Сравнение летно-технических характеристик модификаций МиГ-23

1 May 2019
1,2k full reads
2,2k story viewUnique page visitors
1,2k read the story to the endThat's 57% of the total page views
5 minutes — average reading time

В данном сравнении рассматриваются 3 основных одноместных модификации МиГ-23, оснащенных комплексом вооружения с РЛС Сапфир-23 и ракетами Р-23. МиГ-23 образца 1971 является базовой модификацией с двигателем Р-27; МиГ-23М - соответственно "эволютивное" развитие образца 71го с установкой значительно более мощного двигателя Р-29 и рядом небольших улучшений; МиГ-23МЛ в свою очередь - развитие МиГ-23М с некоторой переделкой планера для снижения массы и установкой двигателя Р-35. Данное сравнение ставит целью генерального сопоставления летно-технических характеристик для отображения реальной разницы между модификациями машины.

К сожалению в рамках данного сравнения нет возможности взять весь "эволютивный ряд" МиГ-23. На МиГ-23С и МиГ-23 обр.69/70 в доступе нет необходимой документации; нет документальных данных о МиГ-23МС; и наконец, нет в открытом доступе документальных данных о аэродинамике МиГ-23МЛД - вершины семейства 23-х. Но 3 рассматриваемых в сравнении модификации представляют основную долю выпущенных МиГ-23 и хорошо показывают развитие машины. Со временем возможно появятся дополнительные данные, позволяющие рассчитать характеристики остальных модификаций.

Краткое описание модификаций.

Здесь будут перечислены особенности модификаций, важные с точки зрения летно-технических характеристик. Отличия в оборудовании и конструкции в данном случае не рассматриваются. Базово лишь отметим, что все 3 сравниваемых модификации имели полноценную РЛС с возможностью применения ракет Р-23.

МиГ-23 образца 1971 - первая штатная версия одноместной машины, в которой реализована аэродинамическая конфигурация, ставшая базовой для всех последующих вариантов МиГ-23. В отличии от ранних модификаций (МиГ-23С, МиГ-23 обр 1969) на образце установлено крыло увеличенной площади и увеличено плечо до хвостового оперения по примеру МиГ-23УБ. На данной модификации отсутствовали отклоняемые носки крыла, что вызывало трудности при взлете и посадке, но впоследствии крылья уже выпущенных машин были доработаны и оснащены носками крыла. Двигатель машины - Р-27-Ф2М-300. Еще одним важным отличием от последующих одноместных модификаций был предельный угол отклонения стабилизатора - 28.5 градусов, на последующих вариантах его сократили до 24.5 градусов. Расчетные прочностные характеристики машины были достаточно высокими (судя по документации к МиГ-23УБ примерно тех же годов, имеющего примерно ту же силовую конструкцию, эксплуатационные перегрузки были 4.5G для крыла 16 и 8G для крыла 72). Однако при производстве возникли большие проблемы со сталью ВНС-2, используемой в основных несущих конструкциях, не позволяющее гарантировать достижение расчетных прочностных характеристик на выпущенных машинах. Впоследствии предельные перегрузки этих машин очень сильно урезали, даже с учетом того, что их консоли крыла подверглись ремонту.

МиГ-23М - наиболее массовая версия машины, оснащенная двигателем Р-29-300. Первые МиГ-23М представляли собой развитие образца 71го года с установкой нового двигателя, сокращенным до 24.5 градусов максимальным углом отклонения стабилизатора (для снижения вероятности входа в штопор и улучшения характеристик управления), и рядом мелких изменений. Самые первые МиГ-23М не имели отклоняемых носков крыла, но это нововведение достаточно быстро внедрили в серию. По ходу серийного производства машина постоянно улучшалась, но с т.з. маневренности значимым является лишь доводка прочностных характеристик, которые по ходу выпуска машины путем отработки технологии и усиления конструкции, удалось довести до расчетных, хотя это заняло довольно длительное время.

МиГ-23МЛ - облегченная модификация с двигателем Р-35. Визуально данная машина отличается от МиГ-23М носовой частью и килем, но имеется и множество других изменений. Форкиль был значительно сокращен, однако запас устойчивости машины остался примерно тем же, за счет изменения конфигурации носовой части. Следует отметить, что несколько сократилось и плечо до горизонтального оперения, однако всего на 5см, поэтому на аэродинамическую конфигурацию это также почти не повлияло. В монографии «Истребитель МиГ-23. На защите неба Родины» упомянуто, что суммарные изменения привели к улучшению аэродинамического качества и аэродинамики в целом. Но по всей видимости разница не значительна и не нашла отражения в документации. С точки зрения прочности данная модификация уже была полностью доведенной, и могла выходить на предельные по возможностям пилота перегрузки.

