М-17 Стратосфера Фото. Видео. Характеристики. Скорость

Автор: Игорь

16 января 2022 14:42

Сообщество : Треники&Вареники

Метки: СССР авиация армии

5060

Для борьбы с разведывательными аэростатами в СССР был создан уникальный самолет — сверхвысотный дозвуковой перехватчик М-17 «Стратосфера».

М-17 Стратосфера Размеры. Двигатель. Вес. История. Дальность полета

Впервые идея создания высотного самолета у конструктора В.М. Мясищева созрела еще в конце 1930-х гг., а разработка высотного самолета-бомбардировщика ДВБ-102 началась в «шараге» — тюрьме НКВД, официально именовавшейся «Центральное конструкторское бюро ЦКБ-29». В конце 1960-х гг. мир находился в условиях военного противостояния двух стран — США и СССР. Американские высотные разведывательные самолеты U-2 постоянно совершали полеты над нашей страной. 1 мая 1960 г. один из них был сбит под Свердловском.
Хорошо изучив остатки того, что осталось от самолета при падении, осмотрели конструкцию и даже восстановили профиль его крыла. В.М. Мясищев, собрав небольшую группу специалистов, поставил перед ними задачу: проработать возможную аэродинамическую компоновку самолета, способного осуществлять полет в стратосфере с наименьшей дозвуковой скоростью. Конструктор обрисовал схему разрабатываемого самолета: прямое крыло очень большого удлинения, высокая весовая отдача, двигатель, способный работать на большой высоте. Специалисты ЦАГИ просчитали летные данные U-2 и получили максимальную высоту полета, равную 21 км, но В.М. Мясищеву этого показалось мало, надо больше. Главное для такого полета — хороший профиль крыла и двигатель, тяга которого при полете в стратосфере из-за уменьшения плотности воздуха падает до величины, составляющей всего 3% от тяги двигателя на земле. Начавшаяся работа получила в ОКБ наименование «Тема-17», а будущий самолет — М-17.

Разработку начали М-17 с аэродинамики крыла, которое должно иметь коэффициент подъемной силы порядка 1,0, что необходимо для крейсерского полета на большой высоте. В результате теоретических и экспериментальных исследований, проведенных совместно специалистами ОКБ и ЦАГИ, был разработан профиль новой серии. Но вскоре выяснилось, что на низких высотах аэродинамическое качество профиля падало, что приводило к большим расходам топлива и существенному сужению режимов полета. М-17 подхватил ту же болезнь, которой хронически страдал U-2. Специалисты все же нашли выход, была предложена выдвижная механизация задней кромки крыла. Это позволяло уменьшить его площадь и вогнутость в зависимости от режима полета. Пилот самолета по мере набора высоты выдвигает секционную механизацию, увеличивает площадь крыла, изменяет вогнутость, осуществляет полет на максимальном качестве — по так называемой «огибающей поляре». Это решение позволяло проводить полет на высотах от 0 до 25 км. Созданная конструкция 21 мая 1971 г. была защищена авторским свидетельством.

Силовая установка самолета М-17 состоит из одного реактивного двигателя РД-36-51В Рыбинского КБ конструктора П.В. Колесова. Установка одного двигателя определила компоновку будущего самолета, в случае нормальной схемы через весь фюзеляж пришлось бы тащить трубу для организации сопла (как на U-2). В конечном варианте он представлял собой двухбалочную конструкцию с высокорасположенным прямым крылом большого удлинения, имеющим сверхкритический профиль, и с коротким фюзеляжем.

Работа велась в г. Кумертау (Башкирия) на вертолетном заводе и шла довольно медленно, поскольку была новой для завода и проходила с ошибками и переделками. На ходе работ отразилась и скоропостижная смерть В.М. Мясищева в октябре 1978 г. Новым руководителем по теме стал Я. Соколов. Первый опытный образец при испытаниях потерпел катастрофу. Но работу продолжили, построили еще два экземпляра, один для статических испытаний, другой летный. Испытания самолета показали его большие возможности. В 1990 г. пилотами ЭМЗ им. В.М. Мясищева установлено 25 мировых рекордов высоты, скорости и грузоподъемности для машин весовой категории 16—20 тонн. Была достигнута наибольшая высота горизонтального полета — 21 800 м. В связи с конверсией круг задач самолета расширился, одна из них — изучение озонного слоя над Москвой в рамках проекта «Глобальный резерв озона».

