Radzieckie kierownictwo wojskowe było pod wielkim wrażeniem efektywnego wykorzystania izraelskich sił powietrznych amerykańskiego samolotu AWACS E-2C Hawkeye podczas wojny libańskiej w 1982 roku. W tym czasie Związek Radziecki dysponował ograniczoną liczbą ciężkich Tu-126, które były już dość przestarzałe. Aby zastąpić przestarzałe maszyny zbudowane w połowie lat 60., opracowano samolot A-50 z kompleksem radiowym Shmel, który był innowacyjny dla ZSRR. Jednak już na etapie projektowania samolotu AWACS opartego na Ił-76 było jasne, że nie będzie on w stanie stać się tani i masywny. Oprócz „strategicznych” ciężkich samolotów radarowego patrolu i kontroli, radzieckie siły powietrzne potrzebowały samolotu taktycznego o czasie lotu 4, 5-5 godzin i zdolności do wykrywania nisko latających i ukrytych celów z dużych odległości.
W 1983 roku dowództwo Sił Powietrznych i Obrony Powietrznej, przy udziale organizacji badawczych i przedsiębiorstw przemysłowych, uzgodniło wymagania dla nowego samolotu klasy średniej AWACS. Pokładowy system radarowy miał zapewniać wykrywanie celów na małej wysokości w odległości co najmniej 200 km i jednoczesne śledzenie 120 celów. W trybie pasywnym, przy pomocy elektronicznej stacji rozpoznawczej, przewidywano wykrywanie działających radarów naziemnych (morskich) i stacji naprowadzania rakiet obrony przeciwlotniczej na odległość do 400 km. Sprzęt do transmisji danych miał zapewnić wielokanałowe sterowanie i naprowadzanie zarówno uzbrojonych, jak i perspektywicznych myśliwców przechwytujących, a także nadawanie informacji radarowych do naziemnych stanowisk dowodzenia w czasie rzeczywistym.
Dla obiecującego samolotu linii frontu AWACS przewidziano dwie wersje systemów radiowych: decymetrową (z tradycyjnym umiejscowieniem anteny radaru w owiewce nad kadłubem samolotu) oraz centymetrową (z rozstawem anten w nosie i ogonie kadłuba).. Za platformę lotniczą uznano An-12, An-32, An-72 i Ił-18. W tym czasie samoloty An-12 i Ił-18 zostały już wycofane z produkcji, ale było wiele całkiem nowych i w dobrym stanie maszyn, które można było łatwo przekształcić w samoloty AWACS. Obiecujący średni transportowiec An-32 z nowymi silnikami turbośmigłowymi AI-20D-5M był właśnie testowany. Projekt na bazie lekkiego transportowca An-72 z dwoma obwodnicowymi silnikami turboodrzutowymi D-36 wydawał się bardzo obiecujący. Istotną zaletą An-72 była wysoka lokalizacja silników, która umożliwiała jego obsługę ze słabo przygotowanych lotnisk polowych. Zastosowanie tzw. efektu aerodynamicznego Coandy znacznie zwiększyło siłę nośną i skróciło rozbieg. Specjalistom OKB im. OK Antonowa udało się bardzo dokładnie opracować projekt, a wojsko jednoznacznie opowiedziało się za wersją opartą na An-72. Dzięki głębokim badaniom wstępnym udało się przejść bezpośrednio do projektu wykonawczego, omijając etapy projektowania szkicowego i budowy pełnowymiarowego modelu drewnianego.
An-71
Konieczność umieszczenia anteny w kształcie dysku kompleksu radiotechnicznego z góry określiła układ aerodynamiczny. Duże wymiary anteny obrotowej nie pozwalały na optymalne umieszczenie na stosunkowo niewielkim samolocie według tradycyjnego schematu. W tym przypadku antena miała duży wpływ na ogon i pojawiły się strefy zacieniania radaru przez elementy płatowca. Ponadto, po zainstalowaniu za pomocą pylonów „z tyłu”, antena nieuchronnie znalazła się pod wpływem odrzutowców wysoko zamontowanych silników. W związku z tym, po przeanalizowaniu wszystkich możliwych schematów, twórcy zdecydowali się na opcję zainstalowania anteny na końcu pionowego ogona, co nadało samolotowi bardzo egzotyczny wygląd. Obrotowa antena radaru dozorowania znajdowała się wewnątrz owiewki, konstrukcyjnie składająca się z metalowej części kesonu i osłon z włókna szklanego.
