Лучше позже, чем никогда
Перспективы оснащения ВВС новым учебным самолетом оставались туманными. В отличие от СССР, в США уже подводились итоги нескольких конкурсов, и принимался на вооружение Т-45 Goshawk, а англичане успешно эксплуатировали свои Hawk. Мало того, полным ходом шло создание более современных их модификаций, в том числе легких боевых самолетов (ЛБС). С оглядкой на Запад и опозданием на несколько лет, видимо, вспомнив поговорку: «Лучше позже, чем никогда», наши чиновники благословили дальнейшие работы по новому, отечественному УТС для целевых истребителей МиГ-29 и Су-27. Задача была конкретная — сделать не хуже, чем английские УТС «Hawk-100» и УБС «Hawk-200», которые и стали конкурирующими машинами. Логика здесь простая — американцы же были не дураки, приняв за основу британский «Ястреб» для своего Т-45.
Концепция
Весной 1990 г. НТС ВВС инициировал совещание по обсуждению заказанной ранее главкомом «Концепции перспективного УТС для подготовки летчиков фронтовой авиации». Совещание было проведено 20 апреля у генерального конструктора Р. А. Белякова, на территории вверенного ему КБ, во время визита главкома. В «Концепции» приводились расчеты, показывающие, что для полной замены парка L-39 необходимо построить не менее 1 200 новых машин, которые должны были начать поступать в войска за год до того, как все «Альбатросы» выработают свой ресурс. Главкому ВВС маршалу авиации А. Ефимову в период руководства НТС ВВС приходилось глубоко вникать в проблемы создания перспективных самолетов, он хорошо знал уровень развития иностранных УТС и после обсуждения «Концепции» уточнил задачу, потребовав проектировать УТС в составе учебно-тренировочного комплекса (УТК), по аналогии с подобными программами на Западе. УТК должен был обеспечить комплексную подготовку летчиков, начинавшуюся в специализированных классах, с параллельно-последовательным обучением на наземных тренажерах и выходом на реальные полеты. Разрабатываемый УТК должен был обеспечить подготовку курсантов, как для современных, так и для перспективных самолетов. Кроме того, в перспективе, заказчику виделась возможность его использования для обучения полетам не только на целевых, но и на основных типах самолетов всех родов авиации. Обеспечение такой возможности достигалось изменением характеристик системы управления УТС и его силовой установкой (СУ). При этом оговаривалась возможность обучения либо по полной программе с первого вылета до конца курса повышенной подготовки, либо по курсам основной и повышенной подготовки (без первоначального обучения). Это был отход от требования создания «единого самолета», что «развязывало руки» подрядчикам, позволяя проектировать два разных самолета: простой в пилотировании, имеющий малые взлетно-посадочные скорости самолет — для курсанта-новичка, и имеющий относительно сложные системы связи, навигации и управления оружием — для курсанта-выпускника.
Решением Государственной комиссии по военнопромышленным вопросам от 25 июня 1990 г. разработка нового УТК была поручена конструкторскому коллективу ОКБ им. А. И. Микояна. При этом делался акцент на безопасности полетов. Для обеспечения ее заданного уровня оговаривалась установка двух двигателей. При отказе одного из них УТС должен был позволить выполнить взлет, набор высоты, крейсерский полет и посадку. При отказе двух двигателей требовалось обеспечить снижение с максимальной высоты и грубое приземление с повышенной скоростью на грунтовую полосу с прочностью грунта 6 кг/см2 и выше. УТС в составе комплекса предполагалось эксплуатировать в авиационных училищах и летных частях с 1997 по 2025 гг., для чего требовался ресурс самолета не менее 10 000 ч. Одним из основных требований было использование только отечественных комплектующих.
Военные объявляют конкурс
Узаконенное решением Государственной комиссии творческое сотрудничество АНПК «МиГ» и 30 ЦНИИ МО позволило на основе научно-исследовательских работ (НИР), проведенных совместно с восьмым ГНИИ ВВС, разработать тактико-техническое задание (ТТЗ) на аванпроект УТС. В октябре 1990 г. ТТЗ было утверждено первым заместителем главкома ВВС. После этого — для снижения технического риска, более полного учета всех требований к будущему УТС и поиска лучшего варианта — военные объявили конкурс аванпроектов. В январе 1991 г. ТТЗ было направлено в АНПК «МиГ», ЭМЗ им. В. М. Мясищева, ОКБ им. П. О. Сухого и ОКБ им. А. С. Яковлева.
