La direcció militar soviètica va quedar molt impressionada per l'ús efectiu de la Força Aèria Israeliana dels avions AWACS E-2C Hawkeye americans durant la guerra del Líban de 1982. En aquell moment, la Unió Soviètica tenia un nombre limitat de pesats Tu-126, que ja havien quedat força obsolets. Per substituir les màquines obsoletes construïdes a mitjans dels anys 60, el desenvolupament de l'avió A-50 es va dur a terme amb el complex radiofònic Shmel, que era innovador per a la URSS. No obstant això, ja en fase de disseny de l'avió AWACS basat en l'Il-76, era clar que no seria capaç de ser econòmic i massiu. A més dels avions pesats "estratègics" de la patrulla i control del radar, la Força Aèria Soviètica necessitava un avió tàctic amb una durada de vol de 4, 5-5 hores i la capacitat de detectar objectius de baix vol i sigil a llarg abast.
El 1983, el comandament de la Força Aèria i la Defensa Aèria, amb la participació d'organitzacions de recerca i empreses industrials, va acordar els requisits per a un nou avió AWACS de classe mitjana. Se suposava que el sistema de radar a bord asseguraria la detecció d'objectius de baixa altitud a una distància d'almenys 200 km i el seguiment simultani de 120 objectius. En el mode passiu, amb l'ajut d'una estació electrònica de reconeixement, es preveia la detecció de radars terrestres (marítims) i estacions de guia de míssils de defensa antiaèria a una distància de fins a 400 km. Es suposava que l’equip de transmissió de dades proporcionaria control i guia multicanal tant en servei com en interceptors de caces prometedors, així com transmetre informació de radar als llocs de comandament terrestres en temps real.
Per a un prometedor avió de primera línia AWACS, es preveien dues versions de sistemes de ràdio: decímetre (amb la ubicació tradicional de l’antena de radar al carenat sobre el fuselatge de l’avió) i centímetre (amb espaiat d’antena al nas i a la cua del fuselatge). An-12, An-32, An-72 i Il-18 es consideraven una plataforma d'aviació. En aquell moment, els avions An-12 i Il-18 ja havien estat descatalogats, però hi havia moltes màquines bastant noves i en bon estat que es podien convertir fàcilment en avions AWACS. El prometedor transport mitjà An-32 amb els nous motors turbopropulsors AI-20D-5M s’acabava de provar. El projecte basat en el transport lleuger An-72 amb dos motors de bypass D-36 semblava molt prometedor. Un avantatge significatiu de l’An-72 era l’elevada ubicació dels motors, que permetia accionar-lo des d’aeròdroms de camp poc preparats. L’ús de l’anomenat efecte aerodinàmic Coanda va augmentar significativament l’elevació i va reduir la cursa d’enlairament. Els especialistes d’OKB que porten el nom d’OK Antonov van aconseguir elaborar el projecte amb molta cura, i els militars van parlar sense ambigüitats a favor de la versió basada en l’An-72. Gràcies a una profunda investigació preliminar, va ser possible anar directament al disseny detallat, saltant les etapes del disseny de croquis i la construcció d’un model de fusta a mida completa.
An-71
La necessitat de col·locar l’antena en forma de disc del complex d’enginyeria de ràdio va predeterminar la disposició aerodinàmica. Les grans dimensions de l'antena giratòria no permetien una ubicació òptima en un avió relativament petit d'acord amb l'esquema tradicional. En aquest cas, l’antena va tenir una gran influència sobre la cua i hi havia zones d’ombreig del radar pels elements de la cèl·lula. A més, quan es va instal·lar amb l'ajut de pilones "a la part posterior", l'antena inevitablement va caure sota la influència dels raigs de reacció de motors muntats en alt. En aquest sentit, després d'analitzar tots els esquemes possibles, els desenvolupadors van decidir l'opció d'instal·lar l'antena a la punta de la cua vertical, cosa que donava a l'avió un aspecte molt exòtic. L'antena giratòria del radar de vigilància es trobava a l'interior del carenat, formada estructuralment per una part de caixó metàl·lic i carcasses de fibra de vidre.
