Экспериментальный самолет с укороченным взлетом и посадкой МиГ-21ПД (заводской индекс изделие «23-31», также известный как Е-7ПД) стал одной из самых смелых советских летающих лабораторий середины 1960-х годов. Самолет проектировался для поиска альтернативных способов базирования сверхзвуковых истребителей в условиях гипотетического ядерного конфликта, когда основные бетонированные ВПП будут уничтожены в первые минуты войны.
Конструкторы ОКБ Микояна удлинили фюзеляж серийного МиГ-21ПФМ и смонтировали прямо в его центре два дополнительных подъемных турбореактивных двигателя РД-36-35. Машина продемонстрировала феноменальное сокращение длины разбега (до 300–350 метров), но одновременно показала тупиковость использования специальных подъемных моторов для фронтовой авиации.
Зачем создавали МиГ-21ПД: решение проблемы разрушенных аэродромов
В середине 1960-х годов военные доктрины СССР и НАТО исходили из того, что война с применением тактического ядерного оружия мгновенно выведет из строя все крупногабаритные аэродромы. Сверхзвуковому истребителю, требовавшему для взлета и посадки 800–1200 метров бетона, грозило оказаться запертым на земле.
Инженеры решили задачу безаэродромного взлета путем интеграции вертикальной подъемной тяги:
- Два подъемных мотора РД-36-35: в середине фюзеляжа за кабиной пилота под углом 80° к продольной оси установили два легких подъемных двигателя РД-36-35 суммарной вертикальной тягой 4 700 кгс.
- Верхние створки и нижние жалюзи: на верхней поверхности фюзеляжа сделали подъемные створки воздухазаборников подъемных моторов, а на брюхе — управляемые поворотные жалюзи, отклонявшие реактивную струю вниз и назад для импульсного разгона.
- Драматическое сокращение разбега и пробега: суммарная вертикальная и маршевая тяга снизила длину разбега с 800 метров до рекордных 300–350 метров, а пробег на посадке — до 250 метров.
- Причина отказа от серийного выпуска: подъемные моторы РД-36-35 вытеснили фюзеляжные топливные баки, сократив запас керосина и боевой радиус полета в два раза, а в крейсерском полете превращались в 800-килограммовый «мертвый груз».
Экстерьер и особенности планера «изделия 23-31»
Внешне МиГ-21ПД легко отличить от всех серийных истребителей по характерному «неуклюжему» удлиненному фюзеляжу с угловатой верхней крышкой-створкой воздухозаборника за кабиной пилота и жалюзи под брюхом.
Из-за размещения подъемных моторов в центре масс фюзеляж пришлось удлинить на 90 см. Планер строился на базе МиГ-21ПФМ с сохранением треугольного крыла, но без возможности подвески центрального топливного бака ПТБ под брюхо (место было занято соплами РД-36-35).
Оборудование и вооружение экспериментального самолета МиГ-21ПД
Оснащение МиГ-21ПД было полностью сфокусировано на исследовании физики УВП и контроле работы комбинированной силовой установки.
- Комбинированная силовая установка: маршевый турбореактивный двигатель Р-11Ф2С-300 и два подъемных двигателя РД-36-35 с автоматикой синхронизации запускных режимов.
- Аппаратура записи параметров УВП: комплекс КЗА для записи устойчивости и управляемости самолета на режимах малых скоростей (180–220 км/ч) с работающими подъемными моторами.
- Полное отсутствие встроенного пушечного оружия: объемы фюзеляжа были отданы под подъемные моторы и их агрегаты.
- Макеты управляемого ракетного оружия К-13: 2 подкрыльевых балочных держателя АПУ-13 для испытаний поведения ракет К-13 (Р-3С) при струйной газодинамической обдувке крыла на укороченном взлете.
- Прицельно-навигационные приборы: визуальный оптический визир и радиодальномер, заимствованные у МиГ-21ПФМ.
- Ограничение боевой нагрузки: до 500 кг на подкрыльевых пилонах (без возможности использования подфюзеляжного ПТБ или пушечного контейнера ГП-9).