Очередной главком ВВС генерал-полковник П. С. Дейнекин, понимая важность проблемы создания отечественного учебного самолета и учитывая то, что срок готовности аванпроектов определялся третьим кварталом 1991 г., приказом от 25 ноября 1991 г. назначил комиссию для их рассмотрения. Работу предписывалось провести в период с 3 по 27 декабря и подвести итоги 15 января 1992 г. К указанному сроку все конкурсанты представили свои проекты. В процессе работы над аванпроектами проектировщики пытались адаптировать положенную в основу «Концепцию» под существовавшие в каждом КБ взгляды на проблему, имевшийся опыт проектирования и даже ее изменить.
Победители и побежденные
Несмотря на то, что перспективные УТС должны были проектироваться по единому ТТЗ и на основе действовавших в тот период Общих технических требований ВВС 1986 г. (ОТТ ВВС-86), каждое конструкторское бюро предложило свою концепцию УТК и самолет для него.
Проект от ОКБ им. П. О. Сухого
После получения ТТЗ конструкторский коллектив ОКБ им. П. О. Сухого совместно с институтом экономики авиационной промышленности провели технико-экономический анализ уровня технических и эксплуатационных характеристик, конкурентоспособности, сроков создания, стоимости разработки и производства, эффективности обучения и суммарных затрат на подготовку летчиков. Оказалось, что реализовать в одном самолете предъявленные требования можно было, только создав достаточно дорогой, сложный самолет в ущерб безопасности полетов на этапе начальной подготовки или упростив его в ущерб повышенной. Основным критерием совершенства системы подготовки летчиков является выполнение госзаказа по их количеству с требуемым качеством при минимальных затратах и высоком уровне безопасности полетов. Безопасность полетов в авиации дело святое и поступиться ею было невозможно. Следовательно, приходилось жертвовать качеством повышенной подготовки, затрачивая при этом дополнительные средства на доучивание летчиков при переходе на боевые машины. Следует учитывать, что стоимость летного часа учебно-боевого самолета как минимум в пять раз превосходит стоимость летного часа УТС. «Суховцами» был проведен сравнительный анализ проектов дозвукового самолета, подобного Су-28, с двумя двигателями АИ-25ТЛ, а также сверхзвуковых самолетов с двумя и одним двигателем Р-195ФС. На основе анализа результатов исследований, а также учитывая внешние и внутренние экономические и политические факторы, была выработана новая концепция перспективного УТС. Исходя из того, что начальная подготовка летчиков во всем мире ведется на относительно дешевых, специализированных самолетах с поршневыми или турбовинтовыми двигателями, а для повышенной подготовки используются самолеты с ТРД, было предложено пересмотреть концепцию подготовки летчиков на «едином» самолете. Предлагалось учить курсантов в два этапа на разных типах. Мало того, в ОКБ была собрана статистика по всем эксплуатирующимся в мире учебным самолетам. Анализ статистики показал, что 70 % из них — однодвигательные. Имея в руках обоснование необходимости двухступенчатой системы подготовки курсантов и статистику мирового парка УТС, а главное — разрешение заказчика, Генеральный конструктор М. П. Симонов принял решение выставить на конкурс проект сверхзвукового однодвигательного самолета для основной и повышенной подготовки. В основу аванпроекта были положены результаты работ, проводившихся с 1988 г. в инициативном порядке над семейством самолетов: легким многофункциональным истребителем, двухместным учебным самолетом и корабельным учебно-боевым истребителем. Наличие такого мощного задела позволило менее чем за год подготовить аванпроект к указанному сроку, существенно сократив при этом затраты на проектирование самолета, получившего обозначение С-54.
