Звено МиГ-23Б на взлетной полосе аэродрома Степь.
К концу 1960-х гг. истребительно-бомбардировочная авиация (ИБА) выступала главной ударной силой советской фронтовой авиации. На её вооружении находились несколько типов боевых самолётов — Су-7Б различных модификаций, МиГ-17 и МиГ-21ПФМ. При этом «сухие» составляли почти половину ИБА: к этому времени ими были оснащены 17 авиаполков советских ВВС. МиГ-17 эксплуатировали 18 полков истребительно-бомбардировочной авиации, один был вооружён МиГ-21ПФМ. Среди стран Варшавского Договора Су-7Б находились на вооружении в Польше и Чехословакии. От других типов Су-7Б выгодно отличался как высокой боевой нагрузкой, так и характеристиками — по скорости и скороподъёмности он не уступал истребителям МиГ-21, существенно превосходя их в вооружении. К концу десятилетия Су-7Б оставались одними из наиболее массовых самолётов ВВС, являясь подлинным воплощением мощи военной авиации: стремительные сверхзвуковые стрелы проносились по небу на парадах, обрушивали бомбовые и ракетные удары на учениях и к тому же прошли проверку боем в многочисленных локальных конфликтах.
Однако со стороны руководства ВВС со временем стали звучать нотки недовольства по отношению к «надежде и опоре ИБА». Чаще других высказывались претензии к недостаточной боевой эффективности Су-7Б, обусловленной, прежде всего, невысоким уровнем бортового прицельного и навигационного оборудования. Фактически Су-7Б обеспечивал боевое применение лишь в хороших погодных условиях при визуальной видимости цели. Помимо этого, с переоценкой роли ядерного оружия и признанием значимости обычных средств огневого поражения (бомб, неуправляемых авиационных ракет (НАР), авиационных пушек) вновь встал вопрос его боевой эффективности, напрямую зависевшей от точности применения оружия. Задача формулировалась следующим образом: для поражения цели следовало её вовремя обнаружить, а затем прицелиться и нанести точный удар (особенно при атаке малоразмерного защищённого объекта, требовавшего прямого попадания — танка, бронемашины или укрытия). В то же время сам выход на цель оказывался проблемой, ведь навигационное оборудование на отечественных истребителях-бомбардировщиках в те годы было небогатым — гиромагнитный компас и автоматический радиокомпас, помогавшие выдерживать направление на маршруте. Высокая скорость, считавшаяся первостепенной для боевого самолёта, создавала свои проблемы: лётчику было непросто распознать цель на проносящейся внизу местности, а на прицеливание оставались считанные мгновения, что не лучшим образом сказывалось на точности удара.
Решением виделся многорежимный боевой самолёт, который бы сочетал хорошие взлётно-посадочные качества с высокими лётными характеристиками во всём диапазоне используемых скоростей — от высокой сверхзвуковой при преодолении рубежей ПВО и прорыве к цели до умеренной при нанесении удара, с сохранением хорошей управляемости и манёвренности, способствовавших точности огневого поражения. Точный выход на цель и эффективное её поражение должно было обеспечить новое прицельно-навигационное оборудование.
Основная задача при создании такого самолёта, в общем случае, сводилась к обеспечению широкого диапазона скоростей и увеличению отношения максимальной скорости полёта к посадочной. Определяющими факторами при этом являлись параметры основной несущей поверхности — крыла. Оптимальным для обеспечения высоких взлётно-посадочных качеств и выгодных несущих характеристик на крейсерских скоростях было крыло небольшой стреловидности (в идеале — прямое), значительной толщины и удлинения, которое бы обладало наибольшими значениями коэффициента подъёмной силы и критического угла атаки. Однако толстое прямое крыло имело высокое сопротивление, волновая и индуктивная составляющие которого резко возрастали с увеличением скорости, а возникновение местных скачков уплотнения на околозвуковых скоростях резко снижало аэродинамическое качество. Выход на сверхзвук для самолёта с таким крылом был практически невозможен из-за роста сопротивления, проявлявшегося в виде «стенки» уплотнённого воздуха — прямого скачка уплотнения, «садившегося» на переднюю кромку крыла.