Aby to zrobić, konieczne było przerobienie ogona kadłuba i nowego pionowego ogona, który miał odwrotny przebieg, a także dużą cięciwę i grubość. W celu zmniejszenia obciążeń wibracyjnych podniesiono część ogonową kadłuba, co pozwoliło zwiększyć wysokość stabilizatora o pół metra. Ale mimo to, pomimo wszelkich wysiłków, sterowność An-71 znacznie różniła się od An-72 na gorsze. Nietypowy układ spowodował konieczność rozwiązania szeregu problemów, wśród których była niewystarczająca stabilność i sterowność w kanałach bocznych i podłużnych oraz wymuszony montaż steru o dużej powierzchni, co skomplikowało sterowanie i znacznie zmniejszyło skuteczność trymu steru.
Aby poprawić charakterystykę startową An-71, zastosowano mocniejsze silniki D-436K o ciągu 7500 kg. Jednak na prośbę wojska, w celu zrealizowania możliwości startu ze skróconych pasów startowych lub z jednym niesprawnym silnikiem głównym, pod ogonem kadłuba zainstalowano dodatkowo silnik przyspieszający RD-36A o ciągu 2900 kg. Ponieważ zużycie energii przez urządzenia pokładowe znacznie wzrosło zamiast dwóch generatorów GP-21 stosowanych na An-72, zastosowano cztery generatory GP-23 o łącznej mocy 240 kW.
Sekcja ogonowa An-71
W porównaniu z transportowym An-72, wewnętrzna objętość An-71 przeszła przebudowę. Projektanci musieli wprowadzić szereg poprawek, aby pomieścić cały niezbędny sprzęt, a kadłub został teraz podzielony na trzy przedziały. Bezpośrednio za kokpitem znajdowały się stanowiska operatorskie ze stojakami na sprzęt i ekranami informacyjnymi. W środkowym przedziale, odizolowanym od przestrzeni mieszkalnej, znajdowało się wyposażenie komputerowe kompleksu radiotechnicznego oraz wyposażenie lotnicze. Trzeci przedział mieścił sprzęt radarowy, silnik wspomagający, układy chłodzenia i elementy systemu sterowania. Pomiędzy pierwszym a drugim przedziałem zainstalowano metalową przegrodę ekranowaną z drzwiami.
W celu zwiększenia niezawodności kompleksu radarowego i zmniejszenia szkodliwego efektu wibracji, urządzenia zainstalowane w trzecim przedziale umieszczono na jednej platformie amortyzacyjnej, która jednocześnie pełniła funkcję kanału powietrznego dla układu chłodzenia. Część wyposażenia umieszczono w przestrzeni podpodłogowej kadłuba, owiewek podwozia i owiewek skrzydeł. W ten sposób gęstość instalacji sprzętu na An-71 była znacznie wyższa niż na znacznie większych samolotach A-50. Aby dostać się do uszkodzonej jednostki elektronicznej, często trzeba było zdemontować kilka sąsiednich. A jednak konieczne było zapewnienie akceptowalnych warunków pracy trzem operatorom.
Bazując na doświadczeniach z eksploatacji pierwszych Tu-126, dużą uwagę zwrócono na środki zapewniające bezpieczeństwo biologiczne i normalne warunki życia załogi. Aby zapobiec przenikaniu szkodliwego promieniowania o wysokiej częstotliwości zastosowano przeszklenie czaszy kokpitu ochronną powłoką metaliczną, przejście rurociągów, kabli elektrycznych i prętów przez przegrody i elementy płatowca samolotu wykonano z obowiązkowym przestrzeganie wymagań radioszczelności.
Po ostatecznym zatwierdzeniu projektu rozpoczęto budowę trzech eksperymentalnych maszyn. Do prób w locie miały zostać wykorzystane dwa samoloty, a jeden do prób statycznych. Pierwszy An-71 został dołączony z czwartego eksperymentalnego An-72. Ta maszyna, która miała dużo czasu lotu i jedno lądowanie awaryjne, nie była w stanie lotu przed konwersją. Drugi i trzeci egzemplarz również nie zostały zbudowane od nowa, ale zostały przerobione z używanego An-72. 12 lipca 1985 r. doświadczony An-71 wystartował po raz pierwszy.