Интегральная компоновка и СДУ
Подготовка летчиков для высокоманевренных боевых самолетов предполагает наличие у учебного самолета близких характеристик. Как известно, замечательным летным качествам самолеты четвертого поколения обязаны интегральной аэродинамической компоновке, высокой тяговооруженности и появлению систем дистанционного управления (СДУ). В первую очередь конструкторской группе ОКБ им. П. О. Сухого предстояло выполнить аэродинамическую компоновку, т. е. определиться с расположением несущих поверхностей, их относительными размерами и формами, так как именно это является решающим при проектировании. Невозможно реализовать присущие машинам четвертого и пятого поколений характерные для них большие углы атаки и штопорную безопасность без интегральных аэродинамических компоновок. Именно поэтому для С-54 была сохранена аэродинамическая схема, максимально близкая схеме истребителя Су-27. В середине 1950-х гг. были разработаны новые, так называемые статически неустойчивые аэродинамические компоновки, обеспечивающие значительный прирост в маневренности, но не позволяющие совершать полет без постоянной коррекции. Требовалось парировать возникающие возмущения быстрее, чем они развивались. Из-за низкой скорости реакции человек оказался не в состоянии решить эту задачу. Для управления статически неустойчивым самолетом была разработана электродистанционная система управления — ЭДСУ, формировавшая сигналы для сервоприводов управляющих аэродинамических поверхностей на основе данных, поступающих от датчиков и органов управления. То есть летчик управлял самолетом через ЭДСУ, которая позволяла сделать управление самолетом перепрограммируемым, позволяющим имитировать характеристики устойчивости и управляемости практически любого современного самолета, теоретически — даже американских машин, при наличии соответствующей математической модели и программного обеспечения. Успешно реализованную ЭДСУ на Су-27 предполагалось внедрить и на С-54, обеспечив тем самым выполнение требований ТТЗ по репрограммируемости характеристик устойчивости и управляемости самолета. В основе этих требований лежали достижения в области развития компьютерных технологий. Вначале они были аналоговыми, позже стали цифровыми, что позволило применить современную систему отображения информации, унифицированную с системами индикации существующих и перспективных боевых самолетов.
Выбор силовой установки был результатом глубокого анализа состояния рынка двигателей и их стоимости. В ее состав предполагалось включить один двигатель Р-195ФС, развитие всемирно известных двигателей Р-11, Р-13, Р-25, Р-95, устанавливавшихся на многие советские самолеты фронтовой авиации. Двигатель был совершеннее АИ-25, отличался высокой надежностью и способностью работать на всех видах авиационного керосина, дизельном топливе и, самое главное, выпускался на территории России. Дело в том, что ЗМКБ «Прогресс», производитель АИ-25, уже находился в «ближнем зарубежье», а остальные участники конкурса этому обстоятельству соответствующего внимания не придали. Тяги одного Р-195 ФС было достаточно для обеспечения высокой тяговооруженности, однако наличие всего одного двигателя противоречило заданию, в котором соответствующее требование мотивировалось надежностью. В ОКБ для подстраховки имелся проект с двухдвигательной силовой установкой, однако расход топлива двух Р-195, соизмеримый с расходом на полноценном боевом самолете, перечеркивал все его плюсы. Вот с таким проектом ОКБ им. П. О. Сухого вышло на конкурс.
Интеллектуал из Жуковского
Еще одним проектом, наиболее отвечавшим требованиям, стал учебный комплекс, разработанный в ЭМЗ им. В. М. Мясищева, г. Жуковский. Работы по «теме 200», которые возглавил главный конструктор В. Б. Слуцкий, предполагали создание УТК, включавшего наземную часть и учебный самолет нового поколения. Концепция обучения на основе УТК-200 предполагала курс подготовки, начинавшийся изучением самолета М-200 в обучающем классе и завершавшийся полетами по программе повышенной подготовки на этой же машине, при этом планировалось широкое использование наземных и бортовых компьютеров. В наземную часть комплекса, имевшего модульное построение, планировалось включить электронный класс для технического обучения летного и инженерно-технического состава, а также тренажеры: процедурный, комплексный пилотажный и воздушного боя.
В свою очередь, концепция М-200 сводилась к тому, что для проектируемого самолета классической аэродинамической компоновки создавалась интеллектуальная система управления, способная обеспечить ему высокие характеристики управляемости. При этом главный акцент делался на возможности моделировать характеристики различных самолетов, путем перепрограммирования системы управления, как того и требовало ТТЗ.
