В мае 1971 г. был подготовлен аванпроект штурмовика Як-45, и лёгкого фронтового истребителя Як-45И. Притом в материалах проекта было отмечено, что Як-45И «спроектирован на базе лёгкого штурмовика Як-45». Лёгкий штурмовик Як-45 предназначался для поражения подвижных и неподвижных наземных объектов в тактической и ближайшей оперативной глубине (до 200 км за линией фронта) в условиях визуальной видимости. В материалах проекта говорилось, что «высокие манёвренные и разгонные характеристики позволяют самолёту успешно преодолевать фронтовую полосу ПВО противника на малых высотах».
Именно этого первоначально и требовали военные в ТТТ 1971 г., понимая, что максимальная скорость полёта во многом определяет облик самолёта. С одной стороны большая скорость полёта повышает вероятность преодоления ПВО, с другой — снижается вероятность визуального обнаружения малоразмерных целей, возрастают требования к квалификации лётчиков. Тем не менее, заказчик хотел получить штурмовик с максимальной скоростью 1200 км/ч у земли (с четырьмя орудийными блоками 80-мм НАР С-8 на наружной подвеске). Именно в это время в ОКБ П.О.Сухого родился проект штурмовика на базе перехватчика (!) Су-15.
Во вступлении к проекту, которое А.С.Яковлев подписал 22 июля 1971 г. (на два месяца позже, чем по проекту истребителя), говорилось, что Як-45 «имеет следующие характерные особенности: высокую манёвренность, большие значения максимальных скоростей на всех высотах, возможность использования элементарно подготовленных аэродромов, простоту и быстроту технического обслуживания, относительную дешевизну изготовления, быстроту действия по вызову и своевременность атаки».
Выбранная схема крыла, имеющего большую стреловидность корневого отсека и относительно малую у консолей, позволяла без дополнительных усложнений получить хорошие несущие свойства как на взлётно-посадочных, так и на сверхзвуковых скоростях, малое индуктивное сопротивление и незначительный сдвиг фокуса при переходе от дозвука к сверхзвуку. Разнесённая силовая установка обеспечивала минимальные потери в воздухозаборнике и на сопле двигателя, а также давала определённые преимущества в техобслуживании, в дальнейшей модернизации самолёта и живучести. Для уменьшения стоимости машины, её планер предполагали изготавливать из обычных, в основном дюралюмиевых сплавов.
Аэродинамическая схема и компоновка машин принципиально не изменились. Однако крыло было сделано разъёмным и его немного приподняли относительно строительной горизонтали фюзеляжа. Корневая часть крыла теперь не имела поперечного V, а консоли отклонили вниз на 7°. Несколько уменьшили стреловидность наплыва (73°), а угол стреловидности консолей увеличили до 29°. При этом корневая часть крыла стала более тонкой (3%). Профиль крыла — ЦАГИ П53-М с относительной толщиной 3-5% по наплыву и 5% на консолях. Оно снабжено зависающими элеронами, выдвижными закрылками и автоматическими предкрылками. Каркас крыла состоял из главного и заднего лонжеронов, балок, стрингеров и нервюр.
Фюзеляж — стрингерный полумонокок круглого сечения, диаметром 1.2 м. В хвостовой части сечение фюзеляжа переходило в овальное. В носовой части фюзеляжа размещались передний отсек оборудования, гермокабина лётчика и ниша передней стойки шасси. В средней части — закабинный отсек оборудования, два топливных отсека (баки №1 и №2) и ниша основной стойки шасси, в которой дополнительно размещались агрегаты гидравлической и топливной систем. В хвостовой части фюзеляжа располагались отсек оборудования и тормозной парашют. Поперечный набор фюзеляжа состоял из 53 шпангоутов, стрингеров, лонжеронов и балок. Обшивка фюзеляжа — «дюралюминовая», а на участках топливных баков применены штампованные панели. Передний щиток ниши главной стойки шасси выполнял функции и тормозного щитка. Перед посадкой он убирался.
Фонарь кабины состоял из неподвижного козырька и откидной части. Обзор из кабины лётчика позволял визуально атаковать цели с углами визирования вперед до 20°. За кабиной пилота, внизу по левому борту была установлена пушка ТКБ-635. Для термозащиты обшивку планера у среза ствола защищал титановый лист. Оперение — однокилевое с переставным стабилизатором, рулём высоты. Киль — с рулём поворота. Стабилизатор имел угол поперечного V 10°.
Система спасения включала катапультное кресло КЯ-1 облегчённого типа (115 кг в снаряженном состоянии), которое нормально работало на высотах от 50 м при скоростях менее 1200 км/ч, на высотах от 0 до 50 м при скоростях 500-1200 км/ч и с уровня земли при скорости 150-500 км/ч. При аварийном открытии фонаря верхнюю балку разрезало удлинённым кумулятивным зарядом. Специальная бортсистема обеспечивала в аварийной обстановке автоматическое принудительное катапультирование.