Per fer-ho, era necessari refer la cua del fuselatge i una nova cua vertical, que tenia un escombrat invers, així com un gran acord i gruix. Per reduir les càrregues de vibració, es va elevar la secció de la cua del fuselatge, cosa que va permetre augmentar l’alçada de l’estabilitzador en mig metre. Però, tot i així, malgrat tots els esforços, la controlabilitat de l'An-71 va ser notablement diferent de l'A-72 per a pitjor. La distribució inusual va provocar la necessitat de resoldre diversos problemes, entre els quals hi havia una insuficient estabilitat i controlabilitat als canals laterals i longitudinals, i la instal·lació forçada d’un timó de gran superfície, cosa que va complicar el control i va reduir significativament l’eficàcia de la guarnició del timó..
Per millorar les característiques de l'enlairament de l'An-71, es van utilitzar motors D-436K més potents amb una empenta de 7500 kg. Tanmateix, a petició dels militars, per tal d’adonar-se de la possibilitat d’enlairar-se de pistes reduïdes o amb un motor principal inoperant, es va instal·lar addicionalment un motor accelerador RD-36A amb una empenta de 2900 kg sota la cua del fuselatge. Atès que el consum d'energia dels equips de bord va augmentar significativament en lloc dels dos generadors GP-21 utilitzats a l'An-72, es van utilitzar quatre generadors GP-23 amb una potència total de 240 kW.
Secció de cua de l'An-71
En comparació amb el transport An-72, el volum intern de l'An-71 ha sofert una reordenació. Els dissenyadors van haver de fer diversos ajustaments per acomodar tot l'equip necessari i el fuselatge estava dividit en tres compartiments. Immediatament darrere de la cabina hi havia estacions de treball de l’operador amb bastidors d’equips i pantalles de visualització d’informació. Al compartiment mitjà, aïllat de l’espai habitable, hi havia l’equip informàtic del complex d’enginyeria de ràdio i l’equip d’avions. El tercer compartiment allotjava els equips de radar, el motor de reforç, els sistemes de refrigeració i els elements del sistema de control. Es va instal·lar una mampara metàl·lica amb una porta entre el primer i el segon compartiment.
Per tal d’augmentar la fiabilitat del complex radar i reduir l’efecte nociu de les vibracions, els equips instal·lats al tercer compartiment es van situar en una plataforma d’amortització única, que alhora servia de conducte d’aire per al sistema de refrigeració. Part de l’equip es va col·locar a l’espai del terra del fuselatge, els carenats del tren d’aterratge i els carenats de les ales. Per tant, la densitat d’instal·lació d’equips a l’An-71 era significativament superior a la de l’avió A-50, molt més gran. Per arribar a una unitat electrònica fallida, sovint calia desmuntar-ne diverses de veïnes. I, tanmateix, era necessari proporcionar condicions de treball acceptables a tres operadors.
Basant-se en l’experiència d’operar els primers Tu-126, es va prestar molta atenció a les mesures per garantir la bioseguretat i les condicions normals de vida de la tripulació. Per evitar la penetració de radiacions nocives d’alta freqüència, es va utilitzar el vidre del dosser de la cabina amb un recobriment protector metalitzat, es va realitzar el pas de canonades, cables elèctrics i barres a través de les mampares i els elements de la cèl·lula de l’avió compliment dels requisits d’estanqueïtat radiofònica.
Després de l’aprovació final del projecte, es va iniciar la construcció de tres màquines experimentals. Se suposava que s’utilitzaven dos avions per a proves de vol i un per a proves estàtiques. El primer An-71 es va adjuntar a partir del quart An-72 experimental. Aquesta màquina, que tenia molt temps de vol i un aterratge d'emergència, no estava en estat de vol abans de la conversió. La segona i la tercera còpia tampoc es van tornar a construir, sinó que es van modificar a partir de la An-72 usada. El 12 de juliol de 1985, un experimentat An-71 va enlairar-se per primera vegada.