Для М-200 была выбрана нормальная аэродинамическая схема свободнонесущего моноплана с средне расположенным крылом. Специфика режимов полета УТС, характеризуемая большим диапазоном скоростей и углов атаки, обусловила ряд особенностей, которые были учтены при разработке аэродинамической компоновки самолета. В ее основе было адаптивное трапециевидное крыло с задней кромкой, перпендикулярной к оси симметрии и небольшой стреловидностью передней кромки. Крыло малого удлинения имело отрицательное «V», высокую степень механизации, состоящую из двух секций выдвижных предкрылков, расположенных по всему размаху, однощелевые односекционные поворотные закрылки и элероны. Закрылки отклонялись как вниз (на взлете и посадке), так и вверх (для имитации низкой несущей способности крыла). Главной «изюминкой» крыла была возможность изменять площадь и кривизну профиля для реализации высоких значений коэффициентов подъемной силы на разных высотах с дозвуковыми скоростями при приемлемых коэффициентах лобового сопротивления. Крыло подобной конструкции было установлено на первом экземпляре самолета — истребителя аэростатов М-17. Для удовлетворения требований ТТЗ удельная нагрузка на крыло была выбрана с учетом возможности планирования и посадки самолета при полном отказе обоих двигателей.
Хвостовое оперение включало киль с рулем направления и низко расположенный стабилизатор с двумя секциями руля высоты. Стабилизатор смещен относительно киля вдоль продольной оси самолета назад, для исключения эффекта аэродинамического затенения вертикального оперения при полетах на больших углах атаки и при штопоре.
Фюзеляж УТС М-200, спроектированный по схеме «полумонокок», включал носовую, центральную и хвостовую части. В передней части располагалась гермокабина с рабочими местами курсанта и инструктора. Одним из требований ТЗ было обеспечение идеального обзора для пилотов, для чего остекление фонаря имело увеличенную площадь по сравнению с фонарями аналогичных самолетов. Кроме того, для улучшения обзора внекабинного пространства сиденье инструктора традиционно было приподнято. Лобовое стекло кабины должно было обеспечить защиту экипажа при столкновении с птицей нормированной массой 1,8 кг на скоростях полета до 500 км/ч. Покидание самолета в аварийной ситуации на всех эксплуатационных режимах полета обеспечивалось катапультными креслами типа К-36Л через предварительно разрушаемое остекление створок фонаря, снабженных детонирующими шнурами. Для тренировки пилотирования по приборам кабины оснащались быстросъемными устройствами ограничения видимости — шторками «слепого» полета. Жизнедеятельность экипажа обеспечивалась системой кондиционирования воздуха и системой кислородного питания.
В центральной части фюзеляжа располагалась силовая установка (СУ), в состав которой планировалось включить два перспективных ТРДД изделие «35», разрабатываемых Ленинградским НПО им. В. К. Климова и ЦИАМ на основе двигателя ТВ7-117, способных обеспечить тяговооруженность порядка 0,6–0,7 на уровне моря и 0,4–0,5 на скорости М = 0,7. Полуутопленные в фюзеляж двигатели полностью капотировались и имели хороший доступ для обслуживания. Обеспечение воздухом ТРДД организовано через воздухозаборники прямоугольной формы. Для лучших условий работы на больших углах атаки вход воздухозаборника имел скос относительно вертикальной плоскости в сторону нижней губы. Для обеспечения безотрывного обтекания входных кромок и улучшения характеристик воздухозаборника на больших углах атаки нижняя губа была выполнена с большим радиусом кромки и имела створки воздушной подпитки двигателя. Слив пограничного слоя в месте сочленения крыла, фюзеляжа и воздухозаборника был организован только с нижней поверхности крыла. Для обеспечения защиты двигателя от посторонних предметов, подбрасываемых колесами шасси, перед входом в воздухозаборник планировалось установить откидную защитную сетку. При обжатых колесах шасси сетка устанавливалась перпендикулярно к фюзеляжу и защищала вход воздухозаборника, при необжатых колесах сетка прижималась к фюзеляжу.