У шасси велосипедного типа передняя стойка убиралась назад по потоку, а основная — против потока. Две подкрыльные опоры были установлены на консолях крыла и убирались в законцовки крыла назад по потоку. Все четыре стойки — рычажного типа, с азотно-гидравлическими амортизаторами. На главной стойке — два тормозных колеса размером 930-305 мм, на передней— нетормозное колесо размером 660-200 мм. Переднее колесо управлялось от педалей ножного управления с помощью гидроусилителя. Шасси позволяло эксплуатировать самолёт на грунтовых аэродромах III класса с прочностью грунта 7 кгс/см2.
Система управления самолётом Як-45 — бустерная, необратимая, с пружинными автоматами усилий. Проводка управления — жёсткая. Питались бустеры от основной или дублирующей гидросистем. Парирование бокового момента при отказе одного из двигателей осуществлялось рулём поворота автоматически.
Силовая установка самолёта включала два ТРДДФ Р53Ф-300 разработки ММЗ «Союз». Двигатели размещались в гондолах на крыле симметрично относительно плоскости хорд. Регулирование входного устройства осуществлялось перемещением центрального тела. Основной запас топлива размещался в фюзеляже в двух баках-отсеках. Топливные системы каждого двигателя — автономные, с системой кольцевания. Силовая установка была оборудована отбором воздуха для системы кондиционирования, турбозапуском, противопожарной системой и системой нейтрального газа.
Гидросистема состояла из двух автономных систем, одна из которых питала агрегаты системы управления самолётом, другая — силовые цилиндры. Каждая система имела по одному гидронасосу с приводом от двигателя. Рабочее давление — 210 кгс/см2;. В случае выхода из строя гидросистемы управления, предусматривалось автоматическое переключение питания бустеров на систему силовых цилиндров, а её потребители в свою очередь должны было питаться от аварийной пневмосистемы.
Система наддува и кондиционирования питалась воздухом, отбираемым от компрессоров двигателей. На высотах более 8000 м в кабине поддерживалось избыточное давление 0.3 атм. Энергоузел состоял из систем переменного и постоянного тока. Первая (напряжением 200/115 В частотой 400 Гц) включала два генератора мощностью по 12 кВА каждый. Источниками питания второй являлись два генератора мощностью по 8 кВт и аварийная аккумуляторная батарея.
В состав пилотажного оборудования самолёта Як-45 входили системы полуавтоматического управления СДУ-45, радиовысотомер «Репер-М» и инерциальная курсовертикаль ИКВ-72. Навигационное оборудование состояло из картографического планшета ПА-72 с вычислителем ЦАНВ-45, ДИСС «Горизонт», РСБН «Радикал», АРК «Оленёк», маркерного приёмника МРП-72, самописца аварийных параметров «Тестер-И». Радиотехническое оборудование состояло из станции УКВ-ДЦВ «Журавль-10», самолётного радиоответчика системы опознавания «Озон» и переговорного устройства СПУ-7.
Для уничтожения наземных и воздушных целей с горизонтального полета и со сложных видов маневра Як-45 мог применять бомбовое (в том числе и спецбоеприпасы), ракетное (управляемое и неуправляемое) и артиллерийское вооружение. На самолёте было предусмотрено уже семь точек подвески на универсальные держатели 3-й и 4-й групп, а также на многозамковые балочные держатели. Универсальные держатели 3-й группы БДЗ-У устанавливали под консолями крыла (4 шт) и под фюзеляжем (1 шт). На них можно было подвесить авиабомбы калибрами от 50 до 500 кг, зажигательные баки, универсальные пушечные контейнеры, пусковые устройства с управляемыми ракетами и орудийные блоки НАР. Два универсальных держателя 4-й группы БД4-У устанавливали под крылом между мотогондолами и фюзеляжем, ещё один - под фюзеляжем вместо универсальных держателей БДЗ-У. На них подвешивали авиабомбы калибром 1500 кг, специзделия и, кроме того, под крыло - ПТБ ёмкостью по 1300 л каждый.
Под фюзеляжем и мотогондолами с помощью спецузлов можно было установить многозамковые балочные держатели 3-й группы МБДЗ-Уб и подвесить либо по шесть авиабомб калибрами 50-100 кг, либо по три авиабомбы калибром 250 кг модели 62 или по четыре модели 54, либо по две авиабомбы калибром 500 кг.
