В 1971 г. ВВС СССР сформулировали ТТТ к новому самолёту — перспективному фронтовому истребителю (ПФИ). К программе привлекли все истребительные КБ страны — А.И.Микояна, П.О.Сухого и А.С.Яковлева. ПФИ должен был бороться с истребителями в ближнем манёвренном воздушном бою (с применением УР и пушки), перехватывать воздушные цели на большой дальности при наведении с земли или автономно и вести воздушный бой на средних дистанциях, прикрывая войска и объекты инфраструктуры от нападения с воздуха, противодействовать средствам воздушной разведки, сопровождать тяжёлые самолёты и защищать их от истребителей, вести воздушную разведку, уничтожать малоразмерные наземные цели в условиях визуальной видимости. Основными противниками самолёта на начальном этапе считались американские перспективные истребители F-15, P.530 и YF-17 (будущий F-18).
В 1971 г. институты промышленности и ВВС начали исследования по формированию концепции построения парка истребительной авиации. В итоге был сделан вывод (такой же как и в США), что необходимы два типа самолётов — тяжёлый и лёгкий. Лёгкий фронтовой истребитель (ЛФС) предназначался для действий над своей территорией и в пределах тактической глубины.
В 1972 г. ВВС рассмотрело аванпроекты перспективных истребителей, выполненных в ОКБ Микояна, Сухого и Яковлева. Это были проекты лёгких истребителей МиГ-29 и Як-45 и проекты тяжёлых истребителей Т-10 и Як-47. ОКБ А.С.Яковлева, участвуя и в конкурсе на создание штурмовика и перспективных истребителей, вполне вероятно предложило создать все три типа самолёта по одной аэродинамической схеме. Это существенно сократило расходы на исследования аэродинамики и проектирование. Мало того, штурмовик и лёгкий истребитель отличал практически только состав оборудования. С одной стороны, это было выгодно и ВВС — столь близкое «родство» значительно упростило бы и подготовку лётчиков, и эксплуатацию парка самолётов.
Эскизный проект первых вариантов Як-45 был закончен в июле 1970 г. Весь он «вмещался» в одну книгу — чуть более 50 страниц и начинался такими словами: «С учётом войны на Ближнем Востоке и во Вьетнаме, нами проработан самолёт Як-45 в варианте штурмовика и истребителя. Самолёт характеризуется большими избытками тяги, исключительной вертикальной маневренностью, что в сочетании с малой размерностью самолёта, большим радиусом действия и сверхзвуковой скоростью полёта на малой высоте даёт возможность успешно выполнять боевую задачу как по штурмовым, так и по истребительным действиям. Учитывая сходность требований к лётным характеристикам, возможность массового производства самолёта, упрощение и удешевление эксплуатации, оба варианта имеют одну и ту же конструкцию и аэродинамическую компоновку. Различия заключаются в составе вооружения, прицельного и навигационного оборудования».
Як-45 представлял собой одноместный двухмоторный среднеплан нормальной аэродинамической схемы с однокилевым оперением и шасси велосипедного типа. Двигатели располагались почти на половине размаха крыла, причём два главных лонжерона крыла в этом месте имели форму полукольца, охватывая моторы снизу. Эта компоновка давала определенные преимущества. Во-первых, такое размещение двигателей существенно повышало живучесть машины, снижая вероятность повреждения одновременно двух моторов. Во-вторых, упрощалось техобслуживание, открывая подход к двигателям практически с любой стороны. Кроме того, достаточно просто решались вопросы замены двигателей. Имелись и аэродинамические преимущества: уменьшались потери на входе в воздухозаборники и на срезе сопла.
Лобовые осесимметричные регулируемые воздухозаборники с внешним торможением имели обечайки и перепускные створки подпитки двигателей на земле для согласования работы двигателей и воздухозаборников на малых скоростях. В хвостовой части мотогондол располагались тормозные щитки.
Фюзеляж типа полумонокок имел круглое поперечное сечение с максимальным диаметром 1.2 м. Основной материал конструкции — алюминиевые сплавы в виде прессованных профилей, штамповок и листов. Конструктивно и технологически фюзеляж делился на несколько отсеков. В переднем располагалась кабина пилота, БРЛС, ниша передней стойки шасси, отсеки оборудования. Перед кабиной пилота разместили две встроенные пушки ГШ-23 с общим боезапасом 400 патронов. При этом зарядный ящик установили прямо перед кабиной пилота, защитив таким образом лётчика спереди. 2-й и 4-й отсеки представляли собой топливные баки. Питание двигателей было раздельным, но в аварийных ситуациях и левый, и правый двигатели могли получать топливо из обоих баков. В 3-м отсеке, образованном силовыми шпангоутами крепления крыла, находилась ниша основной стойки шасси, агрегаты гидросистем и системы кондиционирования.
