Самолёт М-17 «Стратосфера» (по кодификации НАТО: Mystic-A) — опытный высотный дозвуковой самолёт для перехвата дрейфующих аэростатов. Начиная с середины 1950-х гг., США стали активно использовать для стратегической разведки над территорией СССР автоматические дрейфующие аэростаты (АДА). Они представляли собой оболочки из тонкой синтетической пленки объемом от нескольких до сотен тысяч кубометров, наполненные как правилогелием, с прикрепленными контейнерами со спецаппаратурой. Шло постоянное совершенствование самих АДА и тактики их применения: увеличивались высоты полета и радиопрозрачность, уменьшалась толщина пленки (до 5 мкм), повышалась живучесть за счет применения многооболочечных конструкций и подвесок с целыми «гирляндами» контейнеров, в практику вошли оснащение аэростатов автоматами постановки помех и запуск «шаров-пустышек», отвлекавших силы ПВО.
Для Советского Союза АДА стали представлять серьезную угрозу. Эти относительно дешевые аппараты могли как саранча в короткое время заполонить все небо и нести не только разведаппаратуру, но и оружие массового поражения. Бороться с ними оказалось очень непросто. Забравшиеся в стратосферу аэростаты стали недоступны для зенитной артиллерии и дозвуковых истребителей тех лет, а применение против них ракет «воздух-воздух» и «земля-воздух» походило на стрельбу из пушки по воробьям. Стало ясно, что необходимо адекватное средство борьбы с АДА.
В 1967 г вышло постановление ЦК КПСС и Совета Министров СССР, которым находившемуся в подмосковном Жуковском и возглавляемому В.М. Мясищевым Экспериментальному машиностроительному заводу (ЭМЗ) поручалось провести научно-исследовательскую работу (НИР) «Выбор технических направлений по созданию авиационного комплекса для перехвата и поражения автоматических дрейфующих аэростатов». На ЭМЗ тема получила №34. Руководить ею поручили зам. главного конструктора Г.И.Архангельскому. В рамках этой темы была проведена серьезная совместная работа с головными институтами авиапрома и привлечением всех заинтересованных министерств и ведомств. Были изучены все мыслимые методы уничтожения АДА, вплоть до таких экзотических, как специальный трал, поднимаемый аэростатами заграждения. В результате сравнительного технико-экономического анализа наиболее эффективным и рациональным решением было признано создание высотного дозвукового самолета-истребителя АДА со стрелково-пушечным вооружением.
В 1970 г по заказу ПВО страны была открыта тема №17 — "Работы, направленные на создание специального высотного самолета для обнаружения и перехвата АДА". Ведущим конструктором был назначен В.М.Морковкин. 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. 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 самолёта 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-36-51А, 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 однодвигательного 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 самолёта-истребителя АДА, получившего обозначение М-17 «Стратосфера». В техническом задании было поставлено требование обеспечить его пилотирование обычными строевыми летчиками, а также добиться высоты барражирования 23-25 км. Для достижения необходимых аэродинамических характеристик М-17 «Стратосфера», прежде всего, требовалось создать крыло с уникальными несущими свойствами. КБ Мясищева разработало оригинальное двухрежимное крыло с изменяемыми в полёте 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.
Для поражения аэростатов была выбрана подвижная пушечная установка (ППУ), разработанная ММЗ «Дзержинец» на базе прекрасно зарекомендовавшей себя в эксплуатации пушки ГШ-23Л со скорострельностью 3400 выстрелов в минуту и массой всего 47 кг. Потребовалось также создать высокочувствительный взрыватель, срабатывавший от удара о сверхтонкую оболочку аэростата, что стало еще одним шагом в решении задачи поражения АДА 23-мм снарядами. В этом неожиданно помог сопутствующий физический эффект. При повреждении оболочки аэростата осколками образовывались лишь небольшие отверстия, расход газа через которые был недостаточным для снижения АДА. Но к радости вооруженцев, при этом возникал реактивный момент, закручивавший лёгкую оболочку относительно более инерционной подвески. Удерживавшие её стропы сжимали оболочку, и газ с нарастающей интенсивностью «выдавливался» через пробоины. В дополнение были разработаны специальные снаряды, из которых при срабатывании взрывателя выбрасывались проволочные жгутики, существенно увеличивавшие размеры пробоин.