Pierwszy egzemplarz An-71 podczas joggingu
Jeśli ponowne wyposażenie samego samolotu przebiegło ściśle zgodnie z harmonogramem, pojawiły się problemy z kompleksem inżynierii radiowej. Pierwsza wersja radaru i kompleksu komputerowego stworzona w NPO Vega wykazała niezadowalające wyniki w zakresie wykrywania celów powietrznych na tle ziemi. Doprowadziło to do radykalnej zmiany sprzętu radarowego i komputerowego. Jednak do tego czasu wymagania klienta uległy zmianie w zakresie interakcji z myśliwcami i samolotami uderzeniowymi. Konieczne było zwiększenie liczby kanałów naprowadzania, zapewnienie współdziałania z systemami obrony powietrznej dalekiego zasięgu, zwiększenie stopnia automatyzacji pracy operatorów oraz efektywna praca na celach naziemnych i naziemnych, co doprowadziło do powstania trzeciego zestawu ekwipunek.
Testy An-71 przeprowadzono nie tylko na Ukrainie, ale także w innych regionach ZSRR, w tym na Kaukazie, Wołdze i Azji Środkowej, w różnych warunkach meteorologicznych i różnych krajobrazach. Podczas testów część sprzętowa kompleksu radarowego została doprowadzona do wysokiego poziomu niezawodności. Jednocześnie An-71 mógł działać w oderwaniu od głównej bazy przez miesiąc, bez minimalnej konserwacji. Według oceny wojskowych i specjalistów Ministerstwa Przemysłu Lotniczego, którzy brali udział w testach, użycie An-71 może zwiększyć skuteczność lotnictwa myśliwskiego o 2,5-3 razy.
Na testach samolot o maksymalnej masie startowej 32100 kg rozwijał prędkość maksymalną 650 km/h. Prędkość przelotowa – 530 km/h. Pułap obsługi wynosi 10 800 metrów. Czas spędzony na patrolu to 5 godzin. Oznacza to, że według danych lotu An-71 nie był gorszy od amerykańskiego E-2C Hawkeye. Według informacji opublikowanych przez Global Security, radar zainstalowany na An-71 mógł wykrywać cele na tle ziemi w odległości ponad 200 km, z wysokością patrolowania 8500 metrów.
Często można usłyszeć opinię, że An-71 został pierwotnie opracowany jako samolot lotniskowy AWACS, ale tak nie jest. W 1982 roku, po ułożeniu ciężkiego krążownika lotniczego pr 1143,5 na pochylni stoczni czarnomorskiej w Nikołajewie, pojawiło się pytanie o uformowanie jego skrzydła powietrznego. Jeśli wszystko było mniej więcej jasne z myśliwcami i śmigłowcami przeciw okrętom podwodnym i ratowniczym, to nie było w tym czasie gotowych kandydatów do roli lotniskowca AWACS w ZSRR.
W 1983 roku, po rozpoczęciu prac nad samolotem frontowym AWACS, opracowywano modyfikację pokładu An-71. Szybko jednak okazało się, że ze względu na dużą wysokość An-71 oparcie go na krążowniku lotniczym jest niezwykle trudne. Jeśli skrzydła nadal można było złożyć, aby zaoszczędzić miejsce, to nie było jasne, co zrobić z wysokim ogonem, zwieńczonym masywną anteną radarową. Jednak główną przeszkodą był brak katapulty na statku. Uniemożliwiło to An-71 wybicie się z pokładu ze względu na niewystarczający stosunek ciągu do masy. Do krótkiego startu z pasa startowego z trampoliną potrzebne były co najmniej trzy silniki przyspieszające, dla których konieczne było przeprojektowanie całego samolotu. Biorąc pod uwagę te okoliczności, klient, reprezentowany przez MON, zdecydował się zrezygnować z zamówienia na opracowanie lotniskowca AWACS na bazie An-71 i skoncentrować wysiłki na innym modelu.
