Истребитель Су-47 «Беркут» (С-32, С-37)

Корабельный истребитель V поколения, техническое предложение. Эскизное проектирование началось в 1982 году, когда был заложен ТАКР «Рига». Для самолета была выбрана схема продольного интегрального триплана с КОС, статически неустойчивого по всем трем осям.

 

В 1986 г. задание было изменено: основная модификация должна была проектироваться для ВВС по программе МФИ, а корабельный самолет должен был стать его модификацией.

МФИ («Многофункциональный Фронтовой Истребитель»), проект в первой редакции. Проектирование начато во второй половине 70-х гг. по инициативе ОКБ сразу после окончания проектных работ по истребителю Су-27 в рамках конкурса с ОКБ Микояна. Самолет предназначался для замены всего парка истребителей и истребителей-бомбардировщиков ВВС III и IV поколения (МиГ-23, МиГ-27, Су-17М, МиГ-29, Су-27).

 

Основные направления повышения летных качеств по сравнению с истребителями 4-го поколения:

•  обеспечение применения управляемого и неуправляемого оружия, а также пушки по наземным целям с повышенной точностью в т.ч. ночью и в СМУ;
•  вооружение должно применяться по принципу «увидел – выстрелил – отвернул»;
•  снижение заметности в радиолокационном, электромагнитном, тепловом и оптическом спектрах в определенных ракурсах (в первую очередь в переднюю полусферу);
•  сверхманевренность при M<1 без выхода на опасные режимы, автоматизация режимов безопасного пилотирования, улучшение системы ограничительных сигналов и т.д.
•  сверхзвуковая крейсерская скорость полета;
•  улучшение маневренности при M>1.

 

 

 

Полномасштабные работы начались после получения первой достоверной информации о том, что в США завершается проектирование самолета ATF. Под влиянием информации по ATF главными требованиями стали:

•  сверхзвуковая крейсерская скорость;
•  сверхманевренность;
•  скрытность.

С-22 (МФИ) проект, многофункциональный фронтовой истребитель с КОС и УВТ. Разработка аванпроекта началась в конце 70-х гг. по инициативе ОКБ. Полномасштабное проектирование самолета началось в 1986 г. после выхода соответствующего закрытого Постановления СМ и ЦК КПСС по конкурсу с ОКБ Микояна (проект 1.42 и самолет-демонстратор 1.44).

 

Для отработки проекта в НИИ ПФМ был построен ряд моделей, как свободнолетающих, так и для продувки в АДТ, большое число наземных стендов, а также моделирование на ЭВМ с применением МКЭ. Для проектирования КОС использовались данные, полученные в 40-х гг. на испытаниях самолета Цыбина ЛЛ-3 (с КОС стреловидностью 40 град.), Ю-287/«140», а также в 70-х гг. при продувке модификаций МиГ-23 и Су-9 с КОС в АДТ. В 1982 г. была облетана ЛЛ с КОС (данные официально не подтверждены, фото нет).

 

Самолет представляет собой «продольный интегральный триплан с КОС», аэродинамическая схема самолета статически неустойчивая по всем трем осям. Сопряжение крыла и оперения с фюзеляжем соответствует интегральному правилу площадей, плавное выше хорд и обычное – ниже.

 

Доля КМ (в основном, углепластики) в общем весе конструкции самолета 13%, но в крыле она до 90%.

 

В проект включены конструктивные решения, снижающие все виды заметности самолета (например, управление электризацией поверхностей обшивки), а также использованы соответствующие материалы – как конструкционные, так и покрытия).

 

Форма и окраска самолета должна способствовать снижению оптической заметности, а при обнаружении дезориентировать противника относительно пространственного положения самолета.

 

Особенности конструкции силовой установки:

• установлены два ТРДДФ ОВТ V поколения с плоскими соплами, управляемыми только в вертикальной или и в вертикальной и горизонтальной плоскостях (но на первом этапе рассматривались ТРДДФ поколения IV+ типа АЛ-41Ф, Д-30Ф9 и Р179Ф-300 также с ОВТ);
• воздухозаборники под наплывом, многоскачковые, нерегулируемые внешнего сжатия, с пониженной РЛ-сигнатурой, обеспечивает базирование на грунтовых аэродромах с эффективной защитой от ППП;
• каналы ВЗ S-образные, закрывающие входные ступени компрессоров от прямого облучения РЛС;
• на взлете и посадке открываются дополнительные ВЗ на верхней поверхности фюзеляжа;
• топливо размещено во внутренних и подвесных баках;
• на самолете предусмотрена выдвижная штанга дозаправки топливом в полете;
• система управления силовой установкой цифровая с полной ответственностью (концепция FADEC), включает управление запуском и перезапуском силовой установки, топливопитанием, выбором режимов работы двигателей и положением сопла, объединена с системами управления самолетом, механизацией крыла и шасси в единый комплекс;
• запуск двигателей – от ВСУ;
• система контроля состояния силовой установки встроенная цифровая.

