Jakowlew Jak-141. Ostatni samolot bojowy ZSRR
Dariusz Paduch
Opracowany w OKB Jakowlewa wielozadaniowy, ponaddźwiękowy, zdolny do operowania w każdych warunkach pogodowych pokładowy samolot pionowego startu i lądowania Jak-141 przeznaczony był do zapewnienia osłony z powietrza grup okrętów lotniczych, wywalczenia i utrzymania panowania w powietrzu, prowadzenia walki manewrowej w niedużej odległości od okrętu – bazy i walki na większych dystansach, a także przeprowadzania ataków na cele naziemne i nadwodne. Samolot zaczęto opracowywać w połowie lat 70., a pierwszy lot wykonano na nim w 1987 r. Przewidywano, że Jaki-141 wejdą w skład grup lotniczych bazujących na ciężkich krążownikach lotniczych Noworosyjsk, Baku (przyszły Admirał Gorszkow), Tbilisi (przyszły Admirał Kuzniecow), Ryga (przyszły Wariag) i Ulianowsk oraz zastąpią wysłużone samoloty Jak-38 na krążownikach Kijew i Minsk, a także będą używane w Lotnictwie Wojskowym. Niestety, próby nowej maszyny bardzo się przeciągnęły i pierwsze lądowanie na pokładzie okrętu lotniczego Jak-141 wykonał dopiero w 1991 r. Kryzys, który nastąpił po rozpadzie ZSRR, awaria jednego z prototypów oraz nasilające się w tamtym czasie negatywne nastawienie wojskowych do pionowzlotów doprowadziły do przerwania finansowania i zamknięcia projektu.
Pierwsze prace nad układem nowego samolotu pionowego startu i lądowania rozpoczęto w listopadzie 1973 r. Założono, że maszyna będzie naddźwiękowa i wyposażona w pokładową stację radiolokacyjną oraz będzie dysponować większym zasięgiem niż Jak-38. W tym czasie na zachodzie powstały już naddźwiękowe samoloty tego typu (niemiecki EWR VJ 101 i francuski Dassault Mirage IIIV), były to jednak maszyny wyłączne eksperymentalne, tymczasem Jak-41 od początku był projektowany jako seryjny samolot bojowy, dlatego podobnie, jak w przypadku Jaka-38 jego konstruktorzy musieli pójść własną drogą.
Z powstaniem nowego samolotu związane było również opracowanie zupełnie nowego silnika startowo-marszowego R79W-300 (izdielije 79). W biurze konstrukcyjnym fabryki silników w Rybińsku zamówiono również nowe silniki startowe. Te używane na Jaku-38 – RD-36-35 i RD-38 – były w gruncie rzeczy tą samą, nieznacznie zmodernizowaną konstrukcją, podczas gdy nowe, RD-41, były większe, z siedmiostopniową sprężarką w miejsce sześciostopniowej, a ponadto zostały wyposażone w elektroniczny system sterowania. W czasie ich projektowania konstruktorzy musieli wziąć pod uwagę określoną średnicę ograniczoną rozmiarami kadłuba samolotu oraz temperaturę gazów wylotowych ograniczoną wytrzymałością podłoża, z którego samolot miał startować.
26 czerwca 1974 roku wyszła dyrektywa KC KPSS i Rady Ministrów ZSRR, będąca oficjalnym początkiem opracowywania nowego samolotu, określająca termin przedstawienia gotowego projektu. Rozpatrywano wiele wersji jego układu – początkowo, że maszyna będzie wyposażona w jeden silnik startowo-marszowy o ciągu 15 000 kG i zbudowano pełnowymiarową makietę, jednak szybko okazało się, że samolot w takim układzie będzie bardzo trudno stabilizować podczas pionowych faz lotu (komisja makietowa doszła do takich samych wniosków), dlatego też postanowiono przejść do kombinowanego układu napędowego dzięki doświadczeniu zdobytemu podczas projektowania i eksploatacji Jaka-38. W 1975 roku powstającemu samolotowi nadano oznaczenie Jak-41 (oznaczenie wewnętrzne – izdielije 48). Kolejna dyrektywa władz z 11 listopada 1977 r. zlecała OKB Jakowlewa zaprojektowanie myśliwca pokładowego pionowego startu i lądowania AMNTK Sojuz (Awiamotornyj nauczno-technicznyj komplieks Sojuz) z przeznaczonym dla niego silnikiem startowo-marszowym R79W-300.