Po raz pierwszy zaczęli rozmawiać o nowych radzieckich samolotach AWACS na Zachodzie w 1986 roku, po wizycie w M. S. Gorbaczow z Kijowskiego Zakładu Mechanicznego, gdzie na lotnisku w Gostomel pokazano obiecujące modele samolotów sekretarzowi generalnemu KC KPZR. W tym przypadku część ogonowa samolotu, nosząca symbole Aeroflotu z owiewką radaru, wpadła w obiektywy aparatów fotograficznych i wideo.
Negatywny wpływ na los An-71 miały trudności gospodarcze, z jakimi borykała się gospodarka w późnym okresie sowieckim. W 1990 r. prace nad An-71, które osiągnęły wysoki stopień gotowości, zostały zamrożone, a po rozpadzie ZSRR, w warunkach utraty powiązań finansowo-gospodarczych, nie powróciły do nich. Chociaż z punktu widzenia zdrowego rozsądku stosunkowo niedrogie samoloty AWACS o połączeniu operacyjno-taktycznym są jeszcze bardziej potrzebne naszemu krajowi niż ciężki A-50, w większości bezczynny na lotnisku. Dysponując dobrymi parametrami startu i lądowania oraz akceptowalnymi kosztami operacyjnymi, An-71 może być używany jako środek operacyjny do wzmocnienia kontroli powietrznej w „specjalnym okresie” lub podczas lokalnych konfliktów. Podczas dwóch kampanii czeczeńskich i konfliktu zbrojnego z Gruzją w 2008 r. niezwykle drogi samolot AWACS A-50 musiał zostać wykorzystany do kierowania działaniami lotnictwa wojskowego.
Według źródeł amerykańskich na początku XXI wieku Ukraina negocjowała z Indiami możliwą dostawę zmodernizowanego An-71 w cenie 200 milionów dolarów za samolot. Jednocześnie kijowskie przedsiębiorstwo „Kvant-Radiolokatsiya” podjęło się opracowania nowego radaru „Kvant-M” o zasięgu wykrywania celów na małej wysokości do 370 km. W tym samym czasie liczba śledzonych celów miała osiągnąć 400 jednostek. Jednak umowa nigdy nie została zawarta. Najprawdopodobniej przedstawicielom Indii nie udało się uzyskać gwarancji, że Ukraina jest rzeczywiście zdolna do wypełnienia swoich zobowiązań.
Od 1979 roku A. S. Jakowlew, gdzie tradycyjnie zajmowali się samolotami pionowego startu i lądowania na morzu, prowadzono badania na pokładzie samolotu AWACS. Główną trudnością w stworzeniu takiej maszyny, opartej na cechach radzieckich statków powietrznych, było wzniesienie samolotu w powietrze przy braku katapulty na pokładzie. W tym celu stosunek ciągu do masy samolotu, który mógł spędzić 4-5 godzin na patrolu, musiał być bardzo wysoki. Początkowo samolot, który otrzymał oznaczenie Jak-44E, przewidywał instalację czterech dodatkowych silników turboodrzutowych do startu i dwóch sal marszowych. Zgodnie z zakresem zadań uzgodnionym z Marynarką Wojenną kompleks radiotechniczny miał wykrywać cele powietrzne w odległości 150-200 km i kierować na nie myśliwce morskie. Zasięg wykrywania celów powierzchniowych wynosi ponad 300 km. Podczas przechowywania na statku konsole skrzydłowe były składane. Załoga Jak-44E w oryginalnej wersji liczy 4 osoby.
Jednak umieszczenie czterech silników dźwigowych i dodatkowego paliwa nie pozostawiło miejsca na obszerny kompleks radiotechniczny i normalne warunki pracy dla operatorów. A sam pokładowy radar i sprzęt komunikacyjny został stworzony z dużymi trudnościami. Wkrótce stało się jasne, że ta wersja samolotu pokładowego AWACS to ślepy zaułek i projekt został przerobiony.
W samolocie zaktualizowanego projektu postanowiono zrezygnować z dodatkowych silników podnoszących, które były „martwym” ładunkiem w locie. Stosunek ciągu do masy samolotu został zwiększony przez zainstalowanie dwóch nowych silników turbowentylatorowych D-27 o mocy 14 000 KM. Wybór tego typu silnika wynikał z faktu, że przy wystarczająco dużej poddźwiękowej prędkości przelotowej miał on znacznie lepszą wydajność paliwową niż dostępne silniki turboodrzutowe. Ponadto, w porównaniu z silnikami turbośmigłowymi w trybie startu, zapewniał lepszą charakterystykę trakcji, stosunek ciągu do masy oraz zwiększoną siłę nośną dzięki dmuchaniu skrzydeł.