La primera còpia de l'An-71 mentre corria
Si el reequipament de l’avió anava estrictament d’acord amb l’horari, llavors sorgirien problemes amb el complex d’enginyeria de ràdio. La primera versió del radar i del complex informàtic creada a NPO Vega va mostrar resultats insatisfactoris pel que fa a la detecció d'objectius aeris contra el fons de la terra. Això va provocar una alteració radical del radar i dels equips informàtics. No obstant això, en aquell moment, els requisits del client havien canviat pel que fa a la interacció amb avions de combat i atac. Calia augmentar el nombre de canals d’orientació, garantir la interacció amb sistemes de defensa antiaèria de llarg abast, augmentar el grau d’automatització del treball dels operadors i treballar efectivament en objectius terrestres i superficials, cosa que va conduir a la creació d’un tercer conjunt de equipament.
Les proves An-71 es van dur a terme no només a Ucraïna, sinó també en altres regions de l'URSS, incloent el Caucas, la regió del Volga i Àsia Central, en diverses condicions meteorològiques i en diversos paisatges. Durant les proves, la part de maquinari del complex de radar va aconseguir un alt nivell de fiabilitat. Al mateix temps, l'An-71 podria funcionar aïllat de la base principal durant un mes, prescindint d'un manteniment mínim. Segons l'avaluació dels militars i especialistes del Ministeri d'Indústria de l'Aviació, que van participar en les proves, l'ús de l'An-71 podria augmentar l'eficàcia de l'aviació de combat en 2,5-3 vegades.
En les proves, un avió amb un pes màxim a l’enlairament de 32100 kg va desenvolupar una velocitat màxima de 650 km / h. Velocitat de creuer: 530 km / h. El sostre de servei és de 10.800 metres. El temps dedicat a la patrulla és de 5 hores. És a dir, segons dades de vol, l'An-71 no era almenys inferior a l'E-2C Hawkeye nord-americà. Segons la informació publicada per Global Security, el radar instal·lat a l'An-71 podria detectar objectius sobre el fons de la terra a una distància de més de 200 km, amb una altitud de patrulla de 8500 metres.
Sovint es pot sentir l’opinió que l’An-71 es va desenvolupar originalment com un avió AWACS basat en transportistes, però no és així. El 1982, després de la col·locació del creuer portant avions pesats pr 1143.5 a la rampa de la drassana del Mar Negre a Nikolaev, va sorgir la pregunta sobre la formació de la seva ala aèria. Si tot estava més o menys clar amb els caces i els helicòpters antisubmarins i de rescat, llavors no hi havia candidats preparats per al paper dels avions AWACS basats en transportistes a la URSS en aquell moment.
El 1983, després de començar els treballs a l'avió AWACS de primera línia, s'estava elaborant la modificació de la coberta An-71. Tanmateix, aviat es va fer evident que, a causa de l’alta altitud de l’An-71, és extremadament difícil basar-lo en un creuer que transporta avions. Si encara es podien plegar les ales per estalviar espai, llavors no quedaria clar què fer amb la unitat de cua alta, coronada amb una antena de radar voluminosa. Tot i això, l’obstacle principal era la manca d’una catapulta al vaixell. Això va fer que l'A-71 no pogués enlairar-se de la coberta a causa de la relació d'empenta-pes insuficient. Per a un breu enlairament d’una pista amb trampolí, es van requerir almenys tres motors d’acceleració, per als quals va ser necessari redissenyar l’avió sencer. Tenint en compte aquestes circumstàncies, el client, representat pel Ministeri de Defensa, va decidir abandonar l'ordre per al desenvolupament d'un avió AWACS basat en transportista basat en l'An-71 i concentrar els esforços en un altre model.