Подробности о расчётных данных и конфигурациях машин можно прочитать в описании параметров и условий расчета.

Сравнение виражных характеристик.

Сравнение начнем с графика установившихся виражей по высотам на крыле 16. Приведены высоты 0, 1, 3, 5, 8 и 10 километров.

График установившихся виражей на крыле 16 на высотах 0, 1, 3, 5, 8 и 10 километров.
График установившихся виражей на крыле 16 на высотах 0, 1, 3, 5, 8 и 10 километров.
График установившихся виражей на крыле 16 на высотах 0, 1, 3, 5, 8 и 10 километров.

Как видно по графику, при данной стреловидности на МиГ-23М относительно МиГ-23 обр.71 улучшили параметры установившегося виража, однако не столь значительно (+0.5 гр/с на малых высотах и +0.1гр/с и менее на больших высотах). На МиГ-23МЛ улучшение маневренности намного более значимо, до +1гр/с на малых высотах и +0.5гр/с на больших высотах относительно МиГ-23М. Примечательно, что на высоте 1км МиГ-23МЛ маневрирует практически также, как МиГ-23 обр71 у земли. Вдобавок к этому, предельные перегрузки по прочности у МиГ-23МЛ выше, чем у МиГ-23 обр.71 и МиГ-23М, поэтому наибольшие угловые скорости, достигаемые у земли на числах МАХ больше 0.6, вполне реализуемы на этой машине. С учетом ограничений по прочности, максимальные угловые скорости у земли в данной конфигурации на МиГ-23 обр.71 и МиГ-23М составляют 16.5гр/с, на МиГ-23МЛ 18.3гр/с. На поздних МиГ-23М вероятно реализуемы угловые скорости более 17гр/с. Стоит отдельно отметить, что значения максимально достижимых угловых скоростей не могут заменять собой полноценный график. Максимальные угловые скорости – это лишь «лидерные» показатели, в реальных условиях боя скорость и высота все время меняется, и для оценки маневренных возможностей самолета важно учитывать значения угловых скоростей на всем диапазоне графика.


Аналогичный график для стреловидности крыла 45 градусов.

График установившихся виражей на крыле 45 на высотах 0, 1, 3, 5, 8 и 10 километров.
График установившихся виражей на крыле 45 на высотах 0, 1, 3, 5, 8 и 10 километров.
График установившихся виражей на крыле 45 на высотах 0, 1, 3, 5, 8 и 10 километров.

В целом при данной стреловидности разница между модификациями примерно та же, с поправкой на то, что виражные характеристики на крыле 45 значительно уступают крылу 16. Разница между виражем МиГ-23 обр.71 и МиГ-23М на данной стреловидности несколько больше, а вираж МиГ-23МЛ на 1км даже несколько превосходит таковой у МиГ-23 обр.71 на 0км. Максимальные угловые скорости у земли: 13.35гр/с для МиГ-23 обр.71, 14.5гр/с для МиГ-23М и 15.4гр/с для МиГ-23МЛ.

Несколько большая разница маневренности МиГ-23М и МиГ-23 обр.71 на крыле 45, в сравнении с разницей между ними на крыле 16, объясняется следующими факторами. На крыле 16 относительно малое индуктивное сопротивление, при котором тяги двигателя Р-27-Ф2М-300 хватало для реализации больших значений подъёмной силы, и маневренные характеристики во многом уже упирались в аэродинамику самолета, нежели в тягу двигателя. Прирост подъёмной силы от увеличения тяги двигателя был не столь велик, и во многом нивелировался приростом массы МиГ-23М относительно МиГ-23обр.71. На крыле 45 напротив, индуктивное сопротивление значительно больше, поэтому прирост тяги на двигателе Р-29-300 позволил реализовать заметно большие значения подъёмной силы, нежели те, что достигались с тягой двигателя Р-27-Ф2М-300.

На МиГ-23МЛ двигатель Р-35 не столь значительно прибавил в тяге относительно Р-29-300, как Р-29-300 прибавил относительно Р-27-Ф2М-300. Однако значительно меньший вес МиГ-23МЛ позволил добиться значительного увеличения маневренности в сравнении с МиГ-23М на всех стреловидностях крыла.

Еще один график – установившийся вираж на крыле 72.

График установившихся виражей на крыле 72 на высотах 0, 1, 3, 5, 8 и 10 километров.
График установившихся виражей на крыле 72 на высотах 0, 1, 3, 5, 8 и 10 километров.
График установившихся виражей на крыле 72 на высотах 0, 1, 3, 5, 8 и 10 километров.

Как видно, на крыле 72 маневренные характеристики самолетов сильно снижаются. Угловая скорость виража с ростом числа МАХа меняется незначительно – это объясняется малым аэродинамическим качеством сложенного крыла. Разница между модификациями примерно та же, что и в случае с крылом 45.

