Противолодочная авиация ВМФ

обеспечение высадки морских десантов (ПВО, ПЛО);

уничтожение подводных лодок и противолодочных надводных кораблей;

перекрытие ракетных залпов самолетами РЭБ;

дальнее обнаружение надводных кораблей и целеуказание ракетному оружию своим надводным кораблям.

Осуществляя свои основные функции, авианосные крейсера несут службу в открытых районах Мирового океана, находятся не в составе самостоятельных авианосных сил, а в строю разнородных соединений, действуют не против крупных надводных кораблей (групп кораблей), а имеют совершенно иные цели.

Принципиальные различия в задачах, решаемых авианосцами США и авианосными крейсерами нашего ВМФ, оказали существенное влияние и на конструктивные особенности отечественных кораблей. Они имеют меньшее водоизмещение и качественно отличное вооружение - противокорабельные ракеты оперативного назначения.

Авиационная реактивная техника, став одним из главнейших средств вооруженной борьбы, поставила на повестку дня множество проблем организационного, технического и тактического порядка, в том числе и условий базирования. Речь идет о резком увеличении размеров аэродромов в связи с созданием на них бетонных взлетно-посадочных полос (ВПП) большой протяженности.

Предполагается, что с началом войны противоборствующие стороны будут стремиться нейтрализовать действия авиации противника путем нанесения ударов по авиационным объектам. Повредить ВПП при их настоящих размерах не представляет особой сложности. Поэтому сразу же с началом эксплуатации реактивных самолетов перед наукой с особой остротой встал вопрос создания таких самолетов, которые, обладая высокой скоростью полета и большой грузоподъемностью, имели бы малые значения взлетно-посадочных характеристик, основными из которых являются взлетная и посадочная скорости, длина взлета и пробега. Авиационные конструкторы включились в поиск путей резкого сокращения длины разбега самолета на взлете и пробега при посадке.

Работы по сокращению длины разбега велись в двух направлениях. Первое направление предусматривало увеличение подъемной силы крыла за счет применения на нем различных устройств (предкрылков, интерцепторов), управляющих пограничным слоем, а также отсасывание слоя, изменение геометрии крыла в полете.

Второе направление имело целью за короткое время обеспечить самолету дополнительное ускорение при взлете. Это достигалось за счет следующих организационных мероприятий и научных идей:

управления тяги двигателей (путем применения форсажных камер);

использования стартовых ускорителей (пороховых или ЖРД);

катапультирования самолета.

Более сложной оказалась разработка способов сокращения длины пробега. Для этого исследовали разные варианты, а именно:

аэродинамическое торможение (установка на крыле тормозных щитков, размещение в хвосте самолета тормозного парашюта);

механическое торможение (установка на шасси мощных тормозов различных конструкций);

газодинамическое торможение (реверс тяги двигателей) и, наконец, насильственное торможение (аэрофинишеры).

На рубеже 50-х и 60-х годов конструкторы вплотную подошли к принципиально новому решению этой проблемы - созданию самолетов, способных взлетать и садиться вертикально, не теряя своих главных скоростных качеств и грузоподъемности. А начиналось это с создания вертолета (винтокрыл И.И. Братухина - 1936 г., Н.И. Камова - 1959 г) и закончилось созданием самолетов вертикального взлета и вертикальной посадки. Весь процесс создания таких летательных аппаратов занял около полутора десятков лет.

Для выполнения вертикального взлета и посадки (самолет должен был зависать в воздухе, осуществлять разгон и гасить скорость до нуля) необходимо было обеспечить три условия. Первое - силовая установка должна иметь тягу, превышающую массу самолета, или же самолет должен иметь специальные устройства (эжекторы), увеличивающие тягу основной силовой установки. Второе - тяга на взлете и посадке должна быть направлена вверх, а при полете - горизонтально (за счет поворотного сопла, изменяющего вектор тяги двигателя). Третье - на самолете, кроме аэродинамических рулей, должны быть струйные рули для управления самолетом в трех плоскостях (по курсу, крену и тангажу) как на режиме висения, так и на переходных режимах до эволютивной скорости, когда вступают в работу аэродинамические рули.