Per primera vegada, van començar a parlar del nou avió soviètic AWACS a Occident el 1986, després de visitar M. S. Gorbatxov de la planta mecànica de Kíev, on a l'aeròdrom de Gostomel es va mostrar al secretari general del Comitè Central del PCUS models prometedors d'avions. En aquest cas, la secció de cua de l'avió, que portava els símbols d'Aeroflot amb un carenat de radar, va caure a les lents de les càmeres de fotos i vídeo.
El destí de l'An-71 es va veure afectat negativament per les dificultats econòmiques que va afrontar l'economia al final del període soviètic. El 1990, els treballs a l’An-71, que havien assolit un alt grau de preparació, es van congelar i, després del col·lapse de l’URSS, en les condicions de pèrdua de llaços econòmics i financers, no els van tornar. Tot i que, des del punt de vista del sentit comú, els avions AWACS relativament econòmics de l’enllaç operatiu-tàctic són encara més necessaris per al nostre país que els pesats A-50, en la seva majoria inactius al camp d’aviació. Disposant de bones característiques d’enlairament i aterratge i costos operatius acceptables, l’An-71 es podria utilitzar com a mitjà operatiu per millorar el control de l’aire durant un "període especial" o durant conflictes locals. Durant les dues campanyes txetxenes i el conflicte armat amb Geòrgia el 2008, es va haver d'utilitzar l'avió extremadament car AWACS A-50 per dirigir les accions de l'aviació militar.
Segons fonts nord-americanes, a principis dels anys 2000, Ucraïna estava negociant amb l'Índia el possible subministrament d'An-71 modernitzat a un preu de 200 milions de dòlars per avió. Al mateix temps, l'empresa de Kíev "Kvant-Radiolokatsiya" es va comprometre a desenvolupar un nou radar "Kvant-M" amb un rang de detecció d'objectius de baixa altitud fins a 370 km. Al mateix temps, se suposava que el nombre d'objectius rastrejats arribaria a les 400 unitats. Tot i això, l’acord mai no es va concloure. El més probable és que els representants indis no poguessin obtenir garanties que Ucraïna és realment capaç de complir les seves obligacions.
Des de 1979, la A. S. Iakovlev, on tradicionalment s’ocupaven d’avions d’enlairament i aterratge verticals basats en el mar, es van dur a terme investigacions sobre els avions de coberta AWACS. La principal dificultat per crear aquesta màquina, basada en les característiques dels vaixells soviètics que transportaven avions, va ser l’ascens de l’avió a l’aire en absència d’una catapulta a la coberta. Per a això, la relació empenta-pes de l'avió, que podia passar 4-5 hores patrullant, havia de ser molt elevada. Inicialment, l’avió, que rebia la designació Yak-44E, preveia la instal·lació de quatre motors turborreactors d’enlairament addicionals i dos teatres de marxa. Segons els termes de referència pactats amb la Marina, se suposava que el complex radiotècnic detectaria objectius aeris a una distància de 150-200 km i dirigia els combatents navals cap a ells. El rang de detecció dels objectius superficials és superior a 300 km. Quan s’emmagatzemaven en un vaixell, les consoles d’ala es plegaven. El nombre de tripulants del Yak-44E a la versió original és de 4 persones.
No obstant això, la col·locació de quatre motors elevadors i combustible addicional no va deixar lloc a un complex radiotècnic voluminós i a les condicions de treball normals dels operadors. I el propi equip de radar i comunicació de bord es va crear amb grans dificultats. Aviat va quedar clar que aquesta versió de l'avió de coberta AWACS era un carreró sense sortida i que el projecte es va reelaborar.
A l'avió del projecte actualitzat, es va decidir abandonar els motors d'elevació addicionals, que eren càrrega "morta" en vol. La relació empenta-pes de l'avió es va incrementar amb la instal·lació de dos nous motors turboventiladors D-27 amb una capacitat de 14.000 CV. L'elecció d'un motor d'aquest tipus es va deure al fet que a una velocitat de creuer subsònica prou alta, tenia una eficiència de combustible significativament millor que els motors turborreactors disponibles. A més, en comparació amb els motors turbohèlices en mode d'enlairament, proporcionava millors característiques de tracció, relació empenta-pes i elevació elevada a causa del bufat de les ales.