Увеличение стреловидности затягивало «волновой кризис», повышая скоростные качества, однако влекло за собой ухудшение несущих свойств, продольной и поперечной устойчивости и управляемости. Расширение диапазона скоростей могло быть достигнуто изменением стреловидности в полёте, постоянно приспосабливавшей самолёт к новому режиму. Консоли уходили назад на большой скорости, увеличивая стреловидность, и разворачивались вперёд, приближая крыло к прямому при взлёте, посадке и полёте на максимальную дальность, когда требовалось максимальное аэродинамическое качество. Изменение стреловидности крыла меняло все его параметры, определяющие аэродинамические характеристики, из-за чего за такой схемой утвердилась наименование «крыло изменяемой геометрии» (КИГ), более полно отвечающее сути. При развёрнутом («выпущенном») крыле увеличивались его размах, удлинение, относительная толщина, радиус закругления носка профиля и в меньшей степени площадь, причём одновременно создавались благоприятные условия работы взлётно-посадочной механизации, наиболее эффективной на такой несущей плоскости и позволяющей дополнительно опустить нижнюю границу диапазона эксплуатационных скоростей. При складывании («уборке») крыла часть его уходила внутрь неподвижной конструкции — центроплана, уменьшая несущую площадь, омываемую потоком, удлинение и толщину, тем самым уменьшая сопротивление, а стреловидность приближалась к оптимальной для заданной скорости.
Поступившие на вооружение истребители-бомбардировщики Су-7Б позволили качественно усилить ударную мощь фронтовой авиации.
Первым в СССР самолетом с КИГ стал разработанный в ОКБ П. О. Сухого С-22И, являвшийся результатом модификации Су-7БМ и выполнивший первый полёт 2 августа 1966 г. С 1970 г. под наименованием Су-17 новый истребитель-бомбардировщик стал поступать в полки ВВС.
Будучи преимущественно загруженным работами по истребительной тематике для ВВС и авиации ПВО, ОКБ А. И. Микояна в этот период практически не занималось разработками для бомбардировочной и истребительно-бомбардировочной авиации — направлениях со своей спецификой, кругом вопросов, интересов и, не в последнюю очередь, отношений. Исключением являлись разведывательно-ударные модификации МиГ-25, приспособленные для высотного бомбометания. Министр авиапромышленности П. В. Дементьев, занимавший эту должность без малого четверть века, с 1953 по 1977 г., также ратовал за специализацию ОКБ по определённым и устоявшимся тематикам, что обеспечивало использование их потенциала с максимальной отдачей. Впрочем, после отстранения Н. С. Хрущёва в октябре 1964 г. сохранивший свой пост Дементьев, заглаживая «допущенные перегибы» и участие в «ракетизации», сопровождавшейся разгромом авиации, объехал все авиационные ОКБ, обещая полную поддержку в реализации их начинаний. Навёрстывая упущенное, самые перспективные и смелые проекты самолётостроителей получили «зелёный свет», причём приоритетными признавались машины ударного назначения, отставание по которым выглядело наиболее ощутимым.
Новый министр обороны А. А. Гречко, сменивший в 1967 г. Р. Я. Малиновского на этом посту, также придерживался реалистических взглядов на роль ВВС, настаивая на развитии их ударной составляющей, включая и самолёты поля боя. С этим предложением весной 1969 г. он обратился в МАП, вскоре объявивший конкурс на «самолёт-штурмовик».
В нём приняли участие ОКБ А. С. Яковлева, С. В. Ильюшина, А. И. Микояна и П. О. Сухого. Вскоре их проекты были представлены на Научно-технический Совет МАП, где перспективными признали разработки ОКБ А. И. Микояна и П. О. Сухого. Яковлевская машина, представлявшая собой вариант бомбардировщика Як-28 с бронированием кабины экипажа, и вновь предложенный Ильюшиным двухмоторный штурмовик Ил-40 вызвали много нареканий и были отклонены как недостаточно проработанные — в первую очередь, по уровню специализированного целевого оборудования и вооружения.