В хвостовом отсеке, к которому крепилось оперение, размещались самолётное оборудование и тормозной парашют. Крыло с относительной толщиной профиля 5% имело развитый наплыв в корневой части с углом стреловидности 79°. Консоли умеренной стреловидности — 25°. На задней кромке крыла между фюзеляжем и мотогондолами были установлены выдвижные закрылки, а на консолях крыла - элероны. Кроме того, вдоль передней кромки консолей располагались автоматические предкрылки. Конструкция крыла — многолонжеронная, в основном из алюминиевых сплавов, с широким применением штамповки и химического фрезерования. Оперение — обычной схемы, стабилизатор — переставной в полёте, с рулями высоты. Конструкция киля и стабилизатора — двухлонжеронная, из алюминиевых сплавов. Стабилизатор имел значительное поперечное V 18°, чтобы работать вне зоны выхлопных струй двигателей.
Ещё одной особенностью Як-45 было велосипедное шасси. Такая его схема давала возможность нормально выполнять посадку даже при повреждении одного из пневматиков каждой из опор. Колёса основной стойки шасси - тормозные, выпуск и уборка стоек производились с помощью гидравлической системы. Шасси обеспечивало посадку самолёта на грунтовые аэродромы с прочностью грунта не менее 6 кгс/см (хотя, по ТТТ ВВС, требовалась посадка на грунт с прочностью 5 кгс/см). Для устойчивости самолёта при рулении, на концах крыла были установлены дополнительные опоры, закрытые обтекателями.
Управление самолётом — жёсткое, в каналах рулей высоты и элеронов установлены гидроусилители необратимого типа с механизмами триммерного эффекта и пружинными механизмами загрузки ручки управления. Кабина пилота — герметичная, вентиляционного типа. Катапультное кресло «Алтай» должно было обеспечить спасение лётчика на всех режимах полёта, в том числе и на разбеге. Все операции по катапультированию должны были происходить автоматически, включая вывод кресла из кабины, стабилизацию и отделение лётчика с вводом парашютной системы.
Гидросистема состояла из двух самостоятельных систем: бустерных (основной и аварийной) и системы силовых цилиндров, предназначенной для выпуска и уборки шасси, закрылков, тормозных щитков, разворота передней стойки шасси, для перемещения конусов воздухозаборников, перекладки стабилизатора. Рабочее давление гидрожидкости АМГ-10 составляло 150 кгс/см. В аварийных ситуациях перекладка стабилизатора, выпуск шасси и закрылков осуществлялась с помощью пневмосистемы.
Лёгкий истребитель Як-45И предназначался для «защиты наземных войск от штурмовой авиации и уничтожения истребителей противника на малых и средних высотах при визуальной видимости». Завоевание превосходства в воздухе осуществлялось «путём автономных действий с использованием бортовых прицельных систем, а также предварительного целеуказания». Штурмовик Як-45 предназначался для уничтожения групповых и одиночных малоразмерных и подвижных наземных объектов в тактической и оперативной глубине противника. При этом штурмовые действия он мог вести лишь при визуальном контакте с целью.
Основные лётные данные самолётов были определены на основании экспериментальных исследований модели самолёта в аэродинамических трубах Т112 и Т113 ЦАГИ. В этих же трубах снимали характеристики устойчивости и управляемости самолёта. Расчёты показали, что он обладает удовлетворительными характеристиками во всём эксплуатационном диапазоне высот и скоростей полёта и удовлетворяет основным требованиям ВВС.
Оборудование самолёта Як-45И включало стрелковый прицел АСП-17, радиостанцию «Бук-10», ответчик системы опознавания госпринадлежности «Озон», станцию оповещения «Сирень-3М», систему ближней навигации «Радикал» (с РЛС облёта препятствий), радиокомпас «Оленёк», радиовысотомер «Репер-М». В счёт боевой нагрузки можно было подвесить контейнеры станции активных помех «Герань» и установить систему выброса ИК-ловушек ИПП-26М.