Таким образом, бомбардировочное вооружение самолёта Як-45 обеспечивало подвеску:
Тип Число, шт
авиабомбы калибром 50-100 10..22
авиабомбы калибром 250 5..16
авиабомбы калибром 500 3..8
авиабомбы калибром 1500 1..2
зажигательные баки ЗБ-250 3..5
спецавиабомба 1..3
Ракетное управляемое вооружение самолёта включало УР классов «воздух-поверхность» и «воздух-воздух». Две ракеты Х-23 на АПУ-68 предназначались для поражения малоразмерных подвижных и неподвижных целей в условиях визуальной видимости. Система их управления - одноконтурная, ручная, командная, по методу трёх точек. Команды с самолёта на ракету передавались радиокомандной станцией «Дельта-Н», размещённой в подвесном контейнере. Более совершенные ракеты Х-25 имели систему управления и наведения с лазерным устройством.
УР К-13М предназначалась для поражения воздушных целей в ПМУ и СМУ. Их подвешивали на крыльевые держатели с помощью АПУ-13МТ. Захват цели ИК-ГСН летчик контролировал по изменению тона звукового сигнала в шлемофоне. УР К-60 (для поражения активно маневрирующих самолётов в ближнем воздушном бою) подвешивали на крыльевые балочные держатели с помощью АПУ-60.
Реактивное вооружение самолёта состояло из ста 80-мм НАР семейства С-8 в пяти 20-ствольных орудийных блоках Б-8М или четырёх 420/266-мм (или 340/266-мм) НАР семейства С-25 в однозарядных пусковых устройствах О-25. Блоки Б-8М можно было подвешивать на все универсальные держатели, а О-25 - только на крыльевые держатели.
Артвооружение самолёта Як-45 включало неподвижную пушку ТКБ-635 на левом борту с боезапасом 300 патронов. Кроме этого, под крылом можно было подвесить ещё четыре универсальных пушечных контейнера СППУ-22. В каждом таком контейнере размещалась отклоняемая вниз до 30° автоматическая пушка ГШ-23 с боезапасом 260 патронов.
В счёт боевой нагрузки, на самолёте была предусмотрена подвеска специальных съёмных контейнеров станции «Герань-УФ», системы пассивных помех типа ИПП и ПРЛ, командной радиолинии «Дельта-Н», системы лазерного подсвета целей «Прожектор», пеленгатора «Метель» (для УР класса «воздух-РЛС» Х-58).
При поддержке боевых действий сухопутных войск основными целями штурмовиков Як-45 должным были стать ядерная артиллерия, ракетные системы тактического и оперативно-тактического назначения, склады боеприпасов и топлива, КП, взводные опорные пункты, самолёты на аэродромах, радиотехнические посты систем управления ЗУР и истребительной авиации, войска в районах сосредоточения и на марше, батареи ЗУР Hawk и Nike Hercules , автобронетехника и пр. Большинство этих целей выводилось из строя обычными средствами поражения. Для прицельного бомбометания на самолёте предусмотрели прицельно-пилотажный индикатор ИПП-72, БЦВМ на базе «Орбита-15», лазерный дальномер «Фон». Прицельно-навигационный комплекс обеспечивал бомбометание в горизонтальном полёте, на пикировании и кабрировании. Выход на цель летчик осуществлял визуально.
Эффективность действия Як-45 при бомбометании (22 авиабомбы калибром 100 кг или 12 авиабомб калибром 250 кг) и при комбинированном применении различных средств поражения (12 авиабомб калибром 100 кг или четыре авиабомбы калибром 250 кг и четыре контейнера с пушками ГШ-23Л) в одном полёте определялась из расчёта двух заходов по одной и той же цели. Расчётная вероятность поражения малоразмерных целей авиабомбами калибрами 100 или 250 кг составляла 0.7-0.85 (за исключением бронированных целей). Протяженные цели (переправы, ж/д-составы и колонны) авиабомбами калибрами 100 и 250 кг — с вероятностью 0.43-0.58 и 0.37-0.58 соответственно. Теоретически два Як-45 основным площадным и линейным целям (рота мотопехоты, стоянки самолётов, батареи артиллерии и миномётов, рота танков и мотопехоты на марше) наносили ущерб не менее 30%.
При пусках ракетных снарядов С-25-О, расчётная вероятность поражения небронированных малоразмерных целей в одном заходе составила 0.85-0.97, а снарядов семейства С-80— 0.40-0.58. При стрельбе из пушек ГШ-23 вероятность поражения этих целей в двух заходах составляла 0.85-0.96. Вероятность поражения БМП или 20.3-см гаубицы в одном заходе составляла 0.52-0.59. Применение отклоняемых вниз пушек ГШ-23 в подвесных контейнерах СППУ-22 в одном заходе обеспечивало поражение малоразмерных фронтовых целей очередью продолжительностью 2 с с вероятностью 0.92. Пушка ТКБ-635 поражала небронированные малоразмерные цели с вероятностью 0.5-0.7, а бронированные — с вероятностью 0.43-0.46. При применении различных средств поражения (к примеру, авиабомб и пушек ГШ-23М) при атаке в двух заходах вероятность поражения типовых малоразмерных целей повышалась и составляла 0.8-0.93.