Mides comparatives dels avions E-2 Hawkeye, Yak-44 i An-71 AWACS
Com a radar a bord per a una visibilitat global, es va decidir utilitzar un prometedor radar E-700 amb una antena en un carenat giratori en forma de disc amb un diàmetre de 7, 3 metres sobre un piló sobre el fuselatge de l'avió. Al mateix temps, l'avió soviètic AWACS basat en transportistes va començar a assemblar-se molt a l'American Hawkeye, però al mateix temps era una mica més gran.
Model a mida completa de l'avió Yak-44E
L’estiu de 1989, el treball va entrar en la fase d’implementació pràctica del projecte. El primer pas va ser la producció d’un model estructural i tecnològic a mida completa de l’avió i un model reduït per a la investigació d’enginyeria de ràdio i la preparació per a la construcció de prototips.
Yak-42LL
Per a les proves de vol del motor de l'avió D-27, es va preparar el laboratori de vol Yak-42LL. La construcció de prototips del Yak-44E i la seva producció en sèrie s'havia de dur a terme a la planta d'aviació de Tashkent. En el futur, estava previst que aquesta màquina també fos subministrada a la Força Aèria.
Foto per a la memòria. Després de completar les proves del model Yak-44E al creuer portador d’avions "Tbilisi"
Per avaluar la possibilitat de col·locar el Yak-44E a la plataforma de vol i al hangar del creuer portador d’avions "Tbilisi", a l’agost de 1990 es va lliurar un barge a mida completa a bord d’un vaixell a la regió de Sebastopol. Durant les proves, les possibilitats de col·locar l’aeronau als hangars interns, rodar sobre la plataforma des de l’ascensor i aixecar-la des dels hangars interns, remolcar i amarrar l’avió a la plataforma de vol i al hangar, relacionant l’avió amb el suport tècnic es van provar publicacions. Després de completar el programa d'avaluació, el model va tornar a la botiga de muntatge de Yakovlev Design Bureau. Després de provar el disseny, va tenir lloc la col·locació del primer prototip.
Segons les dades de disseny, una aeronau amb un pes màxim a l’enlairament de 40.000 kg podria assolir una velocitat màxima de 740 km / h. Velocitat de creuer: 700 km / h. Velocitat d’aterratge: 185 km / h. El sostre de servei és de 12.000 metres. La durada del patrullatge a una distància de 300 km del portaavions en el rang de velocitat de 500-650 km / h és de 5-6 hores. Tripulació: 2 pilots, 2 operadors RTK i un oficial d'orientació. En comparació amb l'An-71, el Yak-44 basat en coberta es distingia per un disseny molt dens.
La disposició del Yak-44
En el futur, per augmentar la durada de la permanència a l’aire, l’avió havia de rebre un sistema de repostatge. Sobre la base de la cèl·lula Yak-44E, també es van dissenyar un avió antisubmarí basat en un transportista i un cisterna.
El complex radiofònic E-700 proporcionava una detecció estable d’objectius d’aire contra el fons de la superfície subjacent a una distància de 220-250 km, segons el RCS. Es poden detectar objectius superficials a una distància de fins a 400 km. L'equip Yak-44E podia rastrejar simultàniament 150 objectius i dirigir-los cap a 40 combatents.
Tot i que el disseny a gran escala del Yak-44E es va provar amb èxit a bord del portaavions 1143.5, era evident que en aquest vaixell, que, a més, no tenia catapulta, l'AWACS seria massa reduït per als avions de transport. En total, l’ala del portaavions incloïa fins a 4 avions AWACS i 2 avions de repostatge. Per tant, el disseny del "piquet de radar" de la coberta abans del tancament del programa es va dur a terme principalment en relació amb la seva col·locació al portaavions nuclear pr.1143.7 "Ulyanovsk". Aquesta modificació, destinada al llançament des d'una catapulta, va rebre la designació Yak-44RLD. A diferència del vaixell que ara portava el nom d '"Almirall de la Flota de la Unió Soviètica Kuznetsov", "Ulyanovsk" es devia convertir en un portaavions de ple dret amb espais hangars interns i una catapulta de vapor. La seva posada en marxa prevista estava prevista per al 1995.