Многие решения, заложенные в М-17 «Стратосфера», требовали проведения лётных экспериментов, для чего несколько самолётов переоборудовали в летающие лаборатории. 17ЛЛ-1 на базе Ту-16 предназначалась для проведения лётных испытаний и отладки двигателя РД-36-51В, который разместили в специальной мотогондоле под фюзеляжем самолета. В полете она с помощью параллелограммного механизма выдвигалась в поток, после чего подавалась команда на запуск двигателя. В ноябре 1978 г. 17ЛЛ-1 передали в ЛИИ, где и были проведены лётные испытания РД-36-51В. 17ЛЛ-2 создали на базе Ту-16К-10 для испытаний прицельно-поискового комплекса и подвижной пушечной установки. 17ЛЛ-3 на базе ЯК-25РВ предназначалась для отладки системы автоматического управления (САУ-17).
Постепенно список нерешенных проблем укорачивался. В конце 1973 г эскизный проект, содержавший 21 частный проект по системам и комплексам, 26 технических отчетов, 7 заключений головных НИИ, предъявили на суд Государственной комиссии. Одновременно представили и полноразмерный макет самолёта М-17 «Стратосфера». Комиссия одобрила проделанную работу и учитывая глубину и тщательность проработки, рекомендовала проект к внедрению в производство ещё до этапа технического проектирования. После этого вовсю заработали конструкторы и технологи, облекая в лаконичную чертежную форму инженерную мысль. Для натурных отработок систем и элементов М-17 «Стратосфера» было создано свыше двух десятков различных стендов.
Сборку первого опытного образца М-17 «Стратосфера» закончили в III квартале 1978 г, а в IV квартале провели наземные испытания систем самолёта, включая частотные. 14 октября 1978 г. умер Владимир Михайлович Мясищев. Коллектив ЭМЗ глубоко и искренне переживал это несчастье, но надо было продолжать работать. Началась организационная неразбериха, так как продолжительное время ЭМЗ оставался без главного конструктора, да еще приближался день рождения генсека Л.И.Брежнева. На этом фоне, хотя самолет был еще сырой и стояла пасмурная погода с частыми снегопадами, было принято решение поднять М-17 «Стратосфера» в воздух именно в 1978 г. и именно в г. Кумертау, поскольку Башкирию решили сделать «крылатой» республикой.
Летчик-испытатель К.В.Чернобровкин получил указание приступить к пробежкам. Накануне несколько дней шел снег, толстым слоем заваливший полосу и рулежные дорожки. Утро 24 декабря выдалось хмурым и холодным. После обеда удалось сделать первую пробежку. При этом наблюдавшие за ней специалисты заметили, что самолет оторвался от земли и пролетел с десяток метров. Когда он остановился, руководитель полетов А.И.Никонов сообщил об этом летчику. К.И.Чернобровкин возразил, сказав что заданную скорость рулежки 170 км/ч он строго выдержал и подлета быть не могло. Для снятия противоречий он попросил разрешить ему повторить пробежку. А.И.Никонов задумался, летчик посчитал молчание знаком согласия, закрыл фонарь и быстро порулил на старт, благо двигатель был запущен. Он не дождался даже инженера-испытателя, который по инструкции обязан был осмотреть самолёт после первой пробежки. Все произошло так быстро, что никто ничего не успел предпринять.
Короткий зимний день угасал, было сумрачно, валил крупный снег, еще больше ухудшив видимость. Самолет разбежался, опять подлетел, слегка накренился и задел законцовкой крыла УАЗик, стоявший на краю полосы. Крен перешел в скольжение, и самолет полетел на людей, стоявших на снежных отвалах вдоль ВПП. Летчик резко взял ручку на себя, увеличил газ, и М-17 «Стратосфера» скрылся в снежном тумане.