Оборудование Boeing C-17 Globemaster

В состав приборного оборудования входят два ИЛС, четыре многофункциональных цветных индикатора, есть возможность использовать очки ночного видения.

Оборудование представлено бортовой автономной системой генерирования нейтрального газа OBIGGS, метеорологической РЛС «Бендикс» AN/ APS-133(V), навигационным приемником спутниковой системы.

Тактико-технические характеристики М-17 Стратосфера

— Главный конструктор: В.М. Мясищев, В.К. Новиков — Первый полёт: 26 мая 1982 года (успешный) — Единиц произведено: 3

Экипаж М-17 Стратосфера

— 1 пилот

Размеры М-17 Стратосфера

— Длина: 22,27 м — Размах крыла: 40,32 м — Высота: 4,87 м — Площадь крыла: 137,7 м² — Профиль крыла: П-173-9 — База шасси: 5,618 м — Колея шасси: 6,6 м

Вес М-17 Стратосфера

— Масса снаряжённого: 13 790 кг — Нормальная взлётная масса: 18 400 кг — Объём топливных баков: 10 000 л

Двигатель М-17 Стратосфера

— 1 × ТРД РД-36-51В — Тяга: 1 × 58,84 кН (6000 кгс) (номинальная) — Тяга взлётная: 1 × 117,7 кН (12000 кгс) — Тяга на высоте 21000 м: 1 × 5,88 кН (600 кгс)

Скорость М-17 Стратосфера

— Максимальная скорость на высоте 20000 м: 743 км/ч — Максимальная скорость на высоте 5000 м: 332 км/ч — Крейсерская скорость: 0,7 М — Посадочная скорость: 188 км/ч (при посадочной массе 16300 кг) — Время набора высоты потолка: 35 мин — Длина разбега: 340 м — Длина пробега: 950 м — Аэродинамическое качество: ~30 (планирование с выключенным двигателем)

Скорость отрыва М-17 Стратосфера

— 175 км/ч

Дальность полета М-17 Стратосфера

— Практическая дальность: 1 315 км (с высоты 20250 м до 20620 м) — Продолжительность полёта: 2 ч 14 мин — Время патрулирования: 48 мин

Практический потолок М-17 Стратосфера

— 21 550 м

Сверхзвуковой полет Ту-160

Сопротивление сверхзвукового полета сильное за счет создания сверхзвуковых ударных волн, или конусов Маха. Они порождаются скоростью и кинетической энергией самолета, забирая ее у корпуса и распространяя волновым путем от самолета в окружающее пространство. Можно снизить передачу энергии ударным волнам, заострив все части конструкции, встречающие сверхзвуковой поток. Так у самолетов возникают — острый нос, заостренные передние кромки тонких крыльев, киля и стабилизаторов, острые кромки воздухозаборников.

Сверхзвуковое сопротивление снижается скошенными крыльями, плоскости которых отводятся назад во время сверхзвукового режима полета, реализуя изменяемую геометрию крыла. А еще большим скосом лобовой части кабины. А еще — очисткой корпуса от аэродинамических деталей. Ничто не должно мешать сверхзвуковому потоку воздуха плавно обтекать корпус. Все оружие для снижения сопротивления воздуха убрано внутрь корпуса, не оставляя никаких пилонов и балочных держателей, делая поверхность самолета гладкой. Большие сверхзвуковые воздухозаборники расположились попарно снизу корпуса, чтобы собирать с низа фюзеляжа натекший газодинамически сжатый углом атаки воздух. Их вертикальный передний клин и скос кромки воздухозаборников за ним с наглядностью учебника демонстрируют принцип работы сверхзвукового воздухозаборника. Так образуется сверхзвуковой аэродинамический облик. Можно сказать, что его определила аэродинамика, став главным скульптором самолета, создателем формы.

Ту-160 в полете / Фото: avi-ator.ru

Но сверхзвук ставит задачи не только приведения формы в соответствие. Сопротивление воздуха все равно существенно возрастает при всех принятых мерах. И поэтому требуется столь же существенное возрастание тяги, чтобы держать скорость. Приращение тяги создают форсажным режимом двигателя. Для этого в задней части двигателя, перед реактивным соплом, вставляется большая пустая труба с топливными форсунками в начале – форсажная камера сгорания. Она просто сжигает добавочное топливо, обильно распыляемое в горячий поток – отработанный за турбиной газ, смешанный с воздухом наружного контура, прошедшего мимо камер сгорания двигателя и сохранившего свой кислород.

