Трудно сказать, чем руководствовались в «верхах», поручая именно В.М. Мясищеву программу создания такой машины, ведь большим опытом по высотной тематике обладало ОКБ А.С. Яковлева. То ли значительной загрузкой яковлевской фирмы, то ли желанием дать вновь организованному в 1967 г. ЭМЗ достойное применение своим силам, учитывая опыт В.М. Мясищева на посту начальника ЦАГИ в решении нетривиальных научно-технических задач. В последнее время появилось также мнение, что в то время никто из Генеральных конструкторов не брался за решение столь сложной и наукоемкой задачи с непредсказуемым результатом.
Генеральный конструктор В.М. Мясищев
Автоматический дрейфующий аэростат – основной противник М-17
Стратосферные полеты давно привлекали В.М. Мясищева своей необычностью и новыми возможностями, поэтому еще до получения официального заказа он поручил небольшой группе специалистов ОКБ сформировать облик дозвукового высотного самолета. Вырисовывалась следующая схема: прямое крыло большого удлинения с высоконесущими профилями, фюзеляж с минимально возможным миделем, мощная силовая установка с возможно меньшими габаритами.
Отечественная авиационная наука готовых рецептов предложить не могла, и в ОКБ уже представляли себе основные трудно сти, с которыми столкнется проект. Необходимо было интегрально решить следующие проблемы:
обеспечить высокие значения крейсерского качества несущей системы самолета (до 20 единиц);
изыскать средства уменьшения массы конструкции при использовании крыла больших удлинения и площади;
обеспечить высокую располагаемую тягу двигателя на большой высоте полета с приемлемыми расходами топлива;
создать высокоэффективную систему вооружения.
А сколько проблем еще предстояло выявить! К тому времени в ОКБ уже детально изучили обломки американского U-2, сбитого под Свердловском, и специально составленные пухлые тома сравнительных характеристик его систем и агрегатов с отечественными аналогами. Подкупала простота и даже некоторая незатейливость конструкции заокеанского самолета и его систем. Ничего лишнего, только жизненно необходимое…
Было выявлено, что в отчаянной борьбе за минимальную массу конструкции создатели этой уникальной машины не побоялись даже существенно занизить расчетные нагрузки (на 15% по сравнению с отечественными нормами) как в полетных, так и во взлетно-посадочных конфигурациях, что всегда являлось «табу» для отечественных конструкторов. Отсюда возник ряд жестких эксплуатационных ограничений, особенно на режимах набора высоты и взлета-посадки. Это определило высокие требования к профессиональной подготовке пилотов U-2, но не избавило самолет от врожденной хрупкости конструкции, что обусловило его значительную аварийность в эксплуатации. По сообщениям зарубежной печати, в результате аварий и катастроф вышли из строя около 40 машин из 60 построенных в 1955-60 гг. В дальнейшем, с модификации U-2K, конструкцию значительно усилили.
Необходимо отметить, что ЭМЗ совместно с ЦАГИ тоже проводили расчетные исследования, направленные на обоснование снижения требований «Руководства для конструкторов» (РДК) к прочности конструкции, учитывая сравнительно малые нагрузки в крейсерском полете на большой высоте и возможность уменьшения ее сроков службы. Руководил этими работами А.В. Вятлев, тогдашний начальник службы аэродинамических нагрузок в подразделении прочности. Однако реализовать такой подход не удалось (заказчик устоял), и мясищевцы создали свой самолет строго по РДК.
Конечно, внимательный подход к проблемам прочности был необходим, поскольку создавался не просто однорежимный самолет, а самолет-перехватчик, способный выходить на боевую высоту более 20 км за 20-25 минут. Результаты изучения U-2 со всей очевидностью показали, что создание ВДС на базе достижений отечественной науки и техники – долгая и кропотливая работа, требующая поиска новых решений. Весь перечень проблем, связанных с весом, аэродинамикой, силовой установкой, вооружением, казалось, решить было невозможно. Но «глаза боятся, а руки делают», и постепенно исходный замысел стал уточняться и обрастать деталями.
Решающее влияние на облик самолета оказал выбор силовой установки. Из всего многообразия возможных схем ВДС в конце концов остались две: с одним двигателем РД-36-51А конструкции П.А. Колесова со взлетной тягой 18 т, расположенным в фюзеляже; с двумя двухконтурными Д-30 П.А. Соловьева с тягой по 6,6 т, подвешенными в гондолах на нижней поверхности крыла. Совместно с ЦИАМ было выявлено, что падение тяги на высотах свыше 11 км оказалось большим для Д-30. Необходимость размещения значительного количества топлива и желание иметь аэродинамически чистое крыло также предполагали наличие одного двигателя в фюзеляже. Кроме того, РД-36-51 А, созданный для сверхзвукового Ту-144, имел отдельную коробку приводов самолетных агрегатов, что существенно облегчало компоновку силовой установки и позволяло уменьшить мидель фюзеляжа. Все эти соображения привели к выбору од- нодвигательного варианта. Повторять облик U-2 – самолета традиционной схемы, двигатель которого пришлось оснастить большой удлинительной трубой, было признано нецелесообразным, и мясищевцы остановились на двухбалочной схеме.
В 1971 г. НИР успешно защитили, и 2 декабря вышло постановление ЦК КПСС и Совмина СССР о создании самолета- истребителя АДА, получившего обозначение М-17. В техническом задании было поставлено требование обеспечить его пилотирование обычными строевыми летчиками, а также добиться высоты барражирования 23-25 км.
Стенды для отработки систем самолета М-17
Летающая лаборатория 17ЛЛ-2
Для достижения необходимых аэродинамических характеристик М-17, прежде всего, требовалось создать крыло с уникальными несущими свойствами. Коллектив авторов в составе В.М. Мясищева, В.Н. Арнольдова, А.А. Брука, Ю.А. Горелова, Я.М. Серебрий- ского, С.Г. Смирнова и А.Д. Тохунца разработал оригинальное двухрежимное крыло с изменяемыми в полете формой профиля и площадью (за счет выдвижения хвостовых секций профиля), на которое было получено авторское свидетельство. Крыло скомпоновали из специально разработанных совместно с ЦАГИ суперкритических профилей новой серии П-173.
Параллельно с решением самолетных проблем, только перечисление которых заняло бы несколько страниц (эргономика кабины, конструкция и место расположения основных опор шасси, конфигурация и площадь ГО и т.д.), шла разработка поисково- прицельной станции для обнаружения АДА и целеуказания системе вооружения. Из-за малой радиолокационной заметности аэростатов было решено использовать активную оптическую систему поиска и сопровождения цели. Система содержала обзорный пеленгатор, который обнаруживал цель, следящий пеленгатор и лазерный дальномер (по тогдашней терминологии – квантовый), сопровождающие цель и управляющие огнем пушки в автоматическом режиме с возможностью корректировки. Эта система была разработана в ЦКБ «Геофизика» под руководством главного конструктора Д.М. Хорола и в дальнейшем показала себя с самой лучшей стороны: заданные в ТТЗ дальность и точность обнаружения АДА были значительно превышены. Требования к оптическим характеристикам системы были так высоки, что, например, лобовое стекло дальномера пришлось изготавливать из горного бразильского хрусталя – в СССР не нашлось минерала со столь минимальным количеством примесей и посторонних включений.