Трехопорное шасси самолета, оснащенное пневматиками низкого давления, позволяло эксплуатировать самолет с бетонных и грунтовых ВПП. Основные опоры шасси убирались в ниши под воздухозаборниками, а носовая стойка — в носовой обтекатель, против полета.
Новый самолет внешне напоминал известный западноевропейский УТС «Альфа Джет». По-видимому, использование хорошо зарекомендовавшей себя схемы было оправданно, так как снижался риск при реализации проекта. Основную ставку конструкторы сделали на интеллектуальную систему управления, способную обеспечить самолету высокие характеристики управляемости и, самое главное, моделировать характеристики различных самолетов.
Принятая на самолете М-200 концепция системы управления в совокупности с высокомеханизированным адаптивным крылом должна была позволить выполнять маневрирование на углах атаки до 25° при малых скоростях полета, а также перепрограммировать значения градиентов усилий, балансировочных зависимостей, усилий трения и люфтов на ручке управления самолетом (РУС). Кроме того, обеспечивалось приведение самолета к горизонту на всех этапах выполнения любой фигуры без опасности сваливания в штопор. Такие возможности системы управления должны были способствовать повышению безопасности полетов, обеспечивая вялую реакцию самолета на ошибки пилотирования, в том числе и грубые, и соответствовали требованиям ТТЗ.
Еще одной изюминкой должна была стать система объективного контроля, которая наряду с задачами документирования параметров полета и работоспособности систем позволяла частично реализовать эксплуатацию авиатехники по состоянию. Возможность выявления неисправностей и предотказных состояний могла способствовать повышению эффективности эксплуатации самолета и тренажеров. Все составляющие УТК-200 были разработаны на базе освоенных отечественной промышленностью элементов и ЭВМ.
Как мы уже отмечали, возможность изменения характеристик устойчивости и управляемости стала одним из важнейших показателей, характеризующих техническое совершенство УТС М-200. По результатам рассмотрения представленных аванпроектов в заключении комиссии НИИ ВВС было отмечено, что разработанный в ходе проектирования УТС М-200 прост, удобен и безопасен в эксплуатации, имеет высокую надежность, позволяет эффективно решать задачи обучения и переучивания летного состава. Высокая тяговооруженность и система управления самолетом, позволяющая варьировать характеристики устойчивости и управляемости в широких пределах, обеспечивали реализацию пилотажных характеристик, соответствующих различным типам самолетов с высокой степенью подобия.
МиГ под шифром «821»
Имея решение Государственной комиссии, которым разработка нового УТК поручалась АНПК «МиГ», руководители КБ организовали проведение обширных исследований четырех различных аэродинамических компоновок самолета. Проект, получивший шифр «821» (изд. 8–21), разрабатывался под руководством главного конструктора А. А. Белосвета, который считал, что в первую очередь проектируемый самолет предназначался для начальной подготовки пилотов, обеспечивая при этом высокий уровень безопасности полета, в том числе при грубых посадках на повышенных скоростях. Кроме того, он должен был быть простым в эксплуатации при обслуживании на земле, иметь низкую стоимость часа полета. Самолет мог стать заменой «Альбатросу» для первоначальной и базовой подготовки летчиков, но для повышенной подготовки и в качестве учебно-боевого мог использоваться ограниченно, по остаточному принципу. Эти постулаты легли в основу проекта.
Для «821» выбрали нормальную аэродинамическую схему свободнонесущего моноплана с низко расположенным прямым крылом, оснащенным двухщелевыми трехпозиционными закрылками и автоматически отклоняемыми носками. Предварительные исследования показали, что достижение заданных взлетно-посадочных характеристик самолета наилучшим образом обеспечивается прямым крылом, в то время как использование стреловидного крыла увеличило бы массу самолета, ухудшив его тяговооруженность и маневренность. Для еще большего снижения массы крыло предлагалось сделать неразъемным с широким использованием композиционных материалов. Нижнее расположение крыла повышало безопасность экипажа в случае грубых посадок.