Эта могучая керосиновая горелка поднимает температуру газа перед соплом на тысячу градусов. Реактивное сопло, тепловая машина по разгону газовой струи, превращает добавленную газу тепловую энергию в увеличение скорости истечения и прирост реактивной силы. У двигателей НК-32, четверка которых стоит на Ту-160, тяга вырастает с максимальных 14 тонн до форсажных 25 тонн. Прирост тяги значительный, на 11 тонн, чуть ли не вдвое. Эта добавка тяги компенсирует возросшее сверхзвуковое сопротивление, поддерживая достаточно высокую (с числом Маха больше двух единиц) сверхзвуковую скорость.

Мощное увеличение форсажной тяги еще больше повышает расход топлива, возрастающий на форсаже в разы. У НК-32 он увеличивается вчетверо, сжигая за час уже 42 тонны. А все четыре двигателя на полном форсаже расходуют 168 тонн – всю емкость баков. И хотя есть режим частичного форсажа, все равно форсаж требует запасов топлива. Большая масса топлива делает самолет большим. Так Ту-160 стал самым тяжелым боевым самолетом в истории, с максимальной взлетной массой 275 тонн. Из которых 148 тонн – топливо, а это больше половины. Общая же емкость топливных баков составляет 171 тонну. Зачем в баках место для 23 тонн керосина сверх максимальной взлетной заправки? Потому что дозаправкой в воздухе можно заправить и их тоже, в отсутствие взлетной нагрузки на шасси. Возможность сверхзвука и форсажный режим делают Ту-160 огромным боевым топливовозом.

При таких размерах его можно нагрузить и соответствующим грузом. Стандартная боевая нагрузка Ту-160 составляет 22,5 тонны, а максимальная – 40 тонн. Понятно, что на стратегические дальности он летит со стандартной нагрузкой, с которой его боевой радиус достигает 7300 километров, часть которых он может пройти на сверхзвуке. Все это делает Ту-160 самым большим и мощным боевым самолетом в мире. В межконтинентальных ракетах ему бы соответствовала 15А18М «Сатана» – самая большая и тяжелая баллистическая ракета в мире.

Расширение возможностей

Получившиеся у этих самолетов тактико-технические данные так и тянет подвергнуть прямым сравнениям. Меньше дальность и боевой радиус, значит — ниже боевые способности стратегического самолета, его ударный потенциал; такой же подход – к тоннажу боевой нагрузки. И это действительно так, если брать только сам самолет, один летный экземпляр. Но самолет включен в комплекс мер по повышению его боевых возможностей. Ими можно решать задачи принципиально большей, неограниченной дальности, радикально меняя расклад.

Например, создав сеть авиабаз по всему миру, можно обеспечить c них дозаправку в воздухе столько раз, сколько нужно, увеличив дальность полета многократно. В такой ситуации погоня за ростом автономной дальности самолета может терять смысл. Оптимальность возимых на борту запасов топлива смещается в сторону их сокращения. Зачем возить лишнее, если везде можно долить керосина? Его подвезут в любом районе планеты. В январе 2022 года два B-2 уничтожили лагерь боевиков возле города Сирт в Ливии. При этом взлет и посадка производились в одном месте, на своей базе ВВС Уайтмен в штате Миссури, при нескольких дозаправках за 34-часовой беспосадочный боевой вылет. Если говорить в терминах боевого радиуса (взлетел – дотянулся – вернулся), он составил больше десяти тысяч километров.

Дозаправка В-2 в воздухе / Фото: theaviationist.com

Подобным образом В-2 взлетали с базы Уайтмен во время боевых вылетов в Афганистан, откуда без посадки возвращались на свою базу в Миссури – то есть летали в противоположную часть Земли и возвращались оттуда, не совершая посадок. Полет занимал почти двое суток, 44 часа, при дальности до цели около 13 000 километров. Это ортодромная дальность, то есть дальность по ортодромии — кратчайшей прямой на поверхности Земли. Дальность же пройденного маршрута была значительно больше 26 000 километров из-за выхода в точки дозаправки, следования выделенным проходам на территориях других государств, обхода атмосферных фронтов и грозовых массивов и других изменений курса.

