Р15Б-300, ведущий своё происхождение от короткоресурсного двигателя для крылатых ракет, дал возможность самолетам достичь тройной скорости звука.

В конце 1950-х годов внимание ведущих мировых разработчиков авиационной техники было сконцентрировано на создании самолетов, которые могли бы летать на больших высотах с предельными сверхзвуковыми скоростями. Самые быстрые отечественные самолеты, например Су-9, на тот момент могли достигать 2200-2300 км/ч, но и на таком режиме они были способны лететь очень непродолжительное время. Кроме того, при всех своих достоинствах истребитель-перехватчик Су-9 имел ограничения по ракурсам атаки, рубежам перехвата и, следовательно, возможностям уничтожения скоростных целей. В тот период в США началось серийное производство сверхзвукового бомбардировщика “Конвэр” B-58 с максимальной скоростью 2126 км/ч. В разработке был стратегический сверхзвуковой бомбардировщик “Норт-Америкен” B-70 с расчетной максимальной скоростью на большой высоте 3200 км/ч. Эти программы широко освещались в прессе, но одновременно американцы занимались и сверхсекретным проектом - разведчиком “Локхид” A-11 с крейсерской скоростью 3200 км/ч на высоте более 24 километров.

Для защиты от этих самолетов Советскому Союзу требовался эффективный сверхзвуковой истребитель-перехватчик, который мог бы атаковать цели под любым ракурсом на скорости около 3М на большой дальности от прикрываемого объекта. Необходимость в нём была вызвана тем, что зенитно-ракетные комплексы тогда обладали небольшой, в несколько десятков километров, дальностью действия. Обеспечить безопасность воздушного пространства над всей территорией нашей страны только с помощью ЗРК, без современного авиационного комплекса перехвата, было практически нереально. Но для его создания отечественное авиастроение должно было совершить гигантский рывок в развитии.

А.И. Микоян начал разработку истребителя с такими характеристиками в 1958 году. С.К. Туманский, генеральный конструктор ОКБ-300, предложил использовать двигатель, созданный на основе короткоресурсного КР15-300 для крылатых ракет. Изначально КР15-300 устанавливался на самолет-снаряд Ту-121, а затем на беспилотный разведчик Ту-123 “Ястреб”. Эти летательные аппараты набирали высоту более 20 000 метров и дальше летели со скоростью, в 2,5 раза превышающей скорость звука. Максимальная форсажная тяга двигателя была впечатляющей - 15 000 кгс. На таком режиме он мог работать 2,5 часа. Но его расчетный ресурс составлял всего 50 часов. “Предназначение определило относительно простую схему двигателя с пятиступенчатым компрессором и одноступенчатой турбиной, - пишет Л.П. Берне в статье ”Генеральный конструктор Сергей Константинович Туманский". - … Особенность двигателя было то, что сжатие воздуха производилось преимущественно в воздухозаборнике, а степень повышения давления в компрессоре была выбрана сравнительно небольшой. Таким образом, по конструкции КР15-300 представлял собой “нечто среднее” между традиционным ТРД и входившим в моду ПВРД (прямоточный воздушно-реактивным двигателем)".

Применение на пилотируемом самолете потребовало модификацию двигателя. Он должен был надежно работать не только при полете на большой высоте, но и на режимах взлёта и посадки, а также на дозвуковых скоростях. “В связи с этим в конструкцию двигателя пришлось внести соответствующие изменения: ленту перепуска за третьей ступенью компрессора, управляющуюся автоматикой, камеру сгорания трубчато-кольцевого типа и форсажный контур с двухстворчатым регулируемым трехпозиционным соплом. Первые экземпляры ТРД оснащались электрической системой запуска”, - сообщает Л.П. Берне. В остальном на двигателе, получившем обозначение Р15-300, были сохранены особенности ракетного предшественника. Р15-300 устанавливался на опытные истребители А.И. Микояна Е-150 и Е-152 системы “Ураган-5”.