W roli napędu ostatecznie postanowiono użyć dwóch RD-41. Na początku rozpatrywano układ samolotu z silnikami startowymi znajdującymi się w nosie kadłuba, między stacją radiolokacyjną a kabiną pilota, okazało się jednak, że gazy wylotowe tych silników wpadałyby do chwytów powietrza silnika startowo-marszowego, postanowiono zatem wykorzystać schemat układu Jak-38 i umieścić przedział silników startowych za kabiną pilota. Silnik startowo-marszowy wyposażony był w jedną ruchomą dyszę wylotową, która miała być położona w pobliżu środka ciężkości samolotu, dlatego część ogonowa musiała mieć niestandardowy układ w postaci dwóch belek – pylonów otaczających strefę wylotową gazów z silnika, na których zamontowano usterzenie pionowe i płytowe stateczniki poziome. Jak-41 był górnopłatem, a jego skrzydła miały specjalne napływy przed krawędzią natarcia w części przykadłubowej. Podobnie jak w przypadku wielu innych samolotów pokładowych skrzydła Jaka-41 zaprojektowano jako składane, co pozwalało na zaoszczędzenie miejsca w hangarze i na podnośnikach okrętów lotniczych.
Układ zespołu napędowego i samolotu wybrano nieprzypadkowo. Wiele lat doświadczeń z Jakiem-38 wykazało zalety takiego rozwiązania. Można było przy osiągnąć prędkość naddźwiękową, ponieważ istniała możliwość zamontowania dopalacza na dyszę wylotową silnika głównego, a układ przekrojów kadłuba był korzystniejszy pod względem aerodynamicznym. Kombinowany zespół napędowy miał mniejszą masę niż silnik Harrierai, a przy takim układzie możliwe było sterowanie samolotem w fazie zawisu i przejściowej za pomocą modulacji ciągu silników głównego i startowych (wystarczy do tego zmiana obrotów w zakresie 3–5%). Nie wystarcza to jednak w zupełności – nadal potrzebne są stery strumieniowe na końcach skrzydeł i kadłuba, ale pobierają one od sprężarki silnika głównego o połowę mniej gazów. Większy jest również dopuszczalny zakres położenia środka ciężkości samolotu.
Niewątpliwie konstruktorzy liczyli na zebrane wcześniej doświadczenie, a wady kombinowanego układu napędowego uważali za mniej istotne. Utrudniony start z krótkim rozbiegiem nie jest ważny dla samolotu, który od początku projektowano do pionowego startu i lądowania, przy czym nowy zespół napędowy miał być wyposażony w sterowanie elektroniczne, znacznie upraszczające te fazy lotu. Nie bez znaczenia był również fakt, że dwie ruchome dysze wylotowe silnika głównego Jaka-38 powodowały znaczną utratę siły ciągu, a przy jednej dyszy wylotowej znikał też problem synchronizacji ich położenia. Wydaje się, że większa zawodność i skomplikowanie całego systemu wliczono w koszty uzyskania zamierzonego efektu.
Wymagania wojskowych określały również kształt płatowca Jak-41. Miał on być myśliwcem przechwytującym, charakteryzującym się dużym przyspieszeniem i prędkością naddźwiękową, dlatego też jego sylwetka jest bardzo podobna do MiG-a-25 ze skrzynkowym kadłubem i skrzydłami o niewielkiej powierzchni.
Terminy opracowania jednostki napędowej przeciągały się, poza tym zmieniały się poglądy dotyczące przeznaczenia samolotu, co było związane z nowymi zadaniami stawianymi przed lotnictwem pokładowym. W efekcie opracowano uzupełnienie wymagań taktyczno-technicznych Lotnictwa Morskiego, zgodnie z którym zlecano opracowanie samolotu szturmowego na bazie Jaka-41. Jednocześnie przewidywano zaprojektowanie i budowę wersji szkolno-treningowej Jak-41UT, która miała być przekazana do prób w 1983 r.
Na początku 1980 r. w związku z dyrektywą Sztabu Generalnego o przeorientowaniu wyposażenia lotniczego projektowanego piątego ciężkiego krążownika lotniczego na samoloty pionowego startu i lądowania lub startu z krótkim rozbiegiem przeprowadzono korektę wymagań taktyczno-technicznych dotyczących nowego samolotu, zatwierdzonych w 1978 r. W listopadzie tego roku dowódcy WWS (Wojenno-wozdusznyje siły) i WMF (Wojenno-morkij fłot) zatwierdzili poprawione wymagania dotyczące myśliwca Jak-41, zgodnie z którymi postawiono zadanie zapewnienia krótkiego startu z rozbiegiem 120-130 m, start z „trampoliny” i lądowanie z krótkim dobiegiem. W tym samym miesiącu rozpatrzono projekt wstępny i makietę Jaka-41, jednak na zatwierdzenie protokołu komisji trzeba było czekać prawie pół roku.
Nieco później, w ramach ogólnego rozwoju koncepcji samolotu bazującego na okrętach i możliwości jego opracowania w wyznaczonym terminie, opracowano kolejne uzupełnienie do wymagań taktyczno-technicznych. Samolot zaczęto opracowywać jako wielozadaniowy, przeznaczony do przechwytywania celów powietrznych, prowadzenia manewrowej walki powietrznej oraz atakowania celów morskich i naziemnych. Biorąc pod uwagę doświadczenie z użycia Jaka-38 z lotnisk naziemnych i niewielkich powierzchni startowych, zamawiający zwiększył wymagania co do asortymentu przenoszonego uzbrojenia.
Pełna wersja artykułu w magazynie Lotnictwo 1/2021