"Tiêm kích cánh ngược", kết quả của cuộc chạy đua bí mật giữa Mikoyan và Sukhoi?
Vào những năm 1970 và 1980, với định hướng hiện đại hóa lực lượng không quân Liên Xô, các chương trình chế tạo tiêm kích tương lai đã được khởi động. Trong khi Mikoyan được "chọn mặt gửi vàng" cho công việc này thì Sukhoi được chỉ đạo chế tạo các loại máy bay khác.
Đầu năm 1983, ông Simonov trở thành thiết kế trưởng của Phòng Thiết kế Sukhoi. Nhằm cạnh tranh với Mikoyan, ông đã đề xuất việc Sukhoi tự triển khai nghiên cứu tiêm kích tương lai mà không cần đơn đặt hàng từ quân đội Liên Xô.
Để "nguỵ trang”, đề án tham vọng nói trên của Sukhoi được đặt tên là S-22, để đối thủ cạnh tranh "lẫn lộn" với các chương trình sản xuất hàng loạt máy bay chiến đấu của Sukhoi.
Ông Cokhonov được bổ nhiệm làm trưởng đề án. Trong giai đoạn này, Sukhoi rất quan tâm tới thiết kế cánh ngược của máy bay chiến đấu. Các nghiên cứu thấy rằng mặc dù phức tạp trong chế tạo, kiểu cánh này có những ưu điểm vượt trội so với thiết kế thông thường.
Trong khuôn khổ đề án S-22, Sukhoi đã tiến hành các nghiên cứu cần thiết và dự kiến sẽ chế tạo một máy bay kiểu “con vịt”, với cánh lái nằm ngang ở phía trước và cánh ngược hình mũi tên.
Nguyên mẫu được lên kế hoạch lắp đặt một động cơ và có một chỗ ngồi. Trọng lượng cất cánh ước tính từ 22 đến 24 tấn, bao gồm vài tấn vũ khí.
Bản vẽ thiết kế của tiêm kích S-22 vào giữa thập niên 80 (Nguồn: Paralay.com).
Thật không may cho Sukhoi, ở những giai đoạn thiết kế cuối cùng, các nhà thiết kế đã nhận ra một "lỗi thiết kế", S-22 quá nặng so với khả năng của một động cơ. Để giải quyết thiếu sót nói trên, Sukhoi đã quyết định dừng đề án S-22 và áp dụng các nghiên cứu vào đề án mới S-32.
Trong S-32, Sukhoi đã quyết định giữ lại thiết kế cánh ngược nhưng sẽ chế tạo máy bay với hai động cơ để tăng lực đẩy, cũng như phát triển một số ý tưởng để giảm khả năng bị radar phát hiện, hay nói cách khác là năng lực "tàng hình".
Các kỹ sư của Sukhoi, đứng đầu là ông Pogosyan đã xem xét một vài phương án máy bay, sau đó họ đã lựa chọn được thiết kế tối ưu nhất. Về cơ bản, S-32 khá tương đồng với S-22, tuy nhiên Sukhoi đã bổ sung thêm các cánh đuôi.
Máy bay dự kiến lắp đặt 2 động cơ R-79M hoặc động cơ kiểm soát vector lực đẩy AL-41F (có thể giúp đạt được vận tốc siêu thanh không cần tới chế độ đốt sau).
Thiết kế cánh ngược và động cơ mới được kỳ vọng sẽ giúp S-32 đạt được khả năng cơ động độc đáo mà chưa có máy bay nào trong quá khứ của Liên Xô đạt được.
Một mô hình máy bay S-32 (Nguồn: Testpilot.ru).
Sự ra đời của đề án "tiêm kích hạm" Su-27KM
Mặc dù ban đầu, S-32 được thiết kế trên cơ sở một máy bay cất cánh từ mặt đất, nhưng đến giữa thập niên 1980, khi Bộ Quốc phòng Liên Xô bắt đầu quan tâm tới máy bay cất cánh từ tàu sân bay, Sukhoi đã quyết định nghiên cứu chế tạo biến thể tàu sân bay từ S-32.
Vào năm 1988, đề án tiêm kích tương lai Su-27KM (K-tàu sân bay, M-nâng cấp) ra đời. Để không làm cho "khách hàng" khó chịu với những thứ quá mới lạ, nó được giới thiệu như là một phiên bản nâng cấp sâu của Su-27K (sau này là Su-33).
Mặc dù việc bố trí thiết bị được điều chỉnh, những điểm cơ bản của đề án Su-27KM vẫn không thay đổi so với S-32. Bên cạnh đó, Sukhoi áp dụng các giải pháp nhằm bổ sung thêm những bộ phận đang được thử nghiệm trong quá trình vận hành các tiêm kích trên tàu sân bay.
Đồ họa tiêm kích cánh gập Su-27KM cho tàu sân bay (Nguồn: Popmech.ru).
Thân máy bay dự kiến được chế tạo từ kim loại và vật liệu composite. Các chi tiết bằng kim loại được sử dụng cho những thiết kế chịu lực và một phần của lớp vỏ. Phần còn lại của lớp vỏ được làm bằng composite.