Испытания этих самолетов длились долго. Только на первом экземпляре Е-152 было выполнено 67 полетов. “… После доводки Р15 построили самолет Е-152 с этим двигателем, и машина показала уникальные летные данные, - вспоминает Б.А. Орлов в книге ”Записки летчика-испытателя". - Именно на ней в 1961-1962 гг. установили абсолютные рекорды: скорости - Г.К. Мосолов (2681 км/ч), высоты в установившемся полете - П.М. Остапенко (22 670 м) и скорости по замкнутому маршруту - А.В. Федотов (2401 км/ч). Впервые в СССР была достигнута скорость более 3000 км/час именно на Е-152. В серию самолет не пошел - был мал запас топлива, центральный воздухозаборник не позволял разместить мощную РЛС". Через два месяца после того, как Г.К. Мосолов установил этот абсолютный рекорд скорости, его блестящая летная карьера оборвалась. При испытании самолета Е8/1 случилась авария: на высоте 10 000 метров при полете на сверхзвуке разрушился диск шестой ступени компрессора двигателя. Это был Р21Ф-300, новый двигатель, созданный на базе Р11Ф-300. Самолет загорелся, перевернулся и пикировал. Георгию Константиновичу пришлось нештатно катапультироваться, он получил множество травм, сломал обе ноги. После этого в больнице он дважды перенес клиническую смерть и чудом вернулся к жизни, а возвратиться к полетам по состоянию здоровья уже не смог.

Последние экземпляры Е-150 и Е-152 обладали достаточными для перспективного перехватчика высотно-скоростными характеристиками, но нужно было увеличивать запас топлива, расширять рубежи перехвата, применять более мощный радиолокатор и вооружение.

Опыт создания Е-150 и Е-152 послужил основой для разработки Е-155 - будущего МиГ-25. Концепция этого скоростного высотного самолета подразумевала создание сразу нескольких версий для решения задач как перехвата, так и разведки. Модификации истребителя-перехватчика Е-155П и разведчика Е-155Р должны были стать максимально унифицированными между собой.

Соответствующее постановление Совмина вышло в феврале 1962 года. Для уменьшения технического риска программы предусматривалось как можно шире использовать имеющийся задел. Так, самолет планировалось оснастить бортовым радиолокатором “Смерч”, уже разработанным для дальнего перехватчика Ту-128.

Главной проблемой при создании самолета Е-155 было преодоление “теплового барьера”. Вся конструкция должна сохранять прочность в длительном полете на высокой сверхзвуковой скорости, а ведь при достижении 3000 км/ч она нагревается до 300 градусов цельсия. Сплавы алюминия (дюрали) для её изготовления не годятся из-за снижения прочности уже при 150 градусах. В качестве материалов подходили либо титановые сплавы, либо нержавеющая сталь. Но опыта работы с титанов в то время было ещё недостаточно. К тому же, он очень плохо обрабатывается резанием и сваривается только в специальных условиях. В итоге Микоян выбрал сталь, которая обеспечила высокую весовую отдачу. Цельносварные баки-конструкции из высокопрочных сталей составили основу фюзеляжа и крыла. Длина сварных швов измерялась километрами. Дюралюминий и титан применялись ограниченно. Для охлаждения электронной аппаратуры использовалось 200 л водно-спиртовой смеси, замену которой настойчиво искало высокое начальство.

Для проведения испытаний было построено 11 перехватчиков и 4 разведчика. На этих самолетах были установлены двигатели Р15Б-300, представляющие собой доработанный вариант Р15-300 с форсажной тягой 11 200 кгс. Главное их новшество - это основная электронная система регулирования, примененная впервые в отечественной практике. Дело в том, что традиционная гидравлическая система управления не успевала подавать в двигатель нужное количество топлива при стремительном наборе высоты, и он не держал обороты с требуемой точностью (для МиГ-25 необходимая точность составляла 0,2%). Двигатель должен был работать в четком согласовании с условиями полета и автоматикой регулирования воздухозаборника. Решением стало использование автоматической системы управления, которая включала основной аналоговый электронный блок - регулятор режимов двигателя, и дублирующей годромеханической системы с ограниченными функциями. “На столь революционный шаг мог решиться только конструктор, хорошо представляющий себе возможности быстро прогрессировавшей в то время электроники, а С.К. Туманский с его радиоэлектронным прошлым как раз и являлся таким конструктором”, - пишет Л.П. Берне.