Одним из первых в мире разработку и создание боевого самолета такой конструкции осуществил в начале 70-х годов дважды Герой Социалистического Труда А.С. Яковлев.

При создании СВВП исследования шли по нескольким направлениям.

Первое направление предусматривало использование на самолете одних и тех же двигателей как для режима вертикального взлета и посадки, так и для обеспечения горизонтального полета. В этом направлении наиболее перспективными (получившими практическую реализацию в боевой авиатехнике) оказались самолеты, у которых вертикальная и горизонтальная тяга создавалась одним турбореактивным подъемно-маршевым двигателем (ПМД) путем поворота потока газов специальным соплом (соплами), а также самолеты с дополнительными подъемными двигателями (ПД), синхронно связанными с основным подъемно-маршевым двигателем. ПД использовались только на взлете и при посадке. Менее перспективными в этом направлении были такие самолеты, у которых для получения вертикальной (горизонтальной) тяги на 90 поворачивались отдельные агрегаты (винты, турбовинтовые двигатели вместе с винтами или крыло вместе с турбореактивными двигателями) или силовая установка в целом.

Второе направление включало разработку самолетов, у которых для горизонтального полета использовались одни силовые установки, а для вертикального режима - другие.

Третье направление имело целью создание самолетов с изменением конструктивных параметров в полете (поворот винтов, двигателей, крыла вместе с силовыми установками, части крыльев, части винтов и т.д.). Широкие применение на реактивных самолетах получало изменение геометрии крыла. Однако этот способ для сокращения взлетной и посадочной дистанции к СВВП не подходит.

Четвертое направление - СВВП с эжекторными и вентиляторными установками - можно, по-видимому, считать перспективным. Здесь тяга двигателей меньше взлетной массы самолета, но за счет специальных устройств - эжекторов более чем в 5 раз увеличивается объем газов, выбрасываемых двигателями, что приводит к росту реактивной тяги (ее значение становится выше массы самолета).

Таким образом, в разработке и создании СВВП исследовалось довольно много вариантов, однако в корабельной авиации практически реализованы лишь две схемы. Первая схема обеспечивала создание вектора вертикальной (горизонтальной) тяги одним подъемно-маршевым двигателем путем использования поворотных сопел (самолет Харриер - Англия, АУ-8А, АУ-8В - США). Во второй схеме использовались дополнительные подъемные двигатели, синхронно связанные с основным, имеющим поворотное сопло (Як-38 - СССР).

Вместе с рядом положительных, принципиально новых качеств (резкое сокращение размеров бетонных ВПП, возможность эксплуатации и боевого применения в корабельных условиях без катапульт и аэрофинишеров) СВВП обладают весьма существенными недостатками. Главный из них - большая продолжительность взлета и посадки, при которых расходуется огромное количество (более 30%) топлива. В итоге у самолета резко ухудшаются основные летно-тактические характеристики: радиус действия, полезная нагрузка, время пребывания в воздухе.

Конструкторы предложили применять для СВВП взлет с коротким разбегом (ВКР) и посадку без режима висения с коротким пробегом, проведя для этих целей необходимую доработку системы управления поворотом сопел двигателя. Время поворота сопел ПМД из горизонтального положения в вертикальное резко сократилось.

После англо-аргентинского конфликта зарубежные военные специалисты вновь заговорили о торможении самолета в ходе маневренного воздушного боя как о необходимом тактическом элементе. Основой для такого мнения послужили успешные действия английских самолетов Харриер, летавших на дозвуковых скоростях, против аргентинских самолетов Мираж-3 и Даггер, имевших в 2 раза большие скорости. Английские самолеты сбили 19 самолетов противника, не потеряв ни одного самолета.

Успех стал возможным благодаря тому, что Харриеры могли буквально разворачиваться вокруг своей вертикальной оси, быстро уменьшать скорость (резкое торможение выполняется путем перевода сопла двигателя в любое положение относительно вертикали) и при этом занимать выгодную позицию для использования оружия.