Требуемые техзаданием два ТРДД расположили по бокам фюзеляжа, а их воздухозаборники немного выступали вперед относительно передней кромки крыла, аналогично проектам NT-1 Nova и T-2X фирмы Rockwell, программ NGT и VTX-TS, ВВС и ВМС США, соответственно. Таким образом, одна из первых аэродинамических компоновок самолета «821» была близка к L-39, за исключением Т-образного хвостового оперения, подобного L-29, а также сильно напоминала проект фирмы General Dynamics для программы VTX, со стабилизатором на вершине киля, но имевшего стреловидное крыло. Финальная аэродинамическая компоновка проекта «821» была похожа на проект фирмы Northrop N350 и существенно отличалась от первоначальной. В частности, при неизменном размахе уменьшилась площадь крыла. На передней кромке крыла у корня появился небольшой наплыв, из-за чего входное сечение воздухозаборника оказалось над крылом. На остеклении фонаря появилась перемычка. Стабилизатор переместился с вершины киля в его основание. На нижней поверхности хвостовой части фюзеляжа ликвидировали подфюзеляжный гребень. Штанги ПВД перенесли с крыла на носовую часть фюзеляжа.
Из соображений простоты и надежности в проекте «821» вначале предусматривалось применение ручной механической системы управления. Однако, как мы помним, в ТТЗ четко оговаривалась возможность ре-программируемости характеристик устойчивости и управляемости самолета, что потребовало применения необратимой бустерной системы управления. Ее наличие позволяло повысить уровень безопасности полета за счет внедрения автоматических режимов, таких как приведение машины к горизонту и увод ее с опасной высоты. Согласно расчетам, самолет обеспечивал безопасное выполнение пилотажа на углах атаки до 20°, при этом максимальная перегрузка установившегося виража составляла 6,2 g (у L-39 — 3,6 g). Маневренность «821» на небольших числах М должна была быть лучше, чем у МиГ-29, что позволяло использовать УТС для отработки части упражнений повышенной подготовки и облегчало переход на целевые машины.
В силовой установке предполагалось использовать имевшийся на тот момент ТРДД АИ-25 ТЛ, а также прорабатывался вариант с двигателями НПО им. В. Я. Климова Р-35. При этом, по расчетам разработчиков, расход топлива двухмоторного «821» только за счет использования экономичных режимов работы ТРДД должен был быть на 20 % лучше однодвигательного L-39. Если для L-39 требовалось 24 тонны керосина в год, то «821» должно было хватить 20 тонн с двигателями АИ-25ТЛ и 18 тонн — с двигателями Р-35.
В конструкции самолета планировалось широкое применение композиционных материалов и титановых сплавов. Ресурс планера назначили в 15 000 летных часов, а календарный срок службы — 30 лет. Учитывая то, что обеспечение экономичности УТК в целом являлось одним из самых серьезных аргументов в условиях систематического снижения объемов финансирования ВВС, решено было отказаться от применения сложных комплексных тренажеров, отдав предпочтение более простым. Убежденные в правильности концепции, в основе которой лежали собственные наработки, конструкторы ОКБ им. А. И. Микояна предложили проект самолета, характеристики которого, по их мнению, соответствовали техническому заданию.
А теперь «горбатый»!
Из всех участников конкурса ОКБ им. А. С. Яковлева имело самый большой опыт создания специализированных УТС и уникальный опыт работы над спортивными пилотажными самолетами. Конструкторам грех было не отличиться в объявленном конкурсе и не блеснуть среди конкурентов. Основываясь на опыте создания УТС Як-30/32, проектирования Як-52 (первый с этим обозначением, конкурент L-39 для замены L-29), а также на результатах теоретических исследований с привлечением специалистов ВВИА, ВВА, ЦНИИ-30 МО РФ, ЦАГИ и других организаций, начали практическое проектирование летательного аппарата нового поколения при отсутствии близких аналогов и прототипов. В отличие от Як-30/32, которые предназначались для обучения летчиков полетам на истребителях второго поколения типа МиГ-19/21 и Су-7, являвшихся для них целевыми, для нового УТС целевыми стали истребители четвертого поколения. Исходя из этого уровень заданных летных характеристик стал рекордным для УТС. Его аэродинамическая компоновка должна была обеспечить очень высокие уровни дозвукового аэродинамического совершенства, маневренности и управляемости. Удельные параметры нового «Яка» рассчитывались для выполнения полетов практически на всех режимах, свойственных целевым самолетам. Так, например, эксплуатационный диапазон углов атаки был задан 30°, что на 5° превышало требования ТТЗ.