Были внедрены и другие интересные конструкторские решения. Так, для защиты от нагрева топливных баков двигатель закрывался стальным посеребренным экраном. Толщина слоя серебра - 30 микрон. На каждый самолет отпускалось ровно 5 кг. 

Диаметр сопел Р15Б-300 был так велик, что разнести двигатели на расстояние, при котором отрицательное взаимовлияние реактивных струй минимально, не получалось. Это привело бы к ухудшению скоростных качеств, ради которых и создавался МиГ-25. Был найден оригинальный выход - сблизить сопла двигателей настолько, чтобы они пересекались. В соплах сделали разрыв и заполнили специальным стекателем. Удалось минимизировать потери и обеспечить равноценные условия для обоих двигателей при их работе на разных режимах.

Эжекторное сопло Р15Б-300 стало трехпозиционным, с внутренними и наружными подвижными створками, кинематически связанными между собой. Наружные створки образуют контур для эжектируемого воздуха, а на форсажных режимах вместе с внутренними створками придают соплу форму, близкую к соплу Лаваля, наиболее подходящему к сверхзвуковых скоростей.

Для двигателя Р15Б-300 была принята такая же, как на АМ-11 и его последователях, силовая схема корпусов двигателя с замкнутой двойной силовой связью. В отличие от АМ-11, на одновальном Р15Б-300 установлен входной направляющий аппарат компрессора. Степень повышения полного давления в компрессоре относительно невысока - на взлетном режиме она равна 4,75 (у АМ-11 - 8,6). Это целесообразно для получения заданных характеристик при полете на высокой сверхзвуковой скорости в стратосфере. В таких условиях сжатие происходит в основном в воздухозаборнике за счет преобразования скоростного напора в давление. Так, при скорости 2,83М, повышение полного давления в воздухозаборнике составляет 24,15 с учетом потерь. Причем на этом режиме степень сжатия в самом компрессоре ещё меньше, чем на взлетном режиме. Отсюда следует возможность обойтись без сложных систем регулирования компрессора. На нём в этом двигателе установлена только лента перепуска за третьей ступенью, которая открывается лишь на нескольких режимах, например при запуске двигателя в полете.

Основным режимом применения МиГ-25 предполагается длительный полет на большую дальность на частичном форсаже. Поэтому своеобразную конструкцию имела форсажная камера двигателя: в ней концентрически установлены три кольцевых топливных коллектора, совмещенных со стабилизаторами пламени и два кольцевых стабилизатора пламени. Запуск двигателя выполнялся турбостартером С3 мощностью 150 л.с.

“Надо отметить, что к середине шестидесятых годов двигатель Р15Б-300 был гораздо более доведенным, чем скажем, АЛ-7Ф в 1956 году, - указано в книге “Салют”, Москва! От завода №24 им. Фрунзе до НПЦ гвзотурбостроения Салют". - Поэтому освоение его в производстве оказалось в значительно меньшей степени сопряжено с устранением недостатков. Проблемы были, в основном, технологического плана. Двигатель Р15Б-300 имел большой наружный диаметр, диски ротора компрессора (пять ступеней) и турбины (одна ступень), как и сами лопатки, имели довольно значительные размеры. Работникам “Салюта” пришлось освоить штамповку и сварку крупных тонкостенных деталей форсажной камеры, обеспечить надежную работу крупногабаритного фронтового устройства камеры сгорания". Лопатки всех ступеней компрессора изготавливались из стальных жаропрочных сплавов.

