– при прочих равных условиях, обеспечивалось более рациональное использование внутренних объемов для размещения топлива и оборудования, т.е. большая весовая отдача;
– применение наплыва в передней части крыла обеспечило существенную относительную толщину корневых сечений крыла, а, значит, и большие строительные высоты, что приводило к прочности конструкции;
– воздухозаборники, выделенные в отдельный, не связанный с фюзеляжем элемент конструкции, не включались в силовую схему фюзеляжа;
– выбранный вариант компоновки должен был обеспечить прирост подъемной силы за счет увеличения вклада фюзеляжа и оптимальное распределение подъемной силы по размаху крыла;
– размещение воздухозаборников под панелью центроплана обеспечивало стабильность потока и равномерность поля течений на входе в двигатель, в том числе на больших углах атаки.
Итак, основные компоновочные решения включали в себя:
– интегральное сочетание крыла с фюзеляжем;
– применение в корневой части крыла наплыва сложной формы;
– размещение двигателей в двух изолированных мотогондолах под несущим фюзеляжем;
– разнесенное двухкилевое вертикальное оперение, располагавшееся для оптимизации графика поперечных площадей по длине несущего корпуса в промежутке между крылом и горизонтальным оперением.
Применение столь большого числа новшеств удачно совмещалось в конструкции самолета практически с первого раза.
Самые большие сложности на этом этапе возникли с размещением основных опор шасси. Проектировщиков устраивал вариант с уборкой основных опор в фюзеляж, который обеспечивал наименьшие изменения внешних обводов самолета. В обиходе он получила название «квазивелосипедного», потому что здесь было реализовано стандартное распределение нагрузок между передней и основными опорами при довольно узкой (почти как в велосипедной схеме) колее. Последнее обстоятельство вынудило разработчиков предусмотреть установку на самолете дополнительных поддерживающих опор, убирающихся в специальные обтекатели на крыле.
Впервые общий вид нового самолета Павел Осипович Сухой увидел в феврале 1970 г. Генеральному предложенный вариант понравился, и он утвердил его для дальнейшей углубленной проработки. Таким образом, в феврале 1970 г. официально было положено начало работам над проектом нового истребителя, получившего условное обозначение Су-27 и открытый заводской шифр Т-10.
Серьезные проблемы предвиделись в области аэродинамики. Отечественный истребитель должен был успешно вести маневренный воздушный бой против F- 15. Сложности возникали с обеспечением заданных весовых характеристик.
Необходимо было разработать самолет с компоновкой, обладающей существенно лучшими аэродинамическими характеристиками в заданной области скоростей и углов атаки. Такими новыми решениями на Т-10 стало:
– применение интегральной компоновки и «синусоидального» (оживального) крыла переменной стреловидности с корневым наплывом;
– применение на крыле острых профилей, деформации срединной поверхности и фиксированного отгиба носка; а также переменной по размаху относительной толщины профиля и геометрической крутки крыла, предложенных Л. Г. Черновым.
Дополнительный выигрыш пытались получить за счет применения на крыле «законцовки Кюхемана».
Основной целью применения интегральной компоновки, с точки зрения аэродинамики, было получение близкого к оптимальному (эллиптическому) распределение циркуляции по размаху крыла, что обеспечивало минимальное индуктивное сопротивление.
Кроме этого, при условии равенства внутренних объемов, уменьшалась величина омываемых поверхностей, а, значит, и величина сопротивления. За счет деформации срединной поверхности пытались добиться улучшения несущих свойств.
Отгиб носка применялся для улучшения характеристик острого профиля крыла на крейсерских режимах полета на дозвуковых скоростях, а уменьшение относительной толщины профиля на концевых сечениях крыла – для снижения волнового сопротивления.
Следует оговориться, что многие из найденных в ОКБ решений на этом этапе были чисто интуитивными, и не имели под собой серьезного теоретического обоснования. Это относилось, в первую очередь, к корневому наплыву, роль и значение которого в аэродинамической компоновке истребителя были не совсем ясны.
Так, на самолете Т-4 он внедрялся как средство для компенсации смещения фокуса при переходе через сверхзвук. Считалось, что влияние наплыва на повышение подъемной силы крыла чисто механическое, что он только увеличивает суммарную площадь несущей поверхности крыла. На практике же оказалось: особое значение наплыв имеет при осуществлении вихревого обтекания крыла.
Некоторые из предложенных компоновочных решений требовали исследований совместно с отраслевыми институтами. На одном из первых совещаний, посвященных компоновке Т-10, Павел Осипович, обращаясь ко всем присутствующим, резюмировал: «Корневой наплыв – в этом что-то есть», и далее, обращаясь конкретно к главному аэродинамику фирмы И. Е. Баславскому, заметил: «Этим нужно заняться самым серьезным образом!». Поручение было принято к неукоснительному исполнению. Аэродинамики ОКБ в содружестве с отраслевыми научными центрами широким фронтом развернули работы по изучению особенностей выбранной аэродинамической компоновки.
С руководством ЦАГИ у Павла Осиповича всегда были нормальные рабочие взаимоотношения. Тематика исследований по перспективному истребителю не стала исключением из правил. Весной 1970 г. по приглашению Сухого в ОКБ приехали начальник ЦАГИ Г.П. Свищев и его первый заместитель Г.С. Бюшгенс. На состоявшемся совещании со стороны ОКБ присутствовали проектировщики О.С. Самойлович и В.И. Антонов, аэродинамики И.Е. Баславский и Л.Г. Чернов.
Павел Осипович продемонстрировал руководству ЦАГИ предварительные проработки по интегральной компоновке Т-10 и предложил сотрудничество по данной теме, сказав: «Это нужно и нам, и Вам». Вскоре был разработан план совместных работ, который начали последовательно претворять в жизнь.
Одним из важных решений стал выбор базового профиля крыла. С одной стороны, необходимо было обеспечить высокий уровень Судоп и максимального качества Ктах на дозвуке, а с другой стороны – приемлемые скоростные характеристики на сверхзвуке. Специалисты ЦАГИ согласились с предложением ОКБ об использовании на Т-10 острых профилей и предложили для реализации профиль «П-44», сравнительно недавно отработанный в институте группой ученых во главе с Я. М. Серебрийским. От ранее использовавшихся профилей типа «СР» он отличался более заостренной носовой частью с меньшим радиусом скругления, и, значит, обещал улучшение характеристик на сверхзвуке.
В компоновочном плане для Т-10 в ЦАГИ предлагали использовать трапециевидное крыло умеренной стреловидности с механизацией передней и задней кромки. Но специалисты ОКБ хотели оценить правильность собственных предложений по аэродинамической компоновке, поэтому выбрали вариант оживального крыла с фиксированным углом отгиба носка.
Важным вопросом являлся выбор схемы и параметров входных и выходных устройств двигателей и их размещение на самолете. Для обеспечения минимальных потерь во входном тракте необходимо правильно выбрать место установки воздухозаборников по отношению к передней кромке наплыва. Для исключения влияния заборников друг на друга и минимизации интерференционных потерь от размещения гондол под несущим корпусом – выбрать величину разноса воздухозаборников и мотогондол по размаху крыла. Сходные
