управления самолетом и «Як» висел в воздухе, как вкопанный. Очевидцы свидетельствуют о высказываниях Валентина Григорьевича о том, что управлять СВВП легче, чем обычным самолетом.

Казалось бы все, можно отправляться, если не в штатный полет по полному профилю, то, по крайней мере, взлетев вертикально, выполнить посадку по самолетному. Но чтобы осуществить это, понадобилось почти полтора года кропотливой работы.

7 февраля 1966 года Мухин, взлетев вертикально, выполнил полет по кругу и произвел посадку по самолетному, а 24 марта состоялся полет по кругу с вертикальными взлетом и посадкой. Эту дату можно считать днем рождения отечественного вертикально взлетающего самолета.

И конечно же, нельзя не вспомнить воздушный парад в июле 1967 года в московском аэропорту Домодедово, когда тысячи людей впервые узнали о существовании в своей стране самолета с уникальными свойствами. Во время тренировок к параду летала машина с бортовым номером № 37, а в день показа — с № 38. На пилонах под крылом СВВП зрители могли наблюдать подвешенные блоки НАР УБ-16. Но это было бутафорное вооружение, поскольку на самолете отсутствовало оборудование, необходимое для его боевого применения. Да и малая грузоподъемность не позволяла использовать Як-36 в этом качестве, хотя подобные проработки проводились.

После успешного завершения воздушного парада в Домодедово Яковлев обратился в правительство с предложением о выпуске 10-15 Як-36 для отработки методики эксплуатации подобных машин на корабле. Однако бесперспективность данного СВВП с мизерной полезной нагрузкой была слишком очевидна, и вскоре, (менее чем через полгода вышло постановление правительства) в ОКБ приступили к разработке боевого самолета Як-36М, получившего, после принятия на вооружение, обозначение Як-38. Компоновка новой машины коренным образом отличалась от своего предшественника, став классической для отечественных СВВП.

Судьба же прототипов сложилась следующим образом. Первая машина, бортовой номер 36, стала экспонатом музея ВВС в Монино, вторая долгое время использовалась в качестве стенда для исследования баазирования СВВП на авианесущих кораблях типа «Киев». Для этого на территории ЛИИ им. М.М.Громова построили макет участка полетной палубы крейсера, на которой определялось воздействие газовых струй двигателей Як-36 и их температурные поля в подпалубных помещениях. Самолет № 38 потерпел аварию в феврале 1971 года (летчик Л.Рыбиков) и не восстанавливался.

ЛТХ:

Модификация: Як-36
Размах крыла, м: 10,00
Длина самолета, м: 16,4
Высота самолета, м: 4,3
Площадь крыла, м2: 17,00
Масса, кг
-пустого самолета: 5400
-нормальная взлетная: 9400
Тип двигателя: 2 х ТРД Р-27-300
Тяга нефорсированная, кгс: 2 х 5000
Максимальная скорость, км/ч
-на высоте: 1100
-у земли: 900
Дальность действия, км: 500
Практический потолок, м: 11000
Экипаж, чел: 1
Вооружение: УР «воздух-воздух» Р-60, НУР, бомбы
Боевая нагрузка, кг: до 2000.