Впервые двигатели Р15Б-300 подняли в небо самолет 6 марта 1964 года. Это был опытный разведчик Е-155Р под управлением шеф-пилота фирмы А.В. Федотова. Вариант перехватчика совершил первый полет несколькими месяцами позже, 9 сентября (летчик-испытатель - П.М. Остапенко).

Уже в первых полетах Е-155 демонстрировал крейсерскую скорость, соответствующую 2,35М. Достаточно долго он мог лететь на максимальной скорости 2,83М, случались и выходы на тройную скорость звука без видимых последствий для самолета. При таких высоких летных показателях Е-155 имел неплохую располагаемую перегрузку, что давало возможность маневра. На дозвуковой скорости он мог выполнить весь пилотаж, доступный истребителям, хоть и с большим радиусом разворота. Взлетно-посадочные характеристики также были вполне приемлемыми.

Параллельно с лётными испытаниями началось освоение производства Е-155П на горьковском авиазаводе. В 1967 году МиГ-25 были показаны публике на авиационном празднике в Москве. “На Западе появление нового МиГа произвело огромное впечатление, – пишут В.Е. Ильин и М.А. Левин в книге ”Истребители". – Сработал эффект внезапности: до воздушного парада в Москве западные специалисты просто не знали о существовании такой машины, естественно, не было известно и КБ, создавшее истребитель… МиГ-25… стал причиной слушаний в конгрессе США: американские законодатели были встревожены резким качественным прорывом русской авиации.

Однако доводка самолета и двигателя проходила очень напряженно и проблематично. В том же году проводились 100-часовые комиссионные испытания Р15Б-300, но они окончились неудачей из-за большого числа аварийных отказов. Технические недоработки первых опытных и серийных машин подчас приводили к тяжелым летным происшествиям. 30 октября 1967 года при попытке установить рекорд скороподъемности на Е-155П погиб летчик-испытатель И.И. Лесников. Причиной стал выход за пределы жестких ограничений по приборной скорости, который привел к потере управляемости. После этой трагедии в конструкцию самолета было введено дифференциальное отклонение стабилизатора, что позволило повысить приборную скорость полета до 1200 км/ч.

После устранения дефектов двигатель Р15Б-300 в конце 1969 года прошел госиспытания и на московском заводе “Салют” началось его серийное производство. Тогда же запустили в серию и самолет, но государственные испытания МиГ-25П закончились только в следующем году, а постановление Совета Министров о принятии его на вооружение вышло уже в 1972-ом. Выпуск всех модификаций этих машин продолжался до 1985 года.

В период эксплуатации двигателя специалисты завода “Салют” продолжали заниматься совершенствованием конструкции. Так, были внедрены изменения для предотвращения помпажа на переходных режимах, повышения работоспособности лопаток соплового аппарата турбины, устранение трещин по сварным швам стабилизаторов диффузора и многое другое. Ресурс Р15Б-300 в 1974 году был доведен до 150 часов.

Во многом благодаря двигателю самолет МиГ-25 стал первым в мире серийным истребителем, достигшим рубежа скорости 3000 км/ч, и одним из немногих в мире, способных выполнять длительный сверхзвуковой полет. Он обладал возможностью осуществлять маневры с перегрузкой 3-4 единицы при скорости, соответствующей 2,5М.

МиГ-25П был основой авиационного комплекса перехвата МиГ-25П-40, предназначенного для уничтожения воздушных целей днём и ночью в любых погодных условиях в широком диапазоне высот и скоростей полета, в том числе высотных скоростных целей. Кроме самолета, в состав комплекса входила система радиоуправления с бортовой радиолокационной станцией, управляемое ракетное вооружение и наземная система управления и наведения. Практический потолок МиГ-25П с четырьмя ракетами достигал 20 700 метров.