Особенности конструкции крыла:

• крыло состоит из переходящей в фюзеляж наплывной части с оживальной передней кромкой, трапециевидного центроплана со значительной стреловидностью передней кромки и прямой задней кромкой, на которой навешено ГО, и консолей со значительной обратной стреловидностью и передней, и задней кромок;

• аэродинамический профиль крыла тонкий двояковыпуклый, оптимизирован для достижения больших сверхзвуковых скоростей при сохранении высоких значений коэффициента подъёмной силы и его производной по углу атаки, что дает высокую маневренность, в т.ч. при М>1;
• большую часть передней кромки консолей крыла занимают двухсекционные предкылки (отклоняемые носки);
• примерно 2/3 задней кромки консолей занимают двухсекционные закрылки, остальное – элероны;
• механизация крыла адаптивная;
• конструкция кессонной части крыла многолонжеронная с использованием крупногабаритных монолитных силовых агрегатов – панелей обшивки, лонжеронов и нервюр;
• крыло имеет повышенную жесткость для восприятия характерных для КОС повышенных нагрузок от дивергенции (кручение в плоскости хорд). 

 

 

Особенности конструкции фюзеляжа и кабины летчика:

•  фюзеляж имеет овальное сечение, которое расширяется от воздухозаборников;
•  основные конструкционные материалы фюзеляжа – алюминиевые, алюминиево-литиевые и титановые сплавы, стали;
•  КМ применены только для радиопрозрачных обтекателей антенн и несиловых деталей;
•  в фюзеляже сделаны отсеки для внутреннего размещения подвесного вооружения;
•  кабина летчика в носовой части фюзеляжа;
•  фонарь кабины каплевидный, состоит из ветрового козырька (его обвод близок к коническому) и поднимающейся основной прозрачной части;
•  стекла специальные, уменьшающие влияние выреза кабины на ЭПР самолета;
•  кресло установлено с углом наклона спинки 30 град. для облегчения восприятия летчиком типовых перегрузок.

Особенности конструкции цельноповоротного переднего горизонтального оперения:

•  ПГО крепится к передней части наплыва крыла и расположено в плоскости его хорд близко к ПК (концепция «ПГО – предкрылок»);
•  ПГО цельноповоротное, служит для создания управляющих моментов по тангажу и крену, повышения общей подъемной силы самолета на взлете и режимах маневрирования, снижения статической устойчивости самолета для улучшения его маневренности и повышения дальности полета путем снижения балансировочного сопротивления, а также как тормозной щиток на посадке (при этом оно отклоняется на большой угол носком вниз);
•  на виде в плане ПГО имеет трапециевидную форму с большой положительной стреловидностью по передней кромке и с умеренной отрицательной по задней.

Особенности конструкции цельноповоротного основного (заднего) горизонтального оперения:

• ГО крепится к задней кромке средней части крыла и расположено в плоскости его хорд);
• ГО цельноповоротное, служит для создания управляющих моментов по тангажу и крену, повышения общей подъемной силы самолета на взлете и режимах маневрирования, а также как тормозной щиток на посадке (при этом оно отклоняется на большой угол носком вверх);
• на виде в плане ПГО имеет сложную форму из двух трапеций с большой положительной стреловидностью по передней кромке и с малой  отрицательной по задней.

Особенности конструкции вертикального оперения:

• вертикальное оперение двухкилевое со значительным «завалом» килей внутрь (экранирование сопел двигателей);
• поверхности ВО трапециевидные, относительно крыла имеют малую площадь;
• каждая поверхность ВО состоит из киля и РН.