Сравнение разгонных и скороподъёмных характеристик.

Рассмотрим график продольных ускорений на крыле 16.

График продольных ускорений (в км/ч/с) на крыле 16 на высотах 0, 1, 3, 5, 8 и 10 километров.
График продольных ускорений (в км/ч/с) на крыле 16 на высотах 0, 1, 3, 5, 8 и 10 километров.
График продольных ускорений (в км/ч/с) на крыле 16 на высотах 0, 1, 3, 5, 8 и 10 километров.

На дозвуковых скоростях величина ускорения слабо меняется по числу МАХа, не считая диапазон малых скоростей, где машина выходит на больше углы атаки и разгон резко замедляется. Поэтому уровень ускорения на конкретной высоте во многом можно охарактеризовать одной цифрой. В частности, у земли ускорение МиГ-23 обр.71 в данной конфигурации составляет около 23км/ч/с, ускорение МиГ-23М соответствует примерно 27км/ч/с, а ускорение МиГ-23МЛ доходит до 29км/ч/с. Конвертируя это на время разгона, можно сказать, что у земли на дозвуке каждые 100км/ч МиГ-23 обр.71 набирает примерно за 4.35секунд, МиГ-23М за 3.7 секунд, а МиГ-23МЛ за 3.45 секунд.

По графикам и этим цифровым параметрам очевидно, что между МиГ-23 обр.71 года и МиГ-23М весьма большая разница в разгонных характеристиках, особенно на малых высотах, обусловленная значимой разницей в тяге двигателей Р-27-Ф2М-300 и Р-29-300. Разница между МиГ-23М и МиГ-23МЛ немного меньше, и обусловлена во многом снижением массы МиГ-23МЛ, а не только увеличением тяги двигателя Р-35. Примечательно, что МиГ-23М на высоте 1км ускоряется быстрее, чем МиГ-23 обр.71 у земли, а МиГ-23МЛ в свою очередь на высоте 1км почти равен по разгону МиГ-23М у земли.

График продольных ускорений на крыле 45 на высотах 0, 5 и 10 километров.
График продольных ускорений на крыле 45 на высотах 0, 5 и 10 километров.
График продольных ускорений на крыле 45 на высотах 0, 5 и 10 километров.

На дозвуковых скоростях характеристики разгона на крыле 45 во многом аналогичны таковым на крыле 16. На сверхзвуковых скоростях также видно улучшение разгонных характеристик на МиГ-23М и МиГ-23МЛ.

График продольных ускорений на крыле 72 на высотах 0, 5 и 10 километров.
График продольных ускорений на крыле 72 на высотах 0, 5 и 10 километров.
График продольных ускорений на крыле 72 на высотах 0, 5 и 10 километров.

При крыле 72 разница разгона между модификациями аналогична таковой на крыле 45. По графику сложно оценить максимальную скорость, т.к. кривые тяги, используемые в расчете, не доходят до максимальных скоростей полета истребителя. Эти скорости очень большие. Для МиГ-23 обр.71 на высоте 0км кривые тяги были «достроены» дальше 1.1 МАХ, исходя из предположений о тяге двигателя Р-27-Ф2М-300 на этом режиме. Расчет по этой тяге выдает 1.3 МАХ максимальной скорости, что чуть меньше 1600км/ч. С большой вероятностью можно сказать, что МиГ-23М и МиГ-23МЛ имеют ещё большую максимальную скорость у земли. Примечательно, что на больших высотах у всех модификаций при крыле 72 ускорение на сверхзвуке превышает ускорение на дозвуке.

Графики скороподъемности - по сути дела тот же параметр, но в другом формате. Максимальная скороподъемность достигается на больших дозвуковых скоростях и на сверхзвуке, наибольшую максимальную скороподъемность обеспечивает крыло 72.

График энергетической скороподъёмности на крыле 16 на высотах 0, 5 и 10 километров.
График энергетической скороподъёмности на крыле 16 на высотах 0, 5 и 10 километров.
График энергетической скороподъёмности на крыле 16 на высотах 0, 5 и 10 километров.

График энергетической скороподъёмности на крыле 45 на высотах 0, 5 и 10 километров.
График энергетической скороподъёмности на крыле 45 на высотах 0, 5 и 10 километров.
График энергетической скороподъёмности на крыле 45 на высотах 0, 5 и 10 километров.
График энергетической скороподъёмности на крыле 72 на высотах 0, 5 и 10 километров.
График энергетической скороподъёмности на крыле 72 на высотах 0, 5 и 10 километров.
График энергетической скороподъёмности на крыле 72 на высотах 0, 5 и 10 километров.