Việc sử dụng hỗn hợp vật liệu giúp bảo đảm các yêu cầu chịu lực của thiết kế cánh ngược, nhưng cũng gây khó khăn cho việc bố trí cơ chế gấp cánh cho máy bay trên tàu sân bay.
Sukhoi cũng đã nghiên cứu 2 phương án giảm thiểu kích thước của tiêm kích để có thể vừa vào khoang chứa máy bay của tàu sân bay.
Phương án đầu tiên, khớp gấp cánh được bố trí ở trục giữa và không chạm vào phần được làm bằng vật liệu composite của cánh. Các mặt cánh sẽ phải gấp chếch lên phía trước và ngả thẳng lên thân máy bay.
Phương án thứ hai không sử dụng khớp gấp cánh. Thay vào đó, người ta sử dụng thiết kế "đóa hoa" giúp các cánh mở về các hướng. Những máy bay thiết kế kiểu này khá thấp, có thể bảo quản trong các giá đỡ nhiều tầng trên tàu sân bay.
Hai động cơ động cơ kiểm soát vector lực đẩy cũng được lắp cho nguyên mẫu tiêm kích cất cánh từ tàu sân bay. Sukhoi cũng đã nghiên cứu về vòi phun thẳng trên Su-27KM.
Sukhoi cũng có tham vọng trang bị các thiết bị điện tử cũng như các hệ thống điều khiển vũ khí tương lai cho Su-27KM.
Máy bay được kỳ vọng thực hiện đa nhiệm vụ như không chiến hay tấn công mục tiêu trên bộ và trên mặt nước với vũ khí dự kiến sẽ được bố trí ở giá treo bên ngoài và khoang bên trong.
Nguyên mẫu Su-27KM về kích cỡ khá tương đồng với các mẫu tiêm kích của Sukhoi, nhưng với trọng lượng cất cánh tối đa đã đạt tới mức 40 tấn, máy bay cần máy phóng, nhưng ở thời điểm đó Liên Xô chưa có hệ thống tương tự.
Thay vào đó là phương pháp cất cánh kiểu đạn đạo từ bàn đẩy, mà chỉ thiết kế cánh ngược mới có thể triển khai.
Trong lúc cất cánh, máy bay băng ngang qua mặt cắt của bàn đẩy có lực nâng không đủ và theo quán tính, nó sẽ hạ xuống thấp khoảng 10-15 mét. Khi đạt tới điểm thấp nhất này, máy bay bắt đầu lấy được vận tốc cần thiết, và cánh ngược sẽ giúp đạt được lực nâng và ổn định trên không.
Một nguyên mẫu Su-27 với vòi phun thẳng được nghiên cứu để áp dụng trên Su-27KM (Nguồn Airbase.ru).
"Số phận hẩm hiu"
Đề án sơ bộ của Su-27KM đã được hoàn thành vào năm 1988 và ngay lập tức nhận được sự ủng hộ của khách hàng. Công tác nghiên cứu khoa học đã nhận được các khoản đầu tư cần thiết, và trongdự kiến sẽ chế tạo nguyên mẫu bay. Tuy nhiên điều đó đã không xảy ra.
Vào tháng 5/1989, Tiểu ban công nghiệp-quân sự Liên Xô đã quyết định cắt bỏ một loạt các đề án triển vọng tại tất cả những lĩnh vực chủ yếu, Su-27KM cũng thuộc diện bị cắt giảm nên tất cả đã phải dừng lại.
Theo một vài nguồn thông tin, Su-27KM đóng lại để nhường chỗ cho việc chế tạo Su-27KUB hai chỗ ngồi.
Sukhoi đã bị buộc phải dừng chế tạo tiêm kích hạm với thiết kế cánh ngược, tuy nhiên họ vẫn chưa từ bỏ hướng thiết kế này. S-32 vẫn tiếp tục được Sukhoi tự nghiên cứu dựa trên kinh nghiệm nghiên cứu chế tạo Su-27KM với những giải pháp, chi tiết và công nghệ mới.
Tiêm kích hạm Su-33 không có sự thay thế do đề án Su-27KM thất bại (Nguồn: BQP Nga).
S-32 nhanh chóng được đặt tên mới là S-37. Vào năm 1997, Sukhoi đã chế tạo một máy bay thử nghiệm và 2 năm sau một nguyên mẫu mang tên Su-47 Berkut của đề án S-37 lần đầu tiên được giới thiệu với công chúng.
Tuy vậy, cho tới nay thiết kế thú vị của các đề án S-22, S-32, Su-27KM và Su-47 vẫn chưa được áp dụng vào sản xuất hàng loạt và trang bị. Những máy bay mới nhất và hoàn thiện nhất của Nga hiện đại như Su-35 hay Su-57 vẫn có thiết kế cánh thuận truyền thống.
Tuy nhiên các chương trình nói trên đã đóng góp không hề nhỏ trong quá trình nghiên cứu phát triển máy bay chiến đấu thế hệ 5.
Cùng với những vấn đề của tàu sân bay duy nhất của Nga "Đô đốc Kuznetsov" và các chương trình nghiên cứu phát triển tàu sân bay mới, có lẽ còn rất lâu nữa Su-47/Su-27KM mới có cơ hội xuất hiện.
Su-47 Berkut được cho là thiết kế đầu tiên "mang hơi thở" của một máy bay thế hệ 5 của Nga.