Навіщо його створили? /Фото: en.wikipedia.org.
Наприкінці вересня 1997 року у небо знявся один із найнезвичайніших вітчизняних літаків – Су-47 «Беркут». У наступні роки машина неодноразово демонструвалася на тематичних заходах, проте стати серійною так і не змогла. Загалом той факт, що Су-47 у принципі дістався неба є великим дивом. Бо розробляти «Беркут» взялися ще в роки радянської влади, проте розпад країни, що невдовзі почалася, і криза 1990-х ледь не поставивши хрест на амбітній розробці.
Кут атаки – один із найважливіших показників. /Фото: ruflex-tile.ru.
В аеродинаміці є таке поняття, як кут атаки (альфа). Під ним мається на увазі кут між напрямком вектора швидкості набігаючого потоку і продольним напрямком потоку на поверхні обраного тіла. Так, наприклад, якщо розташувати крило літака рівно вдоль потоку набігаючого повітря, то його кут атаки буде дорівнює нулю. Кут атаки тісно пов’язаний із показником підйомної сили крила. У більшості випадків збільшення кута атаки зі збільшенням швидкості призводить до підвищення показника підйомної сили, завдяки якій літальний апарат може утримуватися у повітрі та набирати висоту. Проте водночас збільшення кут атаки веде до зростання індуктивного опору. Отже, не можна просто так збільшувати “альфу”, бо залежно від специфіки конструкції, кожен літальний апарат має свій показник критичного угла атаки.
Перевищення критичного кута – загрожує. /Фото: nb-ugra.ru.
У свою чергу, критичний угол атаки – це така «альфа», при перевищенні якої крило літака втрачає свої несучі властивості. Інакше висловлюючись, літальний апарат втрачає можливість триматися повітря та падає. Для абсолютної більшості літаків класичної компонування та схеми крила «альфа» знаходиться в межах всього 15-18, в деяких випадках не більше 20 градусів. Однак ряд додаткових аеродинамічних рішень у конструкції літального апарату дозволяє різко підвищити максимально допустимий критичний угол атаки. Насамперед подібні технології застосовуються у військових літаках, головним чином у винищувачах. Завдяки їм «альфу» вдається довести до 45 градусів, що дозволяє сучасним винищувачам виконувати такі складні та небезпечні фігури вищого пілотажу, як, наприклад, «Кобра». Першим льотчиком, який публічно продемонстрував цей «трюк», став Віктор Георгійович Пугачов, завдяки чому сьогодні «Кобру» нерідко називають його прізвищем навіть на Заході. Власне, як нескладно здогадатися, підвищення максимально допустимої «альфі» допомагає помітно розширити літні характеристики та граничні можливості літака. Що особливо актуально для бойової авіації.
Намагалися у різних країнах. /Фото: ru.wikipedia.org.
На жаль, фізика – досить норовлива панночка і в ній є свої обмеження та стоп-слова. Тому переступити за поріг «альфі» 45 градусів при використанні «класичних» схем та методів практично неможливо. Чи треба говорити, що людина не була б гомо сапієнс, якби не спробувала знайти вихід із цієї ситуації? Про те, що деякі нетипові конструкції крил можуть дозволити вийти за межі звичайного конструктори, здогадувалися ще на зорі становлення авіації. Перші документально підтверджені експерименти з крило зворотної (негативної) стріловидності проводились ще у міжвоєнній Польщі. Цікавилися питання і в інших країнах: у 1930-ті роки СРСР та Німеччина експериментами також обмежено займалися експериментами з КОС. У 1950-1960-ті роки дослідження проводилися у ФРН та СРСР. А на початку 1970-х до збільшення «зворотком» підключилися наші «закляті партнери» через океан.
Розробки велися на перспективу. /Фото: en.wikipedia.org.
Численні експерти у сфері КОС показали, що негативна стрілоподібність дозволяє досягти цілого букету переваг. Крім збільшення критичного угла атаки до 67 градусів, негативна стріловидність дозволяє різко збільшити кутову швидкість розвороту, знижує лобовий опір, дозволяє переглянути схему літака у бік її більшої раціоналізації (підвищення компактності, зниження маси). Завдяки цьому зростає злітно-посадкові, маневрові, швидкісні характеристики. Покращується аеродинамічна ефективність ЛА у всіх режимах. Окремо варто виділити відчутне зниження помітності літального апарату для радарів у передній півсфері. Розплачуватись за все це доводиться різкою втратою стійкості ЛА через те, що КОС особливо гостро відчуває на собі аеродинамічну дивергенцію. Останнє від частини може бути компенсоване використанням у конструкції ЛА більш досконалих композитних матеріалів, що веде до ускладнення та подорожчання конструкції.
Літак майбутнього. /Фото: rg.ru.
Власне радянський Су-47 і був результатом чергової погоні авіаконструкторів за «альфою». Куди успішнішою, ніж той самий американський експериментальний Grumman X-29. Розробка та виробництво «Беркуту» була цінною не лише з погляду авіації, а й з погляду величезної кількості галузей-суміжників. Адже для того, щоб Су-47 зміг літати, радянським та російським фахівцям знадобилося створити найновіший композитний матеріал на основі вуглепластику. Впровадження останнього дозволило не просто унеможливити польоти «Беркуту». Новий матеріал дозволяв скоротити на 40-60% трудовитрати на виробництво фюзеляжу та оперення бойової машини. При цьому новий вуглепластик також демонстрував на чверть кращу вагову віддачу та майже 3 рази великий ресурс. Були в Су-47 та інші інновації, наприклад у галузі авіоніки та системи життєзабезпечення. Вже з усього цього має бути зрозумілим, що проектування «Беркуту» вирішувало широкий перелік завдань щодо покращення радянської/російської авіації. На жаль, як і багато інших славних починань, «Беркут» у чому виявився похований під обломками СРСР. Розмахнутися на повну силу конструкторам не дозволило різкого скорочення фінансування. Сьогодні єдиний Су-47 використовується як літаюча лабораторія і іноді з’являється на військових шоу.
А ось цікаве відео з нашого каналу – Озеро Бездонне: через що вже майже 200 років у цій водоймі не можуть знайти дно
Продовжуючи тему читайте про те, як колись АТЗ був одним з найбільших тракторних заводів СРСР : що виробляють тут сьогодні.