El portaavions de classe nuclear Ulyanovsk podria convertir-se en el primer vaixell soviètic que transporta avions, no inferior en grandària i capacitats del grup aeri als portaavions polivalents nord-americans de la classe Enterprise i Nimitz. La instal·lació de catapultes de vapor i la capacitat d’aixecar avions AWACS van ampliar significativament les funcions del vaixell en comparació amb els creuers que transportaven avions soviètics anteriors. En l'opció de proporcionar la defensa aèria de l'esquadra a bord de l'Ulyanovsk, es preveia col·locar 36 Su-33 i 8 Yak-44.
Podria semblar el portaavions nuclear "Ulianovsk"
No obstant això, després del col·lapse de la URSS, la construcció del portaavions "Ulyanovsk" a la drassana de Nikolaev es va aturar i, quan aproximadament el 20% del vaixell estava llest, el casc del vaixell es va desmantellar el 1992. Al mateix temps, el govern de la "nova" Rússia va deixar de finançar el programa Yak-44, i aquest prometedor avió AWACS no es va construir mai. Atès que l'empresa que es va dedicar a la creació de la "primera línia" An-71 va resultar estar a Ucraïna "independent", i amb la negativa a finançar la màquina que s'havia convertit en estrangera, encara es pot acordar d'alguna manera, el Yakovlev Design Bureau va romandre a Rússia i al nostre país hi havia totes les possibilitats per a la construcció de prototips i refinament per a la producció en sèrie del Yak-44. Sens dubte, aquest avió versàtil seria sol·licitat no només a la Marina, sinó també a la Força Aèria.
Si l'An-71 va arribar a la fase de construcció de prototips i el Yak-44 es va construir en forma de maqueta de mida completa, llavors l'avió P-42, desenvolupat al G. M. Beriev a Taganrog, mai va sortir de l'escenari del projecte. Aquesta versàtil plataforma d’avions s’assemblava exteriorment a l’avió basat en portaavions antisubmarins S-3 Viking americà. Sobre la base del P-42, se suposava que es creava un avió OLP, un tanc cisterna, un servei de cerca i rescat, transport i AWACS. Aquest enfocament podria estalviar costos de producció i accelerar el desenvolupament de personal tècnic i de vol. Igual que el Viking, era un monoplà d’ala moderadament escombrat. Hi havia dos motors turboventiladors D-36 sota l’ala, les consoles dels quals es podien plegar. La quilla també era plegable segons el projecte. L'avió s'havia de llançar mitjançant la catapulta d'un vaixell i aterrar amb un parapent. Era un avió bastant compacte amb un pes màxim a l'enlairament de 29.000 kg i una tripulació de tres. La seva velocitat màxima se suposava que superaria els 800 km / h. Temps de vigilància a una distància de 300 km del vaixell: 2,5-3 hores.
Aspecte del projecte de l'avió AWACS P-42
La construcció d’un prototip estava prevista per al 1976. Es va suposar que el P-42 passaria a formar part de l'ala aèria del portaavions amb una central nuclear pr. 1160 "Oryol". El desenvolupament d’aquest projecte s’ha dut a terme des de finals dels anys 60 al Nevsky Design Bureau. A mitjan anys 80, la Marina de l'URSS havia de rebre tres d'aquests vaixells. No obstant això, la construcció de portaavions amb un reactor nuclear es va considerar massa costosa i el 1973 es van reduir tots els treballs a favor de la construcció posterior de vaixells del projecte 1143. Els treballs en avions de la família P-42 no van avançar més enllà de l’etapa de paper.