Наши конструкторы, создавая СВВП, взяли за основу вторую схему, т.е. подключили к основному подъемно-маршевому двигателю с поворотным соплом два синхронно связанных с ним подъемных двигателя. При этом ПД использовались только на взлете и посадке, а в полете выключались.

В 1958 г. на воздушном параде в Тушино был продемонстрирован первый в мире турболет. Английская фирма Хаукер, подхватив эту идею, приступила в 1960 г. к созданию экспериментального СВВП Р-1127.

9 июля 1967 г. в Домодедово был выполнен полет боевого самолета-штурмовика вертикального взлета и посадки (ВВП) Як-36. Фирма Хаукер, опираясь на мощный двигатель Пегас с тягой 8620 кгс, ускоренными темпами стала создавать свой первый СВВП Харриер. Однако и здесь она опоздала более чем на год, сумев испытать его только к концу 1971 г.

Наш боевой самолет-штурмовик Як-З6М успешно завершил испытания в 1970 г., а в ноябре 1972 г. совершил посадку на палубу противолодочного крейсера Москва.

В марте 1975 г. авиапромышленность разработала новый вариант боевого корабельного самолета-штурмовика ВВП Як-38 и провела успешно его испытания. В этом же году в ВВС ЧФ была сформирована первая боевая эскадрилья Як-38, которая, начав полеты с берега в 1976 г., вскоре перебазировалась на ТАВКР Киев и в августе вышла на боевую службу. В ноябре 1977 г. был выполнен второй поход ТАВКР Киев с той же целью.

Лишь к концу 1979 г., т.е. спустя четыре года после создания в ВВС ЧФ первой боевой эскадрильи на СВВП Як-38, в Англии была сформирована первая аналогичная боевая эскадрилья. В американском флоте такие формирования стали создаваться только в начале 80-х годов.

Следует отметить, что после 1977 г. по ряду причин, главным образом субъективного плана, в совершенствовании новой авиационной техники стали заметны некоторые отставания. В связи с этим в феврале 1980 г. было принято решение о совместной разработке ВМФ, ВВС, МАЛ, МСП долгосрочной комплексной программы НИР и ОКР, направленных на расширение боевых возможностей существующего СВВП Як-38, интенсификацию процесса внедрения в практику боевой подготовки этой новой авиатехники, расширение фронта ее эксплуатации и боевого применения, как в корабельных, так и в береговых условиях, на поиск других путей создания более эффективных корабельных самолетов.

Программа предусматривала три группы работ. Первая группа, входившая в компетенцию промышленности, конструкторских бюро и научно-исследовательских институтов ВМФ, ВВС, МАП, включала завершение испытаний к концу 1981 г. самолета Як-38 на взлет с коротким разбегом и посадку без режима висения (с коротким пробегом), а также выработку рекомендаций по методике запуска ПД в развороте при заходе на посадку в пределах визуальной видимости авианосного корабля. В этих целях за короткие сроки на самолете Як-38 был выполнен большой объем доработок:

установлены четырехобмоточный электромагнитный кран управления соплом ПМД и датчики управления им по скорости и времени;

введена двухпроводная система управления соплом ПМД по скорости отрыва (100 - 110 км/ч) и времени разбега (6,5 - 7 с);

в синхронную схему управления ПД и ПМД включена система управления соплом второго ПД в положениях от +5 до - 30 градусов от вертикали.

Проведенные доработки и успешные испытания позволили существенно расширить боевые возможности самолета Як-38. Этот штурмовик в полной мере стал боеспособным, в том числе и в районах с жарким климатом на экваториальных широтах (на что первоначально он не рассчитывался). Боевой радиус самолета (на больших высотах) достиг 500 км.