Вариант разведчика – МиГ-25Р – внешне отличался от “собрата-перехватчика” главным образом носовой частью фюзеляжа, где вместо радиолокатора устанавливалась аппаратура для разведки. В 1970 году прошла испытания модификация МиГ-25РБ - разведчик-бомбардировщик. На нём впервые в мире опробовали режим полета на большом сверхзвуке (2000-3000 км/ч) с бомбовой нагрузкой (он мог нести до 10 бомб весом 250-500 кг). И это был первый отечественный боевой самолет, оснащенный прицельно-навигационным комплексом. Система навигации “Пеленг” обеспечивала выход самолета в запрограммированную точку координат и определяла момент сброса бомб. Самолет мог выполнять бомбометание с высоты полета более 20 000 метров круглосуточно, в любых метеоусловиях.

Все произведенные ранее МиГ-25Р были доработаны до МиГ-25РБ, и это положило начало целой серии модификаций, которые отличались между собой разными вариантами оборудования электронной разведки или навигации (МиГ-25РБК, МиГ-25РБС, МиГ-25РБВ и МиГ-25РБТ).

О том, что МиГ-25 по многим параметрам превзошел всех своих западных конкурентов, свидетельствуют его многочисленные мировые рекорды. Самолет, на котором их устанавливали, получил название Е-266. На самом деле под этим обозначением скрывалось несколько разных опытных машин семейства МиГ-25. Ещё во время летных испытаний были получены беспрецедентные данные. В 1965 году летчик А.В. Федотов на замкнутом маршруте 1000 км показал скорость 2319,12 км/ч, через два года летчик-испытатель П.М. Остапенко увеличил её до 2920,67 км/ч. Эти скорости были достигнуты с полезной нагрузкой в 2000 кг, которой являлись весовые макеты ракет “воздух-воздух”. Летчик-испытатель М.М. Комаров установил абсолютный мировой рекорд на 500-километровой трассе – 2981,5 км/ч. В 1973 году А.В. Федотов обновил свой рекорд на 100-километровом маршруте, зафиксированным 12 лет назад на Е-150 (2401 км/ч). МиГ-25 позволил достичь скорости 2605,1 км/ч.

В 1975 году появился Е-266М/1. Эта машина оснащалась глубоко модернизированным опытным двигателем Р15Ф2-300. В нём была добавлена шестая ступень компрессора, что несколько увеличило степень полного повышения давления, система охлаждения лопаток турбины и новые генераторы переменного трехфазного тока. В итоге двигатель получился более мощным, максимальная форсажная тяга увеличилась до 13 550 кгс. Это позволило ещё больше повысить скорость, а также высотность и дальность самолета. В серию Р15БФ2-300 не пошел, потому что к тому времени появились более совершенные двигатели следующего поколения, но обеспечил опытному самолету достижение новых рекордов.

За два года с 1975 по 1977, на Е-266М установили шесть мировых рекордов скороподъемности и высоты полета. Так, время подъема самолета на высоту 30 000 метров составило 3 минуты 9,85 секунды (летчик П.М. Остапенко). На высоту 35 000 метров летчик А.В. Федотов поднял машину за 4 минуты 11,7 секунд. 17 мая 1975 года он же поставил абсолютный мировой рекорд высоты полета – 37 650 м. Всего на самолетах семейства МиГ-25 зафиксировано 29 мировых рекордов, многие из которых не удалось побить по сей день.

Другая модификация двигателя - Р15БД-300, ставшая серийной, отличалась внушительным увеличением межремонтного ресурса - до 1000 часов (Р15Б-300 - 150 часов). При этом немного, на 270 кгс, выросла максимальная форсажная тяга и на 1300 кгс - максимальная бесфорсажная. Р15БД-300 устанавливался на МиГ-25ПД и -ПДС.

В новом варианте перехватчика также было модернизировано вооружение и увеличена дальность полета за счет установки подвесного топливного бака. С 1979 года все выпущенные МиГ-25П при поступлении на ремонтные заводы переоборудовались в МиГ-25ПДС.

Были созданы учебно-тренировочные самолеты - МиГ-25ПУ и -РУ, в основном идентичные базовым вариантам, кроме сниженного до 2,65 предельного числа М - в целях безопасности. На МиГ-25ПУ летчик С.Е. Савицкая установила несколько мировых женских рекордов скорости и высоты полета.