Все обмерли: радиолокационная приводная станция не работает, освещение ВПП отсутствует, естественных ориентиров нет, да еще метет пурга! В наступившей мертвой тишине послышался глухой шум двигателя: самолет возвращался и шел на посадку Но летчик превысил необходимую высоту и ушел на второй круг При вторичном заходе он снизился слишком рано и задел крылом сопку, расположенную у начала полосы. Самолет упал, вращаясь в горизонтальной плоскости. Летчик, не зафиксированный привязными ремнями, ударился виском о переплет фонаря и погиб. Так трагически и нелепо завершились, казалось бы, безобидные пробежки первого М-17 «Стратосфера».
Официальное основание для продолжения работ по «теме 17» появилось только через два с половиной года, когда вышло очередное Постановление ЦК КПСС и Совмина СССР от 5 июля 1981 г "О создании трёх опытных самолетов М-17 «Стратосфера» в 1981-84 гг". Однако на ЭМЗ работы над машиной не прерывались. В её конструкцию были внесены некоторые изменения. Например, еще в 1979 г решили отказаться от крыла изменяемой формы из-за возможного заклинивания сложного тросового механизма. Вместо него применили крыло обычной конструкции, оснащенное лишь интерцепторами и зависающими элеронами.
Новый главный конструктор ЭМЗ В.А.Федотов имел твердое намерение — испытания второго образца М-17 «Стратосфера» проводить только в ЛИИ в г. Жуковском, так как печальный опыт говорил о полной неприспособленности заводского аэродрома в г. Кумертау для этой цели. Для этого В.А.Федотов поручил ведущему конструктору Б.М.Морковкину подготовить и обеспечить маршрут доставки самолёта с завода-изготовителя в Жуковский, используя систему рек: Белая-Кама-Волга-Ока-Москва-река. Самолёт был благополучно доставлен и собран на ЭМЗ в г. Жуковском. В ноябре 1981 г его передали на летно-испытательный комплекс (ЛИК) для проведения наземной отработки систем, 11 мая 1982 г. метод-совет МАП рассмотрел мнения головных институтов о готовности самолета к летным испытаниям. Было выдано заключение на проведение первого полета.
26 мая второй летный образец М-17 «Стратосфера» поднялся в воздух. Его пилотировал заслуженный летчик-испытатель СССР З.Н.Чельцов. К большой радости собравшихся на аэродроме ЛИИ, все прошло нормально. Начались напряженные дни испытаний и доводок. В июне-июле удалось выполнить 4 полета, в которых определялись летно-технические, взлетно-посадочные и прочностные характеристики, устойчивость и управляемость машины, прошла проверку работоспособность силовой установки. По результатам этих полетов провели доработки самолета: усилили основные стойки шасси, перекомпоновали некоторые агрегаты топливной системы для удобства обслуживания, заменили некоторые пилотажно-навигационные приборы и тд.
В августе 1983 г самолёт М-17 «Стратосфера» передали в ГК НИИ ВВС для проведения этапа «А» совместных Государственных испытаний. В течение 1983-86 гг по их программе было выполнено 133 полета. Удалось достигнуть высоты 21500 м и максимальной приборной скорости 285 км/ч. В числе прочих испытаний были проведены запуски двигателя на высотах 4000-8000 м и посадка с выключенным двигателем. В этот период коллектив ЭМЗ оперативно проводил работы по устранению конструктивных и производственных дефектов, которые были обнаружены во время испытаний.
Очень важное значение приобрели работы, проведенные на 17ЛЛ-2. Эту летающую лабораторию передали ЛИКу в августе 1984 г и использовали для наземных, а затем летных испытаний. На этой машине провели практическую отработку боевого комплекса самолета М-17 «Стратосфера», включавшую стрельбы фугасно-зажигательными снарядами по реальным аэростатам-мишеням.