Проектирование учебно-тренировочного комплекса, получившего название УТК-Як, предполагало наряду с основным элементом — учебно-тренировочным самолетом УТС-Як — включение в его состав и технических средств обучения, с общим математическим обеспечением и широким использованием компьютерных технологий. Это были дисплейные классы, процедурные и функциональные тренажеры.
Утверждение руководства ОКБ о том, что проектировать придется в условиях отсутствия близких аналогов, можно считать верным, так как в своем отечестве они действительно отсутствовали. В то же время УТС второго поколения за рубежом было предостаточно. Самыми яркими среди них были франко-германский Alpha Jet и английский Hawk. И если первый, отличавшийся исключительной компактностью и рациональностью конструкции, послужил примером для подражания для конструкторов М-200, то второй был принят в качестве конкурирующего по указанию заказчика. Однако внешний облик нового «Яка» в значительной степени отличался не только от «Хока», но и от практически всех известных подобных самолетов того периода. Прежде,чем появился футуристический УТС-Як, были рассмотрены около десятка различных схем, четыре из них — подробно, в том числе схемы, подобные самолетам «Альфа Джет», «Хок», а также варианты с прямым крылом, подобные УТС фирмы Fairchild Republic с компоновкой штурмовика A-10 и фирмы Ensign — EA-12 для программы NGT.
Учитывая то, что прямое крыло позволяет реализовать углы атаки не более 20°, а требовалось обеспечить не менее 25°, от этого варианта отказались. В итоге спроектировали машину совершенной аэродинамической формы, что подтвердилось результа тами продувки, со стреловидным крылом умеренного удлинения, с развитыми наплывами, цельноповоротным стабилизатором, однокилевым вертикальным оперением. Для увеличения аэродинамического качества в крейсерском полете, на концах крыла установили крылышки, что позволило обеспечить ему качество, соответствующее прямому крылу с удлинением 5. Механизация включала автоматически отклоняемые носки, трехпозиционные закрылки и элероны. Воздухозаборники расположили под наплывами, что позволяло увеличивать эксплуатационные углы атаки до 32°. На аэродинамическую компоновку дополнительные ограничения накладывало отсутствие современных двигателей соответствующей размерности. Учитывая сжатые сроки программы, для первого этапа был взят модернизированный ТРДД АИ-25ТЛМ. В дальнейшем его предполагалось заменить перспективным двигателем РД-35, о котором мы говорили выше. Для облегчения замены и обслуживания, два ТРДД расположили ниже плоскости крыла в фюзеляже умеренного удлинения с оригинальным расположением выходных сопел и наличием хвостовой балки. Так называемая реданная схема была предложена Яковлеву при проектировании реактивного первенца фирмы — истребителя Як-15 Е. Адлером. В основе такого решения, позволявшего уменьшить вес конструкции и решить ряд других проблем, лежали наработки немецких инженеров при создании Messerschmitt Me P.1101.Такая схема расположения СУ была хорошо отработана на фирме, по ней были созданы Як-15, -17, -23, учебные Як-30, -32, спроектирован Як-52 (первый).
Еще одной особенностью фюзеляжа была его носовая часть, имевшая уплощенную верхнюю поверхность. Образовавшиеся благодаря этому продольные ребра с двух сторон, переходящие в наплыв крыла, позволяли улучшить поперечную устойчивость на больших углах атаки, а также изменять форму и размеры наплыва на любом этапе разработки самолета или же при его модификации без существенных изменений силовых элементов фюзеляжа.
Такая аэродинамическая компоновка позволяла удовлетворить противоречивые требования, такие как маневренность, на уровне современных боевых самолетов фронтовой авиации, при взлетно-посадочных характеристиках на уровне УТС начальной подготовки предыдущих поколений.