Porównawcze rozmiary samolotów E-2 Hawkeye, Jak-44 i An-71 AWACS
Jako pokładowy radar zapewniający widoczność we wszystkich kierunkach zdecydowano się użyć obiecującego radaru E-700 z anteną w obrotowej owiewce w kształcie dysku o średnicy 7,3 m na pylonie nad kadłubem samolotu. W tym samym czasie radzieckie lotniskowce AWACS zaczęły bardzo przypominać amerykańskie Hawkeye, ale jednocześnie były nieco większe.
Pełnowymiarowy model samolotu Jak-44E
Latem 1989 roku prace weszły w fazę praktycznej realizacji projektu. Pierwszym krokiem było wyprodukowanie pełnowymiarowego modelu konstrukcyjno-technologicznego samolotu oraz zredukowanego modelu do badań radiotechnicznych i przygotowania do budowy prototypów.
Jak-42LL
Do prób w locie silnika lotniczego D-27 przygotowano laboratorium latające Jak-42LL. Budowa prototypów Jak-44E i jego seryjna produkcja miała być prowadzona w Zakładach Lotniczych w Taszkencie. W przyszłości planowano, że ta maszyna trafi również do Sił Powietrznych.
Zdjęcie do pamięci. Po zakończeniu testów modelu Jak-44E na krążowniku lotniczym „Tbilisi”
Aby ocenić możliwość umieszczenia Jaka-44E na pokładzie i w hangarze krążownika transportującego samoloty „Tbilisi”, pełnowymiarowy model samolotu został w sierpniu 1990 roku dostarczony barką na pokładzie statku, który został testowane w regionie Sewastopola. Podczas testów możliwości umieszczenia samolotu w hangarach wewnętrznych, wytaczanie na platformę z windy i podnoszenie z hangarów wewnętrznych, holowanie i cumowanie samolotu na pokładzie i w hangarze, sprzęganie samolotu ze wsparciem technicznym posty zostały przetestowane. Po zakończeniu programu oceny model wrócił do warsztatu montażowego Biura Projektowego Jakowlewa. Po przetestowaniu układu nastąpiło ułożenie pierwszego prototypu.
Według danych konstrukcyjnych samolot o maksymalnej masie startowej 40 000 kg mógł osiągnąć maksymalną prędkość 740 km/h. Prędkość przelotowa – 700 km/h. Prędkość lądowania – 185 km/h. Pułap obsługi wynosi 12 000 metrów. Czas patrolowania w odległości 300 km od lotniskowca w zakresie prędkości 500-650 km/h wynosi 5-6 godzin. Załoga: 2 pilotów, 2 operatorów RTK i oficer naprowadzający. W porównaniu z An-71 pokładowy Jak-44 wyróżniał się bardzo gęstym układem.
Układ Jak-44
W przyszłości, aby wydłużyć czas przebywania w powietrzu, samolot musiał otrzymać system tankowania. Na bazie płatowca Jak-44E zaprojektowano także lotniskowiec do zwalczania okrętów podwodnych i tankowiec.
Kompleks radiowy E-700 zapewniał stabilne wykrywanie celów powietrznych na tle leżącej poniżej powierzchni w odległości 220-250 km, w zależności od RCS. Cele naziemne można było wykryć z odległości do 400 km. Sprzęt Jak-44E mógł jednocześnie śledzić 150 celów i wycelować w nie 40 myśliwców.
Chociaż pełnowymiarowy układ Jak-44E został pomyślnie przetestowany na pokładzie lotniskowca 1143.5, było jasne, że na tym okręcie, który zresztą nie miał katapulty, AWACS byłby zbyt ciasny dla samolotów z lotniskowca. Łącznie w skrzydle lotniskowca miało znajdować się maksymalnie 4 samoloty AWACS i 2 samoloty do tankowania. Dlatego projekt pokładu „pikiety radarowej” przed zamknięciem programu został przeprowadzony głównie w związku z jego umieszczeniem na jądrowym lotniskowcu pr.1143.7 „Uljanowsk”. Ta modyfikacja, przeznaczona do startu z katapulty, otrzymała oznaczenie Jak-44RLD. W przeciwieństwie do okrętu noszącego obecnie nazwę „Admirał floty Związku Radzieckiego Kuzniecow”, „Uljanowsk” miał stać się pełnoprawnym lotniskowcem z przestronnymi hangarami wewnętrznymi i katapultą parową. Jego planowane uruchomienie zaplanowano na 1995 rok.