По графикам видно, что между МиГ-23обр.71 и МиГ-23М большая разница в скороподъёмности, особенно на малых высотах. Между МиГ-23М и МиГ-23МЛ разница значительно меньше, но также заметна. Максимальная расчетная скороподъемность на дозвуке МиГ-23 обр.71 года составляет 174м/с, что является не очень большим показателем для истребителя такого класса. У МиГ-23М за счет значительно более мощного двигателя скороподъемность возросла до 222м/с, почти на 50м/с. Эта цифра уже вполне соответствует "статусу" мощного 2х махового истребителя. На МиГ-23МЛ в основном за счет снижения массы скороподъемность достигла 242м/с, что соответствует наиболее мощным машинам 2-3го поколений, а также некоторым истребителям 4го поколения. На сверхзвуке крыло 72 обладает относительно низким Сх0, что приводит к довольно примечательному результату, когда максимальная скороподъемность на больших скоростях и высотах равна максимальной скороподъемности у земли, особенно это проявляется на графиках МиГ-23МЛ, у которого максимальные скороподъёмности на 0км, 5км и 10км практически равны. На сверхзвуке скороподъемность всех 3х модификаций МиГ-23 весьма солидна.

Графики области располагаемых маневров.

График для крыла 16.
График для крыла 16.
График для крыла 16.

График подробно отображает различные режимы маневра самолетов при полете у земли – виражи с разгоном (+10км/ч в секунду и +20км/ч в секунду), установившийся вираж, виражи с торможением (-20км/ч в секунду и -50км/ч в секунду), располагаемый вираж. На режимах виража с разгоном +20км/ч на МиГ-23М добились заметного улучшения в сравнении с МиГ-23 обр.71, от 1 до 4гр/с на типичных для боя скоростях. МиГ-23МЛ также заметно улучшил этот показатель относительно МиГ-23М, угловые скорости в вираже с набором +20км/ч/с приближаются к таковым у МиГ-23 обр71, в режиме виража с набором +10км/ч/с. В этом режиме разница между МиГ-23М и Миг-23обр. 71 уже не столь значительна, но тем не менее заметна. У МиГ-23МЛ отрыв большой, угловые скорости виража с набором +10км/ч/с практически такие же, как у МиГ-23 обр.71 в установившемся вираже. Сравнение установившегося виража было проведено при разборе соответствующих графиков. При рассмотрении виражей с торможением и располагаемого маневра, видно, что МиГ-23обр.71 и МиГ-23М имеют практически одинаковые возможности (на этих режимах прибавка в тяге у МиГ-23М во многом нивелируется увеличившимся весом). А вот МиГ-23МЛ имеет полное превосходство на этих режимах перед предыдущими модификациями, т.к. имеет и более мощный двигатель, и меньшую массу. Если представить ситуацию учебного боя между модификациями, то МиГ-23М сможет обыграть МиГ-23 обр.71 за счет заметно лучшего набора скорости в вираже, и небольшого преимущества в установившемся маневре, в то же время переход боя на режимы торможения и низкие скорости во многом уравняет шансы самолетов. МиГ-23МЛ в свою очередь имеет полное превосходство над предыдущими модификациями на всех режимах, позволяющее легко обыгрывать предыдущие модификации при любых раскладах боя.

График для крыла 45.
График для крыла 45.
График для крыла 45.

Такой же график для стреловидности крыла 45. Как видно по нему, характеристики виражей на всех режимах заметно снижаются в сравнении с крылом 16. Соотношение между модификациями остается примерно аналогичным изложенному выше для случая с крылом 16. Разница между МиГ-23М и МиГ-23обр.71 в целом становится больше, в т.ч. и на режимах торможения, равными у них остаются лишь режимы располагаемых маневров. Причины этого упомянуты при сравнении установившихся виражей на крыле 45.

Итоги сравнения.

В целом по рассмотрению летно-технических характеристик 3-х модификации МиГ-23 можно сделать следующие выводы:

1. Характеристики машины улучшались от модификации к модификации, за счет совершенствования двигателя, а в случае МиГ-23МЛ и за счет снижения массы.

2. При переходе от МиГ-23обр.71 к МиГ-23М наиболее значимый прогресс был достигнут в области разгонных характеристик и характеристик скороподъёмности, но также было достигнуто и улучшение виражных характеристик.

3. МиГ-23МЛ значительно превзошел МиГ-23М по виражным параметрам, при этом прогресс по разгонным характеристикам и характеристикам скороподъёмности также весьма заметен.

4. Улучшение лётно-технических характеристик от модификации к модификации однозначно позволяет говорить о том, что МиГ-23М в большинстве случаев выиграет в ближнем бою с МиГ-23 обр71, а МиГ-23МЛ в большинстве случаев выиграет в ближнем бою с МиГ-23М.