Насколько при такой организации нанесения ударов стоит увеличивать боевой радиус самолета и бороться за еще две или три тысячи километров? Это не обеспечит действия на другой стороне планеты с возвращением оттуда. Ограничен ли В-2 при организованной таким образом реальной эксплуатации боевым радиусом в 5300 километров?

Источник: новый стратегический бомбардировщик США сможет сбивать ракетами истребители
Согласно новой информации, американские военные намерены наделить стратегический бомбардировщик B-21 способностью нести ракеты класса «воздух — воздух».
naked-science.ru

Нет, точно так же, как и Ту-160. Полеты Ту-160 на большую дальность выполняют с дозаправками в воздухе. Так летают, например, в Венесуэлу или по маршрутам большой протяженности, вдоль побережий континентов. Дозаправки могут увеличивать сверхзвуковую часть полета. Можно опустошить на форсаже баки, убрать форсаж, затормозиться, перейти на дозвук, подойти к стратотанкеру дозаправиться, почти не снижаясь, и дальше пойти снова на форсаже. Так дозаправки снимают ограничение самолета его номинальным радиусом действия.

Дозаправка Ту-160 в воздухе / Фото: avi-ator.ru

Похожая ситуация складывается и с весом боевой нагрузки. Если груз стратегический, то если грузоподъемность свыше 20-25 тонн, то разница уже большого значения не играет. Катастрофически разрушительный ударный эквивалент мегатонн поместится и в пяти или десяти тоннах полезной нагрузки, потому что что сегодняшние термоядерные заряды поразительно компактны. Основная стратегическая термоядерная бомба США B61 при весе 320 килограммов может выделить мощность треть мегатонны. Грубо говоря, тонна таких бомб – это мегатонна тротилового эквивалента. Привезет ли стратег 20 или 30 мегатонн, не столь принципиально. Важна первая мегатонна, выделившаяся над целями. Важна вторая, третья. Но уже следующие мегатонны мало что изменят, поскольку катастрофические разрушения и неприемлемый ущерб уже будут нанесены. Здесь, как и с дальностью, постоянное увеличение грузоподъемности перестает быть абсолютной ценностью. Стратегические задачи полностью выполнят при использовании только части полной грузоподъемности, оставляя неиспользуемую часть. То есть можно всерьез сравнивать грузоподъемности сверх практических резонов — но практического смысла в этом никакого нет.

Оружие тоже изменяет индивидуальный боевой радиус стратегического самолета. Главный убойный инструмент Ту-160 – стратегические крылатые ракеты с большой дальностью: это Х-55СМ с дальностью 3000 километров и Х-101/102 с дальностью 5500 километров. Скорее всего, неслучайно значение 5500 километров – это условно принятый рубеж, с которого начинается межконтинентальная дальность. То есть Х-101/102 сами по себе являются ракетами с межконтинентальной дальностью. Стратегические крылатые ракеты увеличивают боевой радиус самолета на максимальную дальность своего полета. Это очень серьезные изделия, с термоядерной боевой частью в 200 и больше килотонн.

Стратегическая крылатая ракета Х-55СМ в рабочем послестартовом положении. Крылья раскрыты, хвостовое оперение и двигатель выдвинуты. / Фото: militaryrussia.ru

Стратегические крылатые ракеты – большие длинные бревна или граненые столбы с узкими складными крыльями и выдвижным турбореактивным двигателем. Длиной шесть-девять метров, диаметром немного меньше метра, массой в тонны полторы, словно бревна больших пирамидальных тополей, они размещаются в барабанных пусковых установках внутри грузового отсека в корпусе самолета. Эти пусковые установки действуют по принципу барабана револьвера, проворачиваясь так, чтобы очередная отделяемая ракета оказалась снизу установки, над раскрытыми створками отсека, откуда происходит ее катапультирование вниз. Ракета не сбрасывается, как бомба, а катапультируется, чтобы быстро выйти из самолета и не создавать с его корпусом подтягивающих течений, способных ударить ее об самолет. У Ту-160 две такие установки, по шесть ракет в каждой.

Стратегические крылатые ракеты— дозвуковые, с маловысотным профилем полета, вписываются в рельеф, хорошо прячутся

Это одноразовые боевые беспилотники, по логике строения маленькие копии своих носителей. Они так же залиты керосином, занимающим больше половины их веса. Они так же летят на своем турбореактивном двигателе тысячи километров, продолжая полет носителя. И часами несут к цели свою боевую часть относительно небольшого веса, в 200-400 килограммов.