На втором этапе конкурса ОКБ А. И. Микояна и П. О. Сухого соревновались между собой, отстаивая собственное видение ударного самолёта поля боя. Представленные на конкурс микояновские проекты являлись вариациями на тему заслуженного МиГ-21, что сулило экономию времени и удешевление производства. Они, в общем, отвечали требованиям заказчика, настаивавшего на сверхзвуковой машине со скоростью у земли не менее 1200 км/ч. Это условие было продиктовано обеспечением выживаемости самолёта при прорыве ПВО и опиралось на данные о возможностях основного в армиях НАТО ЗРК «Хок», боевая эффективность которого резко снижалась при указанных скоростях маловысотных целей.
Первоначально ОКБ Микояна предложило превращение простого и надёжного истребителя МиГ-21 в штурмовик МиГ-21Ш кратчайшим путём. Предполагалось обойтись «малой кровью» — установить на МиГ-21С новое прицельно-навигационное оборудование и крыло увеличенной площади с шестью узлами подвески вооружения. Однако расчёты и прикидки показали, что решить проблему «в лоб» с требуемой эффективностью вряд ли удастся. Пришлось значительно модернизировать конструкцию «двадцать первого», больше внимания уделить боевой живучести и вооружению. В рамках темы, получившей индекс «27», велись работы сразу над двумя проектами: МиГ-27Ш и «27–11».
Первая машина первоначально создавалась на базе МиГ-21, но в итоге от него осталась только хвостовая часть фюзеляжа с оперением, всё остальное проектировалось заново. МиГ-27Ш получил низкорасположенное трапециевидное крыло большой площади, боковые воздухозаборники, двигатель без форсажной камеры, короткий нос и кабину с хорошим обзором. Для защиты от огня стрелкового оружия и осколков снарядов кабина лётчика полностью бронировалась.
Вооружение машины было представлено двухствольной 23-мм пушкой ГШ-23, бомбами и НАР общей массой до 3000 кг, размещаемыми на девяти наружных точках подвески.
Базой для второго проекта послужил самолёт «21–11», больше известный как МиГ-21И или «Аналог». Его создали для отработки крыла сверхзвукового пассажирского лайнера Ту-144 и изготовили в двух экземплярах. «Бесхвостка» с оживальным крылом тонкого профиля, имевшим коническую крутку, была привлекательна ввиду высокого аэродинамического качества, меньшего сопротивления и балансировочных моментов, что делало её удачным решением в удовлетворении противоречивых требований аэродинамики и прочности конструкции. Крутка крыла позволяла затянуть срыв потока в концевых сечениях до больших углов атаки, улучшая его несущие качества на взлётно-посадочных скоростях и повышая эффективность управления. Самолёт отличался также малой удельной нагрузкой на крыло, что позволяло нести значительное вооружение, повышало манёвренность и улучшало взлётно-посадочные характеристики; на «Аналоге» была получена минимальная эволютивная скорость полёта 212 км/ч.
Модель штурмовика «27–11» с оживальным крылом.
Первый вариант микояновского штурмовика МиГ-27Ш.
Модель МиГ-23Б, снятая на фоне нарисованного неба (из проектной документации ОКБ А. И. Микояна).
Поскольку испытания «Аналога» дали положительные результаты, новое крыло решили использовать на истребителе-бомбардировщике. Фюзеляж самолёта «27–11» тоже стал совершенно иным. Были применены боковые воздухозаборники, бронированная кабина и новая форма носовой части, в которой предполагалось разместить аппаратуру радиоэлектронной борьбы (РЭБ) и систему наведения управляемых ракет класса «воздух — поверхность». Шасси по сравнению с МиГ-21 было усилено и позволяло эксплуатировать потяжелевшую машину с полевых аэродромов. Силовая установка состояла из двух турбореактивных двигателей, расположенных бок о бок в хвостовой части фюзеляжа. Вооружение массой до трёх тонн планировали разместить на восьми подкрыльевых и четырёх подфюзеляжных держателях.
Но обе машины так и остались в виде эскизов и моделей. К тому времени основа этих проектов, МиГ-21, уже не был последним достижением конструкторской мысли.