Завершить испытания боевого комплекса собирались на третьем летном экземпляре М-17 «Стратосфера», который оснастили пушечной установкой. Его собрали на ЭМЗ из агрегатов, изготовленных в Кумертау. 20 марта 1985 г В.В. Архипенко совершил первый полёт на этом самолёте. Во время заводских испытаний не все проходило гладко. В пятом полете произошел отказ демпфера курса, и садиться пришлось на запасном аэродроме.
После выполнения ряда доработок самолёт подготовили к смотру авиационной техники, который прошел на аэродроме Мачулищи в Белоруссии. В общей сложности в 1985-87 гг эта машина совершила 51 испытательный полет, в том числе в ГК НИИ ВВС по программе Госиспытаний. 22 полета, выполненные В.В.Архипенко, были посвящены отработке системы вооружения. Вначале проводились «примерочные» попытки с прицеливанием по Луне, которая играла роль АДА. Затем прошли боевые стрельбы. Поисково-прицельная станция и пушка работали великолепно — было сбито 9 аэростатов, следовавших на высотах 17-21 км. Кроме того, на третьем лётном экземпляре М-17 «Стратосфера» проводили полеты для испытаний пилотажного комплекса ПК-17, изучения прочностных характеристик планера и вибронагрузок, определения загазованности, доводки САУ.
В ноябре 1983 г советская ПВО зафиксировала пролет очередного АДА, запущенного со стороны Норвегии. На этом воздухоплавательную кампанию против СССР американцы прекратили. Однако у нас об этом пока не подозревали и ожидали дальнейших вторжений, поэтому работы над совершенствованием М-17 «Стратосфера» продолжались. В 1984 г была открыта "тема 61" — «Техническое предложение по созданию самолёта-истребителя АДА М-17ПВ», который предполагали оснастить новой ППУ с пушкой большего калибра. Расчеты показали, что отдача такой системы будет чрезмерной, и от перевооружения М-17 «Стратосфера» отказались. В 1986 г. открыли «тему 65», направленную на создание эскизного проекта самолета-истребителя АДА М-17П с модифицированным крылом увеличенного размаха. Но вскоре появилось межгосударственное соглашение о запрещении запуска АДА в чужое воздушное пространство. Фактически к тому времени их использование в разведывательных целях утратило свою значимость в связи с развитием космических средств. В результате программу перехвата аэростатов закрыли, и Госиспытания М-17 «Стратосфера» так и остались не завершенными.
Но история самолёта М-17 на этом не закончилась. Гриф секретности с него сняли, машина получила имя «Стратосфера», и началась ее подготовка к выполнению рекордных полетов. Она закончилась успешно, и весной 1990 г летчики-испытатели фирмы установили 25 мировых рекордов высоты, скорости и скороподъемности в подклассе С-11 (однодвигательные реактивные самолеты массой 16-20 т). Таким образом, можно констатировать, что задача создания эффективного высотного самолёта-истребителя АДА была решена, но произошло это слишком поздно, когда надобность в нем отпала. Накопленный за годы работы над М-17 «Стратосфера» опыт специалисты ЭМЗ использовали при создании следующего высотного самолета М-55.
Тактико-технические характеристики М-17 «Стратосфера»
Экипаж: 1 пилот
Длина: 22,27 м
Размах крыла: 40,32 м
Высота: 4,87 м
Площадь крыла: 137,7 м
Нормальная взлётная масса: 18 400 кг
Объём топливных баков: 10000 л
Силовая установка: 1 x ТРД РД-36-51В
Тяга: 1 x 58,84 кН (6000 кгс) (номинальная)
взлётная: 2 x 117,7 кН (12000 кгс)
на высоте 21000 м: 2 x 5,88 кН (600 кгс)
Максимальная скорость:
на высоте 20000 м: 743 км/ч
на высоте 5000 м: 332 км/ч
Крейсерская скорость: 0,7 М
Практическая дальность: 1 315 км (с высоты 20250 м до 20620 м)
Продолжительность полёта: 2 ч 14 мин
Время патрулирования: 48 мин
Практический потолок: 21 550 м
Время набора высоты потолка: 35 мин
Длина разбега: 340 м
Длина пробега: 950 м
Вооружение: пушечная установка ППУ с ГШ-23Л