Ракеты разумнее запускать на их максимальную дальность, не приближаясь к цели больше, чем нужно. Это позволяет чуть ли не в половине случаев оставаться вне территории противника при пуске ракет. Нужно только выйти в заданную точку в пространстве с требуемым курсом, не разыскивая цель ни в небе, ни на рельефе. Ее найдет ракета, в систему управления которой заложены данные цели.

Суммарный радиус действия ракетного авиационного комплекса, таким образом, достигает 7300 + 5500 = 12 800 километров. Это дальность межконтинентальных баллистических ракет, на которую стратег может доставить заряд небаллистическим способом, с высокой авиационной скоростью и другими преимуществами авиации. В этом плане он служит альтернативным вариантом баллистике – и вариантом чрезвычайно важным, идущим своей независимой тропой реализации.

Но, помимо стратегических крылатых ракет, можно запускать ракеты меньшей дальности и мощности. Ими «стратег» способен выполнять тактические задачи, но на большом удалении. Такая же возможность открывается при использовании обычных бомб свободного падения. Здесь тоннаж в бомбовом отсеке уже важен, но и 20 тонн достаточно, чтобы сделать удар мощным и разрушительным.

Аэробаллистическими ракетами можно наносить тактические и стратегические ядерные удары. Тактическими крылатыми ракетами – решать широкий спектр локальных задач. Свободнопадающими боеприпасами можно накрыть идущий по местности железнодорожный состав, перемещающиеся мобильные пусковые установки, да и любую стационарную цель.

Орлиное зрение

Навигационная система состоит из нескольких сегментов, использующих разные каналы данных. Инерциальный навигационный блок дополняется астро- и спутниковой навигацией. Данные от всех сегментов обрабатываются с определением текущих координат с высокой точностью.

Обнаружение объектов — другое дело. Оно необходимо для тактических целей, к которым приходится лететь и обрабатывать их вблизи или на месте. Для этого нужно найти их на местности. Потребуется взгляд орла и зоркость совы. Тогда в дело вступают фазированные антенные решетки и радары с синтезированной апертурой, прицельно-навигационные комплексы, оптика, работа в инфракрасном канале и другие дела обнаружения, распознавания и целеуказания. Кроме того, приходится обнаруживать объекты, не обязательно являющиеся целями, но от которых необходимо уклоняться, – например, средства ПВО противника. Третий тип обнаруживаемых объектов выявляет возможную или осуществляемую атаку на самолет — приближающиеся истребители и ракеты.

Ту-160 и В-2 были вынуждены оснаститься сложными бортовыми системами, управляющими как наблюдением за целями, так и работой оружия по ним. Сюда же входят комплексы радиоэлектронной борьбы, постановка помех разных видов. Для обработки больших объемов данных потребовалась высокая автоматизация бортовых процессов, что позволило сократить экипаж В-2 до минимальных двух человек. Один спит, другой пилотирует на крейсерском режиме — но оба работают при дозаправках и во время боевого применения. Экипаж Ту-160 состоит из четырех человек.

Таковы два разных самолета одинакового назначения. В их сопоставлении видно большую условность сравнений. Какие заключения можно сделать из всего сказанного выше? Как ни парадоксально, выводы — не всегда самая ценная часть истории. Их может и не быть, они могут сложиться по-разному, поэтому предоставим любезным читателям делать их самим. Расклад сил с этими двумя стратегами непрерывно дополняется и изменяется, эволюционирует. Появляются новые боеприпасы и схемы применения, модернизируются бортовые системы самолетов. Они находятся в потоке технического развития и дорабатываются на протяжении своей жизни. Новая стратегическая крылатая ракета Х-101 с дальностью 5500 километров значительно увеличивает общую дальность поражения целей самолетом Ту-160. В термоядерном варианте (Х-102) она существенно повышает суммарную мощность, доставляемую одним самолетом.

Примером модернизации самолета может служить Ту-160М2. Апгрейд затронул несколько важных его компонентов: во-первых, модернизированные двигатели НК-32 второй серии стали экономичнее, что увеличит боевой радиус самолета на тысячу километров. Во-вторых, бортовое оборудование пополнится новой инерциальной навигационной системой, модернизированным комплексом радиоэлектронной борьбы, повысятся возможности систем управления оружием. Элементы нового оборудования, примененного на Ту-160М2, далее планируют использовать в самолете ПАК ДА.