Главным же итогом успешно завершившихся испытаний Як-38 на ВКЗ явилось решение о проведении в течение 1981 - 1983 гг. опытно-конструкторских и натурно-экспериментальных работ и полетов силами конструкторских бюро им.А.И. Микояна и им.П.О. Сухого в целях определения возможности и целесообразности применения высокоэнерговооруженных самолетов обычной схемы в корабельных условиях с использованием для взлета трамплина, а для посадки аэрофинишера.

Было принято также решение о проведении рядом институтов ВМФ, МО и МАП теоретических расчетов трамплинного взлета, обобщения первых экспериментальных работ и натурных испытаний с выдачей первого предварительного заключения к концу 1983 г., окончательного - к концу 1984 г.

В интересах обеспечения этой новой важной задачи на объекте Нитка ускоренными темпами в конце 1982 г. был построен трамплин с углом схода самолетов 8,5 градусов, на котором в 1983 г. был проведен первый этап натурных испытаний боевых самолетов МиГ-29 и Су-27. Испытания прошли успешно и подтвердили не только возможность взлета с трамплина высоко-энерговооруженных самолетов, но и показали, что для этого совсем необязательно иметь на самолете тяговооруженность более единицы.

Для завершения экспериментов и проведения второго этапа испытаний с выдачей окончательных предложений в 1983 - 1984 гг. на объекте Нитка был построен второй трамплин с углом схода самолетов 14 градусов.

Взлеты самолетов МиГ-29, Су-24, проведенные в 1984 г. на втором трамплине, не только подтвердили правильность сделанных предварительных выводов, но и окончательно утвердили предложение о целесообразности разработки и создания самолетов обычной схемы с использованием корабельного трамплина с углом схода самолетов 14 градусов, а для посадки - применение аэрофинишеров.

Вторая группа работ комплексной программы относилась к инженерно-авиационной службе (ИАС) и вместе с расширением боевых возможностей имела целью повышение эксплуатационной надежности авиатехники. В частности, отрабатывался вопрос аэротермогазодинамической совместимости самолета Як-38 и корабля-носителя в условиях жаркого климата. Суть проблемы заключалась в том, что на режимах вертикального и укороченного взлета (посадки) на силовую установку самолета Як-38 вблизи полетной палубы оказывали отрицательное воздействие воздушные вихревые потоки, возникающие над палубой при ветре и быстром движении, а также при взаимодействии реактивной струи от двигателей самолета с палубой корабля. ИАС авиации ВМФ в тесном содружестве с учеными военно-воздушной инженерной академии им. Н.Е. Жуковского на основе метода математического моделирования на ЭВМ провели множество расчетов воздействия на Як-38 воздушных вихревых потоков над палубой, а также натурные испытания на специально созданной для этих целей базе и выработали:

предельные нормы и условия летной эксплуатации, связанные с высокими температурами и большой влажностью воздуха, а также ветровыми потоками;

рекомендации по безопасности взлета с коротким разбегом;

требования к перспективным авианосным кораблям по обеспечению безопасности летной эксплуатации СВВП;

предложения по оборудованию на берегу ВПП для обучения летного состава взлету с коротким разбегом с повышенной нагрузкой и увеличенной дальностью полета в условиях высоких температур наружного воздуха.

Третья группа работ проводилась Центром боевой подготовки и переучивания летного состава (ЦБП и ПЛС) авиации ВМФ. В период 1980 - 1982 гг. на основе пятилетнего опыта эксплуатации самолетов-штурмовиков Як-38 с кораблей и берега были разработаны и внедрены в практику все организационно-штатные решения, внесены необходимые коррективы в штаты управлений ВВС флотов, управление авиации ВМФ, ЦБП и ПЛС, а также эскадр, в составе которых находились тяжелые авианосные крейсера. Были четко определены функциональные обязанности всех должностных лиц. Кроме того, в этот период были внесены необходимые изменения в целый ряд организационно-методических документов, важнейшими из которых являлись:

положение о корабельной авиации;

курс боевой подготовки самолетов-штурмовиков Як-38;

основы и организация боевого применения самолета Як-38 с кораблей;

система и методика переучивания летного состава на СВВП.