Зачем на носу истребителя МиГ-21 торчит длинная стрела

МиГ‑21 — советский сверхзвуковой истребитель, созданный в середине 1950‑х, по праву считается не только самым массовым истребителем своей эпохи, но и, вероятно, самым востребованным боевым самолётом за всю историю авиации (49 стран). Причем конструктивно у него много необычных деталей (одни треугольные крылья чего стоят). Спереди у самолета не только острый конический нос, но из него (снизу или сбоку) торчит длинная острая штанга. Многие принимают её за некое секретное оружие (гарпун?), штангу для дозаправки в воздухе или антенну. Но все несколько практичнее, это важный узел, без которого сверхзвуковой полёт МиГ‑21 был бы куда менее безопасным. — Давайте разбираться.

С конусным носом (причем изменяемой геометрии) разобрались в прошлом материале — это регулируемый воздухозаборник.

То, что мы видим как торчащую «стрелу», технически называется приёмником воздушного давления (ПВД), а точнее — выносным ПВД на длинной штанге. Его задача — измерять параметры набегающего потока воздуха и передавать данные в системы самолёта. Да, это та самая трубка Пито (по имени французского инженера Анри Пито, предложившего принцип измерения скорости потока). Но там не только один датчик скорости воздуха, еще датчики углов атаки и скольжения и датчик статического давления. По сути, это «глаза» автоматики самолёта, которые говорят пилоту, с какой скоростью он движется относительно воздуха и на какой высоте находится.

Самолет выпускался только в СССР 26 лет, постоянно модернизировался, на самых первых МиГ-21 (Ф и Ф-13) штанга крепилась внизу носа,· позже её перенесли наверх, над воздухозаборником, чтобы не мешать работе радиолокатора.· На более поздних версиях (например, МиГ-21бис) штангу сдвинули вправо относительно центральной оси, чтобы она не загораживала обзор и не создавала помех антенне радара.

Но почему же эта трубка такая длинная (около 80 см)? Ведь ее легко повредить при буксировке, рулежке и пр., она все равно мешает бортовой РЛС.

У обычных самолетов датчик скорости немного выступает от корпуса, но МиГ‑21 сверхзвуковой самолет (крейсерская скорость 1000 км/ч, а может и 2000+ км/ч). И просто прикрепить трубку к фюзеляжу нельзя. В полёте сам корпус самолёта искажает поток воздуха вокруг себя: он «отталкивает» его, создавая так называемое возмущённое турбулентное воздушное поле. Если датчик будет находиться в этой зоне искажения, он будет показывать неверную скорость воздуха, что чревато катастрофой самолета. Чтобы измерить истинное, невозмущённое давление набегающего потока, ПВД необходимо вынести вперёд, подальше от фюзеляжа, на расстояние, где воздух ещё воздух ещё не успел «деформироваться» об обшивку самолёта. Именно поэтому штанга на МиГ-21 такая длинная (это компромисс между точностью измерений и удобством эксплуатации).

И «хитрый» конусный нос тоже при делах. Этот конус — не просто обтекатель: он формирует нужные скачки уплотнения для работы воздухозаборника на сверхзвуке. Но именно из‑за такой формы зона «чистого» воздушного потока смещается ещё дальше вперёд, и штанге приходится быть длиннее. Получается связка: аэродинамическая форма носа диктует условия, а выносной ПВД адаптируется под них. Это было простым и рабочим решением для массового истребителя (выпушено более 10 тыс. штук).

Длинная «стрела» на носу МиГ-21 — это пример инженерного решения, продиктованного суровой необходимостью. Она не для заправки и не для боя, а целый измерительный узел для того, чтобы лётчик точно знал, с какой скоростью и на какой высоте он летит. Без неё сверхзвуковой истребитель был бы практически неуправляем. В более поздних истребителях (в том числе в новых поколениях МиГов и Сухих) подход изменился: вместо одной длинной штанги стали использовать несколько аэродинамичных датчиков по разным частям фюзеляжа, они стали точнее и менее заметны.

Спасибо за внимание.

Изображение в превью:
Автор: Chmee2
Источник: commons.wikimedia.org