Двигатели РД-36-35 и физика взлета УВП
Силовая установка МиГ-21ПД являлась гибридной. Маршевый двигатель Р-11Ф2С-300 развивал форсажную тягу 6 170 кгс. Два подъемных одноконтурных мотора РД-36-35 (конструкции ОКБ-36 П.А. Колесова) выдавали еще по 2 350 кгс каждый.
При взлете пилот включал форсаж маршевого мотора и заскакивал подъемные РД-36-35. Открывающиеся верхние створки нагнетали поток, а суммарная тяговооруженность 7.2-тонного самолета подпрыгивала до 1.51! Самолет буквально «выстреливал» в воздух с короткого пятачка, после чего подъемные моторы выключались, а верхние створки наглухо закрывались.
Технические характеристики МиГ-21ПД (изделие «23-31»)
Параметры верифицированы по официальным эксплуатационным регламентам ОКБ Микояна для экспериментальной летающей лаборатории:
- Класс: Экспериментальный самолет с укороченным взлетом и посадкой (УВП).
- Максимальная скорость на высоте: 1 300–1 600 км/ч (ограничена аэродинамикой верхних створок подъемных моторов).
- Максимальная скорость у земли: 1 100 км/ч.
- Длина разбега на взлете: 300–350 м (вместо 800–1000 м на серийном МиГ-21ПФМ).
- Длина пробега на посадке: 250–300 м (вместо 600–800 м).
- Практический потолок: 16 000 м.
- Практическая дальность: 650 км (сокращена в два раза из-за вытеснения топливных баков).
- Максимальная взлетная масса (MTOW): 7 200 кг.
- Масса пустого самолета: 5 250 кг.
- Силовая установка: 1 × маршевый ТРДФ Р-11Ф2С-300 (6 170 кгс) + 2 × подъемных ТРД РД-36-35 (2 × 2 350 кгс).
МиГ-21ПД vs Dassault Mirage IIIV: аудит концепций УВП и СВВП 1960-х годов
Прямым функциональным и временным оппонентом МиГ-21ПД по задаче безаэродромного базирования является французский экспериментальный истребитель вертикального/укороченного взлета Dassault Mirage IIIV. Сопоставление этих машин показывает разницу подхода к подъемным двигателям.
| Параметр | МиГ-21ПД (изделие «23-31») | Dassault Mirage IIIV (Франция) |
|---|---|---|
| Максимальная взлетная масса (MTOW) | 7 200 кг | 13 500 кг |
| Количество подъемных двигателей | 2 × ТРД РД-36-35 (тяга 4 700 кгс) | 8 × ТРД Rolls-Royce RB162 (тяга 14 400 кгс) |
| Маршевый двигатель | 1 × Р-11Ф2С-300 (6 170 кгс) | 1 × SNECMA TF-106 (9 200 кгс) |
| Концепция взлета и посадки | Укороченный взлет (УВП, разбег 300 м) | Вертикальный взлет (СВВП, разбег 0 м) |
| Потеря объема топливных баков | ~35% (сокращение дальности) | ~60% (катастрофический дефицит топлива) |
| Итоговый вердикт проекта | Закрыт в пользу крыла изменяемой стреловидности | Закрыт из-за сложности и аварийности |
Расчет массы подъемной установки (2 мотора у МиГ-21ПД против 8 моторов у Mirage IIIV) наглядно демонстрирует более прагматичный подход советских инженеров. Французский Mirage IIIV с 8 подъемными двигателями получился безумно сложным, тяжелым и практически не нес керосина. МиГ-21ПД обходился всего двумя моторами РД-36-35 для укороченного разбега. Однако оба проекта доказали одно: подъемные моторы съедают дальность, из-за чего СССР сделал выбор в пользу крыла изменяемой стреловидности (МиГ-23 и Су-17).
Вердикт: ценный урок инженерного поиска
Экспериментальный самолет с УВП МиГ-21ПД (изделие «23-31») — яркая страница истории советской авиации. Продемонстрировав рекордное сокращение разбега до 300 метров, машина честно вскрыла главный порок подъемных двигателей — вытеснение топлива и малый радиус. Опыт, полученный на МиГ-21ПД, спас советское самолетостроение от тупикового пути, направив конструкторов на создание легендарных машин с изменяемой геометрией крыла.