Особенности конструкции шасси:

• шасси трехопорное с носовой опорой;
• конструкция опор шасси и их амортизаторов обеспечивает «баллистический взлет» с коротким разбегом и посадку по крутой глиссаде с коротким пробегом;
• шасси обеспечивает базирование на грунтовых аэродромах;
• самолет имеет тормозной парашют и тормозной гак (для использования на специально оборудованных наземных аэродромах с короткими ВПП с твердым покрытием);
• на всех опорах шасси установлены демпферы колебаний и шлиц-шарниры;
• на основных опорах шасси установлено по одному тормозному колесу низкого давления;
• основные опоры шасси убираются в ниши по бокам воздухозаборников вперед против потока;
• на носовой опоре шасси установлено два тормозных колеса низкого давления;
• передняя опора шасси убирается в нишу в НЧФ вперед против потока.

Особенности конструкции систем управления:

• все системы управления (самолетом, механизацией крыла, силовой установкой и шасси) объединены в комплекс, связанный с прицельно-навигационно-пилотажным комплексом БРЭО;
• все системы управления цифровые электродистатнционные с многократным дублированием и гидромеханическим резервом;
• все системы управления имеют встроенные системы контроля и регистрации состояния;
• ручка управления самолетом боковая (БРУС);
• все основные кнопки управления вооружением, прицельным и связным оборудованием размещены на БРУС и РУД (концепция HOTAS).

 

 

Вооружение:

• новая 30-мм пушка с увеличенной дальностью стрельбы (улучшенная баллистика), обеспечение поражения высокоманевренных малоразмерных целей короткой очередью, выход ствола и эжектор закрыты створками, открываемыми только при стрельбе (для снижения времени, на которое происходит рост ЭПР и сопротивления самолета);
• применение УР воздух – воздух большой дальности (новых, включая Р-37), средней дальности (новых, а также Р-77, -77М, -77ПД с АРЛ и ИК-ГСН), малой дальности Р-73, -73Л и -73М с широкоугольными ИК ГСН;
• воздух-земля (модификации ракет Х-58 и др. со складывающимся крылом и оперением);
• корректируемых авиабомб КАБ-250 и КАБ-500 (серийных и новых типов);
• свободнопадающих авиабомб (в т.ч. специальных) и НАР.

Состав БРЭО:

• БРЭО полностью цифровое, архитектура открытая соответствует ГОСТу, аналогичному американскому стандарту MIL STD1553B;
• РЛС переднего обзора с АФАР (форма АФАР оптимизирована с учетом обводов НЧФ), обеспечивает применение оружия по воздушным целям (сопровождение 24 целей на дальности 165 – 245 км, одновременный обстрел 8 целей на проходе) и по наземным / морским целям, навигацию, картографирование, разведку и т.п.;
• РЛС заднего обзора с АФАР, обеспечивает применение оружия по воздушным целям в ЗПС, в т.ч. обратный старт УР Р-73 и Р-77;
• система свой-чужой нового поколения;
• цифровая система обмена данных с ЗКП, ВКП/РЛД и самолетами группы;
• ОЭПС (телевизионный, лазерный и ИК-каналы, работает по наземным и воздушным целям, режим пассивного автоматизированного опознавания цели по оптическому образу);
• датчики предупреждения, система радиоразведки и постановки активных помех нового поколения сведены в БКО;
• средства индикации включают ИЛС, ЖКИ и НСЦ (рассматривались также голосовые средства индикации).

При проектировании использовались методы компьютерного моделирования (в т.ч. увязки систем, определения нагрузок и характера обтекания), продувки моделей в АДТ и испытания критических режимов полета на свободнолетающих крупноразмерных ДПМ.

 

В программе МФИ кроме ОКБ им. Сухого и разработчиков комплектующих изделий участвовали:

• ГК НИИ ВВС (определение ТТТ, сопровождение разработки и ЛКИ, Государственные испытания);
• ЦАГИ (аэродинамика, прочность и ресурс, испытания в АДТ, на стендах статической прочности, колебаний, ресурса);
• ЦИАМ (вопросы силовой установки);
• ВИАМ (конструкционные материалы и технологии их производства);
• НИИ АС (общая концепция МФИ, определение ее эффективности, комплексирование оборудования и вооружения);
• НИИ ЭРАТ (организация жизненного цикла комплекса, специальные испытания на аварийные ситуации и боевую живучесть);
• НИАТ (организация производства самолета и комплектующих, технологии производства);
• ЛИИ (летные испытания самолета и ДПМ);
• НИИ ПФМ (разработка, изготовление и обеспечение испытаний ДПМ и моделей для АДТ) и др.