“В 1975 г. в Японию на самолете МиГ-25П перелетел летчик Беленко. Впервые зарубежные специалисты получили возможность взглянуть на новый МиГ вблизи… В результате предательства потенциальному противнику стали известны характеристики БРЭО, установленного на МиГ-25, что значительно облегчало ему ведение радиоэлектронной борьбы. В этих условиях было принято решение провести полную замену на самолете радиолокационного комплекса и других важнейших элементов БРЭО. Работа по созданию новой модификации истребителя-перехватчика была выполнена в короткие сроки и уже в 1978 г. Горьковский авиазавод начал серийный выпуск самолета МиГ-25ПД с радиоприцелом ”Сапфир-25" (РП-25), заменившим прежнюю РЛС “Смерч-А”. Кроме того, самолет был оснащен двигателем Р15БД-300, имеющим увеличенный ресурс. Ильин В.Е., Левин М.А. “Истребители”.

На начальном этапе освоения самолета случилось ещё несколько катастроф. В мае 1973 года в Ахтубинске разбился МиГ-25П, пилотируемый летчиком-испытателем А.В. Кузнецовым. “Тридцатого мая Саша полетел на оценку нового контура САУ на МиГ-25П… - вспоминает В.Н. Кондауров. - На одном из режимов самолет неожиданно вошел в неуправляемое вращение. Саша не ”засиделся", успел катапультироваться. Системы спасения сработали безотказно и летчик повис в голубом небе под белоснежным куполом, но с перебитыми ногами. После приземления на них Саша уже не смог дождаться спасательного вертолета и умер от болевого шока. А самолет был тот самый, на котором впервые выполнили доработки для улучшения поперечной управляемости на высоких скоростях. И действительно улучшили… но в испытаниях не было обнаружено “змеиное жало” - перекомпенсация стабилизатора… Однако не эта катастрофа прояснила положение дел с управляемостью машины. Здесь прошли мимо, спихнув, как это уже не раз делалось, не какого-нибудь мифического орла. Но аналогичные отказы происходили и в строевых частях. Осенью этого же года на поиск причины затаившейся “болезни” полетел Олег Гудков - испытатель ЛИИ. Он не вернулся из полёта… Но лётчик мужественно, до последнего мгновения передавал информацию о поведении машины. Вот какой ценой “жало” удалось вырвать окончательно. Для этого несколько вперед передвинули ось вращения стабилизатора, только и всего". Действительно, после переноса этой оси на 140 мм вперед самолет стал вполне надежно управляем во всём диапазоне скоростей и высот полета.

Уже через несколько месяцев после принятия на вооружение началось боевое применение МиГ-25Р. Он участвовал в египетско-израильском конфликте, выполняя разведывательные полеты над Израилем. Благодаря превосходным характеристикам высоты и скорости самолет был недосягаем ни для современных ему зенитно-ракетных комплексов, ни для перехватчиков “Фантом” и “Мираж”. 

МиГ-25 использовались также в ирано-иракской войне, во время боевых действий в долине Бекаа, сирийско-израильском и других конфликтах, раз за разом доказывая свою неуязвимость. Экспортный вариант перехватчиков и разведчиков МиГ-25 поставлялся в Алжир, Ирак, Индию, Ливию, Сирию и Болгарию. Всего в СССР построили 1119 экземпляров МиГ-25 различных модификаций - нигде в мире больше не было столь масштабной серии таких скоростных самолетов.

Для своего времени истребитель-перехватчик был МиГ-25 был самой мощной машиной авиации ПВО. Он мог противостоять практически всем средствам воздушного нападения. В 1960-е годы в США появился высотный разведчик SR-1, способный безнаказанно вторгаться на территорию любых стран мира. Но полеты в те районы, где нёс свою службу МиГ-25, были для него неосуществимы. Исключительные скоростные и высотные данные самолета, во многом обеспеченные параметрами двигателя Р15Б-300, были гарантом надежной защиты воздушных границ страны.