Lotniskowiec klasy Uljanowsk mógłby stać się pierwszym sowieckim lotniskowcem transportującym samoloty, nie ustępującym rozmiarami i możliwościami grupy lotniczej amerykańskim wielozadaniowym lotniskowcom z napędem jądrowym klasy Enterprise i Nimitz. Instalacja katapult parowych i możliwość podnoszenia samolotów AWACS znacznie rozszerzyła funkcje okrętu w porównaniu z poprzednimi radzieckimi krążownikami lotniczymi. W opcji zapewnienia obrony powietrznej eskadry na pokładzie Uljanowsk przewidywano umieszczenie 36 Su-33 i 8 Jak-44.
Może wyglądać jak lotniskowiec nuklearny „Uljanowsk”
Jednak po rozpadzie ZSRR budowa lotniskowca „Uljanowsk” w stoczni w Nikołajewie została wstrzymana, a gdy około 20% statku było gotowe, kadłub statku rozebrano w 1992 roku. W tym samym czasie rząd „nowej” Rosji przestał finansować program Jak-44, a ten bardzo obiecujący samolot AWACS nigdy nie został zbudowany. Ponieważ przedsiębiorstwo, które było zaangażowane w tworzenie „pierwszej linii” An-71, okazało się być na „niepodległej” Ukrainie, a przy odmowie sfinansowania maszyny, która stała się obca, nadal można się zgodzić, że Jakowlew Biuro projektowe pozostało w Rosji, aw naszym kraju istniały wszelkie możliwości budowy prototypów i dopracowania do seryjnej produkcji Jak-44. Bez wątpienia ten wszechstronny samolot byłby poszukiwany nie tylko w marynarce wojennej, ale także w lotnictwie.
Jeśli An-71 osiągnął etap budowy prototypów, a Jak-44 został zbudowany w formie pełnowymiarowej makiety, to samolot P-42, opracowany w G. M. Beriev w Taganrogu nigdy nie opuścił etapu projektu. Ta wszechstronna platforma lotnicza zewnętrznie przypominała amerykański samolot przeciw okrętom podwodnym S-3 Viking. Na bazie P-42 miał stworzyć samolot PLO, tankowiec, poszukiwawczo-ratowniczy, transportowy i AWACS. Takie podejście może obniżyć koszty produkcji i przyspieszyć rozwój personelu lotniczego i technicznego. Podobnie jak Viking, był to jednopłatowiec z umiarkowanie skośnym nadskrzydłem. Pod skrzydłem znajdowały się dwa silniki turbowentylatorowe D-36, których konsole można było złożyć. Stępka również była składana zgodnie z projektem. Samolot miał zostać wystrzelony za pomocą katapulty okrętowej i lądować za pomocą aresztu powietrznego. Był to dość kompaktowy samolot o maksymalnej masie startowej 29 000 kg i trzyosobowej załodze. Jego prędkość maksymalna miała przekraczać 800 km/h. Czas patrolu w odległości 300 km od statku - 2,5-3 godziny.
Wygląd projektowy samolotu AWACS P-42
Budowę prototypu zaplanowano na 1976 rok. Założono, że P-42 stanie się częścią skrzydła lotniczego lotniskowca z elektrownią jądrową pr.1160 "Oryol". Rozwój tego projektu był prowadzony od końca lat 60. w Biurze Projektowym Newskiego. W połowie lat 80. marynarka wojenna ZSRR miała otrzymać trzy takie okręty. Jednak budowa lotniskowców z reaktorem jądrowym została uznana za zbyt kosztowną, a w 1973 roku wszystkie prace zostały skrócone na rzecz dalszej budowy statków Projektu 1143. Prace nad samolotami rodziny P-42 nie wyszły poza fazę papierową.