С-32 (МФИ) проект в 1-й редакции, многоцелевой фронтовой истребитель с КОС и УВТ. От первоначальной конфигурации имел ряд отличий:

• предусмотрена установка двигателей АЛ-37ФУ с осесимметричными соплами со всеракурсным УВТ;
• сделаны новые регулируемые ВЗ с упрощенной конструкцией (без увеличения ЭПР);
• сделаны новые обводы обтекателя РЛС с острыми боковыми гранями (для исключения тряски на больших углах атаки);
• значительно уменьшен мидель средней части фюзеляжа, он приобрел сечение, близкое к шестиграннику;
• установлено ВО значительно увеличенной площади с развалом килей наружу на угол 15 град.;
• изменены форма и размеры ГО и ПГО;
• конструкция пересчитана на больший взлетный вес, установлено усиленное шасси;
• достижение низкой ЭПР не за счет радиопоглощающих материалов, а за счет радиопоглощающей конструкции (экономия массы, улучшение эксплуатационной пригодности);
• снижение количества «малых уголковых отражателей» (винты со шлицевой головкой, щели люков, жалюзи и т.п.);
• минимизация щелей, стыков, люков обслуживания и ниш;
• разработано новое информационное поле кабины (ИЛС и 2 ЖКИ) с центральной РУС;
• число точек подвески без учета МБД увеличено до 12 (но не известно сколько из них внутри, а сколько снаружи);
• снижение массы за счет расчета деталей и узлов по МКЭ и др.

 Во второй редакции проекта была сделана новая компоновка отсеков вооружения:

•  передний по оси фюзеляжа за нишей ООШ (размер на виде в плане приблизительно 3,75х0,8 м);
•  задний за ним, состоит из трех расположенных бок о бок секций (общий размер на виде в плане приблизительно 4,6х2,2 м).

 

 Общий вид самолета в окончательной редакции был утвержден на Военном Совете ВВС, который прошел с 31.01 по 01.02.1996 г. под председательством ГК ВВС П.С. Дейнекина.

С-37 (МФИ) проект в окончательной редакции, многоцелевой фронтовой истребитель с КОС в промежуточной конфигурации. Для упрощения, снижения цены трудоемкости и постройки первых опытных образцов, предназначенных только для аэродинамических испытаний, было принято решение переделать ряд агрегатов, приблизив их геометрию, конструкцию и технологию производства к серийным для самолета Су-27 и его модификаций. Именно в таком варианте строились первые два летных и статический опытные образцы.

 

В дальнейшем предполагалось вернуться к конструкции по проекту С-32.

С-37 (МФИ) опытный образец для прочностных испытаний, многофункциональный фронтовой истребитель. Построен в частичной комплектации – без значительной части систем, а также без всего оборудования и вооружения.

 

На испытаниях была выявлена недостаточная прочности и жесткость крыла и средней части фюзеляжа, что потребовало ограничения максимальной скорости на 900 км/ч (до 1600 км/ч) до усиления планера. Оно так и не было произведено в построенной конструкции полностью, а лишь частично.

 

С-37 (МФИ) опытный образец для частотных и ресурсных испытаний, многофункциональный фронтовой истребитель. Вероятно, построен в виде частичного комплекта агрегатов планера.

С-37 (МФИ, борт 01) 1-й опытный, многофункциональный фронтовой истребитель. Технологический демонстратор будущего самолета МФИ. Предназначался для выполнения начального этапа испытаний, оценки устойчивости и управляемости на общих режимах, работы общесамолетного оборудования.

 

При постройке для снижения стоимости работ были предприняты значительные конструктивные упрощения и использовались отдельные агрегаты серийного самолета Су-27 (НЧФ кроме обтекателя РЛС, кили, стойки шасси самолета Су-37 и др.). Вооружение и спецоборудование отсутствовали. Установлены серийные двигатели Д-30Ф6 без ОВТ.

 

Самолет совершил первый полет 25.09.97 г. (летчик И. Вотинцев). Испытания проходили только по заводским программам на базе ЛИДБ АООТ/АВПК «Сухой» и ЛИИ им. Громова.

По результатам испытаний на самолете был выполнен ряд доработок, в частности, была увеличена высота ВО.

 

Предполагалось установить на самолет ТРДДФ с ОВТ АЛ-41Ф и шла подготовка к этому, но замену двигателей так и не сделали.

 

С начала 2000-х гг. интенсивность полетов самолета заметно снизилась и в 2005 г. программа МФИ была практически закрыта в пользу новой ПАК ФА, которая шла с конца 1990-х гг.