Компоновку кабины УТС-Як выполнили максимально приближенной к кабине современного истребителя. Курсант и инструктор располагались друг за другом на катапультных креслах K-36Л класса «0-0», причем место инструктора было приподнято над местом курсанта на 405 мм, для улучшения обзора. Тем самым реализовывалось требование ТЗ по обеспечению идеального обзора для пилотов, но внешний вид самолета приобретал «горбатость», присущую всем спаркам с тандемным расположением экипажа. Катапультирование производится через остекление фонаря. Система управления — бустерная необратимая, позволяющая имитировать изменение степени продольной устойчивости при неизменном физическом ее запасе. Стремление удешевить машину вынудило конструкторов отказаться от использования в конструкции композитных материалов. Основными стали алюминиевые, литиевые и титановые сплавы.
Особое внимание конструкторы уделили вопросам эксплуатации самолета, в частности техническому обслуживанию и ремонту. Этому способствовало бережное отношение к кадрам и их грамотный подбор. Руководство ОКБ сумело после распада СССР сохранить опытных специалистов и привлечь новых. Так, для работ по новому самолету были привлечены авиационные инженеры ВВС, находившиеся в запасе. В одну из таких групп входил Фролов Валентин Сергеевич, прошедший все должности в ИАС полкового уровня, старшего инженера ЕВВАУЛ и закончивший службу старшим преподавателем ВВИА им. Н. Е. Жуковского. Благодаря ему и его коллегам, а также их бесценному опыту были учтены пожелания эксплуатантов и написаны руководство по технической эксплуатации (РТЭ) и регламент технического обслуживания (РТО) для будущего самолета Як-130.
На нем предполагалось установить ВСУ, что позволило бы отказаться на лагерных аэродромах от таких средств наземного обеспечения полетов (СНОП), как аэродромный источник питания (АПА), установка для проверки гидросистем (УПГ) и кондиционер. Кроме того, планировалось обеспечить максимально удобный доступ к основным агрегатам для их ремонта, обслуживания и замены. Так, замена двигателей должна была осуществляться без расстыковки самолета, благодаря удобному капотированию и расположению люков, при этом не требовалось сложных приспособлений.
Простота конструкции, высокая надежность планера, силовой установки и различных систем, большой ресурс, полная автономность самолета, а также высокая эксплуатационная технологичность в сочетании с низкой стоимостью жизненного цикла и хорошими летно-техническими характеристиками должны были позволить проводить качественную подготовку летного состава. Предполагалось, что первый полет опытного образца машины состоится в 1994–1995 гг., а спустя год-два УТС-Як начнет поступать в летные училища. С 1995 по 2000 гг. планировалось построить не менее 1 000 экземпляров.
Первые итоги
В январе 1992 г. на заключительном заседании комиссии по рассмотрению аванпроектов перспективных УТК были оглашены итоги и распределение мест среди конкурсантов. Места распределились следующим образом: первое занял проект ЭМЗ им. В. М. Мясищева, второе — ОКБ им. А. И. Микояна, третье — ОКБ им. А. С. Яковлева. К чести членов комиссии, рассмотрение представленных проектов было достаточно объективным. После того как было объявлено о снятии проекта ОКБ П. О. Сухого с конкурса из-за невыполнения требований ТТЗ по количеству двигателей, члены комиссии решили «подсластить пилюлю». Было отмечено, что УТС С-54 занял первое место среди участников конкурса по таким показателям, как уровень технического совершенства, безопасность полета, возможность обучения боевому применению и техническим средствам обучения, с большим отрывом. Наиболее вероятно, что такое решение было принято, исходя из экономических и политических соображений, выразившихся в стремлении обеспечить работой всех производителей авиационной техники. Конструкторские бюро Сухого и Микояна в те годы имели достаточно много заказов и жили относительно неплохо. В результате в итоговом документе, представленном на утверждение главкому ВВС, появился вывод о том, что «аванпроекты ОКБ им. П. О. Сухого и ОКБ им. А. И. Микояна не удовлетворяют требованиям ТТЗ», и предлагалось «продолжить работы по разработке эскизного проекта и постройке макета УТК-Як и УТК-200 ЭМЗ им. В. М. Мясищева». Это означало продолжение борьбы на новом уровне. Об этом — в заключительной части статьи.
Продолжение Конкуренция КБ Микояна и Яковлева в создании учебно-тренировочного самолета
Статья была опубликована в апрельском номере журнала "Наука и техника" за 2018 год