Вооружение истребителя размещалось на двух пилонах под крылом между фюзеляжем и мотогондолами. На них можно было подвесить две УР класса «воздух-воздух» Р-3С или шесть УР К-60 (по три на каждом пилоне). Встроенное артвооружение — штатное.
Оборудование штурмовика дополнял бомбардировочный прицел ПБК-3 и лазерный дальномер «Фон». Средства пассивной защиты предствлены станциями оповещения РЛС-ЗУР «Барьер» и радиопротиводействия «Герань». Кроме того, штурмовик планировали оснастить ДИСС «Поиск». Общая масса оборудования достигала 1000 кг. Авиаприцел АСП-17, сопряжённый с оптическим квантовым дальномером и прицелом ПБК-3, должен был обеспечивать бомбометание с горизонтального полёта, кабрирования и пикирования в условиях визуальной видимости цели или ориентира, а также стрельбу артиллерийского и неуправляемого реактивного оружия по воздушным и наземным целям. Для наведения УР Х-23 класса «воздух-поверхность» предусматривалась подвеска контейнера с аппаратурой «Дельта-Н».
Бомбардировочное вооружение размещалось на пяти универсальных балочных держателях 3-й весовой группы — четыре под крылом и один под фюзеляжем. Вместо них под крылом можно было установить многозамковые балочные держатели, а под фюзеляжем — такой же держатель, но второй группы. На универсальные держатели можно было подвешивать авиабомбы калибрами 50-500 кг или зажигательные баки ЗБ-500. Подфюзеляжный держатель предназначался для специзделия. Многозамковые держатели 3-й весовой группы обеспечивали подвеску либо шести авиабомб калибрами 100 кг, либо трёх калибрами 250 кг, либо одной калибром 500 кг. На держатель 2-й группы можно было подвесить четыре авиабомбы калибром 100 кг. Таким образом, на самолёте можно было подвесить 28 авиабомб калибром 100 кг или 13 авиабомб калибром 250 кг или пять авиабомб калибром 500 кг. Максимальная масса боевой нагрузки составляла 3840 кг.
Ракетное вооружение включало в себя УР Х-23 класса «воздух-поверхность» (2 шт.), УР Р-3С класса «воздух-воздух» (4 шт.), 240-мм осколочно-фугасные реактивные снаряды С-24 (5 шт.), 80-мм снаряды семейства С-8 (100 шт. в пяти 20-ствольных орудийных блоках Б-8М) или 57-мм снаряды семейства С-5 (160 шт. в пяти 32-ствольных орудийных блоках УБ-32). Артвооружение состояло из одной пушки ГШ-23 с боекомплектом 400 патронов в носовой части фюзеляжа перед кабиной. Кроме того, на внешней подвеске самолёт мог нести до пяти контейнеров с пушками ГШ-23 (боекомплект каждого — по 250 патронов).
Основные характеристики Як-45И / Штурмовик (проект 1970 г)
Длина полная, м 16.84
Размах крыла, м 10.00
Площадь крыла, м 35.14
Силовая установка 2 x ТРДДФ
Марка двигателя Р53Ф-300
Взлётная тяга двигателей, кгс
форсажная 2 x 6500
максимальная 2 x 4000
Взлётная масса, кг
нормальная 10000 / 11500
перегрузочная — / 14680
Масса пустого, кг 6480
Масса боевой нагрузки, кг
нормальная 500 / 1500
максимальная — / 4000
Масса топлива, кг 2900 / 3400
Тяговооружённость 1.3 / 1.15
Максимальная скорость, км/ч:
на H = 200 м, без подвесок 1500 / 1400
с подвесками — / 1250
на H = 11000 м 2650* / 2500
Практический потолок, м 25000 / —
Время набора высоты 18000 м, мин 2-2.5 / —
Практическая дальность, км
на скорости 800 км/ч у земли 1000
с подвесными топливными баками у земли, при скорости 800 км/ч 1500 / —
на высоте, при скорости 900-1000 км/ч 3000 / —
Радиус действия у земли, км — / 350**
Перегоночная дальность, км — / 3400
Максимальная эксплуатационная перегрузка 9 / 8
Манёвренная перегрузка (от 600 км/ч до V max ) — / 5
Длина разбега, м 350 / —
Длина пробега (с тормозным парашютом), м 350 / 500
Условия базирования (класс аэродрома) III
* — ограничение по двигателю;
** — комбинированный по скорости режим.