В дальнейшем самолет использован как летающая лаборатория по программе ПАК ФА (Т-50) как самолет-лаборатория. В частности, в 2005-2006 гг. на нем был доработан отсек вооружения и начались испытания этой части конструкции в интересах создания самолета Т-50.

 

 

 

На 2019 г. самолет видимо уже исчерпал свой летный ресурс, но не утилизирован и остается на хранении на территории ЛИИ.

С-37 (МФИ) 2-й опытный, многофункциональный фронтовой истребитель. Экземпляр предназначается для испытаний штатной силовой установки. Было принято решение заменить предусмотренные в проекте ТРДДФ АЛ-37ФУ на АЛ-41Ф. Строился ММЗ, но работы прекращены в связи с закрытием темы.

 

 

Су-47 «Беркут» серийный, многофункциональный фронтовой истребитель. Самолету было присвоено официальное войсковое обозначение Су-47 «Беркут» в 2001 г. еще до принятия на вооружение в основном в рекламных целях очевидно с расчетом на привлечение иностранных инвестиций и организации его возможного экспорта.

 

Серийный самолет должен был иметь ряд важных отличий от существующего опытного образца:

• необходимо было создать новую конструкцию планера с изменением аэродинамики, увеличением жесткости за счет изменения силовых схем агрегатов и расширением применения КМ (прежде всего, углепластиков);
• необходимо было осуществить полную комплектацию самолета вооружением и боевыми системами;
• необходимо было заменить взятые от других самолетов агрегаты, системы и ПО на специальные для Су-47;
• в проект требовалось внести большое число доработок по результатам испытаний, и они были еще не окончательными;
• необходимо было снизить заметность самолета во всех диапазонах;
• необходимо было создать новую технологию производства, эксплуатации и ремонта планера с расширенным применением КМ, технологий снижения заметности и спецматериалов для них и др.

Вопрос о развертывании опережающей подготовки серийного производства самолета рассматривался неоднократно. Но при общем положительном отношении большинства инстанций и в целом хороших результатах выполненных этапов испытаний. Однако были формальные субъективные и объективные проблемы:

• ряд должностных лиц считали, что самолет 1.44 конструкции ОКБ МиГ имеет перед Су-47 важные преимущества, что подтверждалось результатами испытаний (по максимальным скоростям Су-47 уступал самолету 1.44, а по скоростям крейсерским без форсажа не мог быть отнесен к самолетам V поколения);
• испытания не были завершены в полном объеме и не могли быть проведены только лишь на одном построенном самолете;
• финансирование работ из госбюджета осуществлялось неритмично и в недостаточных объемах;
• неприемлемые условия, а подчас и невозможность получения кредитов на программу от государственных и частных банков;
• ухудшение финансовой обстановки на предприятиях АООТ «Сухой» и в РФ в целом привело к кадровым и прочим проблемам на предприятиях – участниках программы МФИ, что вызывало постоянное отставание от плановых сроков;
• усложнение работы с украинскими предприятиями – участниками программы из-за политических, юридических, финансовых и организационных причин.

Программа подготовки серийного производства самолета Су-47 закрыта ориентировочно в 2005 г. в пользу самолета ПАК ФА / Т-50 / Су-57.

Подробные тактико-технические данные самолета смотрите в таблице Су-47 ТТХ

 

 

 

Смысл использованных в статье и таблицах определений, понятий и сокращений можно узнать, открыв наш краткий словарь по авиации и ракетной технике

 

Список использованных источников:

1. Агроник А. Эренбург Э. Развитие авиационных средств спасения М., Машиностроение, - 1990 г.
2. Багратинов В.А. Крылья России. М., ЭКСМО, - 2005 г.
3. Гаврилин Б. НИИ Приборостроения – лидер в разработке малогабаритных систем управления ракетами. // Военный парад, - май – июнь 1998 г.
4. Летные исследования и испытания. Фрагменты истории и современное состояние. Научно-технический сборник. Под ред. К.К. Васильченко и др. М., Летно-испытательный институт МАП им. Громова / «Машиностроение», - 1993 г.
5. Материалы Музея НИИ проблем физического моделирования закритических режимов полета
6. Материалы ЛИИ им. Громова, представленные на авиасалонах МАКС
7. Материалы ОКБ им. Сухого, представленные на авиасалонах МАКС
8. Butowski P. Lotnictwo wojskowe Rosji. 1. Warszawa, Lampart, - 1994
9. Gordon Ye. Nove Su I MiG. Przeglad Konsrtukcji Lotniczyh. Warszawa, Polska, Agencja Lotncja Altair, - 2000