При выполнении боевых задач в тактической и оперативно-тактической зонах Як-45 мог преодолевать совместное противодействие ЗУР и истребительной авиации ПВО с вероятностью 0.55-0.64. Боевое применение специзделий по наземным целям обеспечивалось во всём диапазоне высот и скоростей в горизонтальном полёте, а также с кабрирования и пикирования.
Ожидаемая вероятность применения УР Х-23 по кабине РЛС при пуске в горизонтальном полёте оценивалась величиной 0.4, а при пуске с пикирования - 0.5-0.6. У ракет Х-25 при пуске с пикирования (25-40°) круговое вероятное отклонение оценивалось в 5-8 м при использовании станции подсвета «Прожектор». Для расширения боевых возможностей УР Х-25 в дальнейшем на самолёте предполагали установить ЛТПС «Каира».
Для поражения работающих наземных РЛС предусматривали использовать самонаводящиеся УР Х-25МП и Х-58. Для поиска, целеуказания и их пуска по неразведанным целям при прямой радиовидимости служил пеленгатор бортового комплекса обороны «Берёза» (если он сопрягался с ГСН УР) или пеленгатор «Метель» в подвесном контейнере. Дальности стрельбы обеспечивали поражение станции ЗУР Hawk без входа в его зону действия.
На самолёте Як-45 предусматривали специальные меры повышения боевой живучести. Фюзеляж штурмовика состоял из отдельных изолированных отсеков, а компоновка самих отсеков экранировала жизненно важные агрегаты менее важными или менее уязвимыми агрегатами. Разнесённые по крылу двигатели снижали вероятность их одновременного вывода из строя, топливо также размещалось в двух разнесённых отсеках. В аварийной ситуации двигатели могли питаться от любого из них. Для защиты топливных отсеков от гидроудара и уменьшения потерь топлива через пробоины, внутренние поверхности отсеков предполагалось покрыть двухслойным покрытием. Кроме того, по мере выработки топлива, ёмкости должны были заполняться азотом. Шасси самолёта обеспечивало нормальную посадку при простреле одного из пневматиков. Для защиты лётчика кабина была сварена из плит броневой стали толщиной от 4 до 8.5 мм. Помимо того, спереди и снизу-сзади её экранировали различными агрегатами оборудования. Козырёк фонаря кабины спереди защищён бронестеклом толщиной 45 мм, откидная часть фонаря закрыта двухслойной бронёй (наружный слой — 3-мм сталь, внутренний — 5-мм титан).
На этапе аванпроекта количественные показатели надёжности агрегатов и систем Як-45 определялись на основе статистической обработки информации по отказам и дефектам, возникавшим в агрегатах и системах самолёта Як-28П. Надёжность системы спасения и катапультного кресла КЯ-1 к этому времени уже подтвердили испытания. Основные системы самолёта были резервированы.
Расчёты показали, что наработка на отказ по оборудованию составляет 13 ч, наработка на неисправность по планеру — 180-200 ч, по двигателю — 250 ч, а по самолёту в целом (с одним вариантом оборудования) — 8-10 ч. Эти цифры соответствовали показателям надёжности фронтовых истребителей тех лет на 4-5-м году эксплуатации.
Основные характеристики штурмовика Як-45
Длина общая, м 18.80
Размах крыла, м 10.30
Высота, м 4.65
Площадь крыла, м 39.77
Силовая установка 2-ТРДДФ
Марка двигателя Р53Ф-300
Взлётная тяга двигателей, кгс
форсажная 2-8200
максимальная 2-4860
Взлётная масса нормальная, кг 14500
Масса пустого самолёта, кг 8700
Масса боевой нагрузки, кг
нормальная 1500
максимальная 4000
Масса топлива, кг 4000
Тяговооружённость 1.12
Максимальная скорость (на H = 200 м) с подвесками, км/ч 1200
Время набора высоты 10.000 м, мин:
без подвесок — 1.3
с подвесками — 2
Время разгона от 600 до 1100 км/ч у земли с подвесками, с 12
Практическая дальность, км:
на скорости 900 км/ч H = 200 м с подвескамии — 1000
Радиус действия у земли на комбинированном по скорости режиме, км 300
Перегоночная дальность, км 2500
Манёвренная перегрузка 5
Радиус виража ( H = 1000 м, V = 900 км/ч), м 900
Максимальная эксплуатационная перегрузка 8
Длина разбега-пробега, м 500
Условия базирования
класс аэродрома III
прочность грунта, кгс/см 7-7.5
