И хотя комплекс перехвата воздушных целей Су-9-51 был рассчитан на применение ракет с ограниченной дальностью полета К-5 (позднее К-5М, а в серии PC-2-УС) и, вроде бы, уступал комплексу И- 75К-8 в системе «Ураган-5Б» по дальности обнаружения и пуска снарядов, тем не менее был принят на вооружение как более отработанный. Непрекращавшиеся полеты американских разведчиков над территорией СССР заставили принять такое безусловно правильное решение. Ведь к моменту завершения заводских испытаний И-75 первые серийные двухмаховые Су-9 уже сходили со стапелей завода…
Летом 1957 года было завершено эскизное проектирование перехватчика Е-150 - первого из «тяжелых Ми1Ьв» серии «Е» (заключение Управления по опытному строительству авиационной техники ВВС - У0САТ ВВС - было подписано в июле). Одновременно прорабатывался его второй вариант (Е-151) с подвижной пушечной установкой в фюзеляже. Самый ранний вариант эскизного проекта был разработан еще в 1956 году. Основные задачи Е-150 в системе «У-5» формулировались так: автоматическое наведение на цель и автоматическая атака, перехват и уничтожение бомбардировщиков противника на сверхзвуковых скоростях в любых метеоусловиях и при отсутствии оптической видимости. Самолет должен был строиться в двух экземплярах со следующим вооружением:
- первый опытный с двумя управляемыми по лучу бортового локатора ракетами типа К-бв или К-7в;
- второй опытный с подвижной в двух плоскостях стрелковой установкой (главный конструктор Фонаков), состоящей из двух пушек ТКБ-495 калибра 30 мм.
Е-150 даже внешне резко отличался от всех ранее построенных машин. Самолет представлял собой среднеплан с треугольным крылом и фюзеляжем круглого сечения. Фюзеляж напоминал трубу из элементарных тел вращения с практически одинаковым диаметром по всей длине (цилиндр диаметром 1600 мм переходил в хвостовой части в зоне форсажной камеры двигателя и его эжектора в цилиндр диаметром 1650 мм). В носовой части фюзеляжа устанавливался «многоскачко-вый» конус из диэлектрического материала, состоявший из трех ступеней. В нём располагалась антенна радиолокационной станции «Ураган- 5Б». Трехступенчатое регулирование служило для дивергенции ударной волны перед воздухозаборником. Регулировка входного сечения осуществлялась подвижной обечайкой, которая имела два фиксированных положения. При достижении скорости, равной М=1,65, обечайка автоматически сдвигалась. С уменьшением скорости она возвращалась в исходное положение. По бортам фюзеляжа в районе кабины размещались противопомпажные створки. Цельнолитой фонарь, открывавшийся вверх-вперед, не имел лобового стекла и плавно переходил в гаргрот, тянущийся к основанию киля. Остекление фонаря выполнялось из 12- миллиметрового стекла Т2-55, способного выдерживать температуру аэродинамического нагрева до 170 °С. В кабине летчика устанавливалось шторочное катапультное кресло. Для улучшения путевой устойчивости на больших скоростях под фюзеляжем в хвостовой части монтировался аэродинамический гребень. В нижней части фюзеляжа также располагались три тормозных щитка. Для сокращения длины пробега применялся тормозной парашют ПГ-5605-58 площадью 18 мг.
Треугольное крыло малого удлинне-ния, аэродинамика которого уже была хорошо отработана на опытных истребителях Е-4 и Е-5, имело тонкий профиль с относительной толщиной 3,5%, выдвижные закрылки Фаулера и элероны с аэродинамической компенсацией. Его стреловидность по передней кромке составляла 60°. На нижней поверхности каждой консоли крыла предусматривалась установка по одному пилону для подвески ракет.
Силовая установка состояла из одного двигателя Р15-300. Этот ТРД, развивавший тягу на максимальном режиме 6840 кг и на форсаже 10 150 кг, имел специальный эжектор, который позволял развивать суммарное тяговое усилие до 19 800 кг на скоростях полета в диапазоне чисел М=2,4-2,5 и существенно уменьшить донное сопротивление.
В всех каналах системы управления истребителя использовались необратимые бустеры. Аварийное управление осуществлялось электромеханизмами. На самолете применялись две автономные гидросистемы - общая и бустерная. Общая гидросистема обслуживала шасси, закрылки, тормозные щитки, обечайку конуса воздухозабоника, противопомпаж-ные створки и дублировала бустерную систему в случае ее отказа.
Основные стойки шасси при уборке укладывались в консоли крыла параллельно строительной плоскости, а колеса убирались в фюзеляж под углом 55° к строительной плоскости крыла. Передняя стойка с тормозным колесом убиралась против потока.
При втором варианте вооружения перехватчика (Е-151) в носовой части фюзеляжа перед кабиной располагалась подвижная пушечная установка.
В связи с высоким аэродинамическим нагревом самолета на больших скоростях, наиболее теплонапряженные элементы конструкции должны были выполняться из термостойких материалов (например, из нержавеющей стали).
Окончательный вариант эскизного проекта Е-150, утвержденный в 1957 году, был несколько доработан. Первый вариант вооружения состоял из двух ракет К-бв, К-7в или самонаводящихся К-8 (последние были более отработаны по сравнению с К-7с), во втором пушки ТКБ-495 в подвижной стрелковой установке ДБ-66 заменили на ТКБ-539 того же калибра. На самолете планировалось использовать модернизированный двигатель Р15-300М и автопилот АП-39.
Согласно последнему варианту эскизного проекта топливная система Е-150 состояла из пяти мягких фюзеляжных и двух крыльевых баков. Общая емкость топливной системы составляла 4750 л. Энергоснабжение систем самолета осуществлялось генератором ГСР-СТ-105/18 и двумя аккумуляторами 15СЦС-50,
К сентябрю 1958 года в цеху опытного производства 0КБ-155 стоял уже готовый первый опытный экземпляр перехватчика Е-150. Бортового номера он не имел. К декабрю его вывези на аэродром ЛИИ для наземных испытаний. Объем доработанной топливной системы самолета уменьшился до 4210 л.
Более шести месяцев (до июня 1959 года) производились наземные проверки системы управления и других систем истребителя. После установки на заводе летного двигателя машина вновь поступила на аэродром 30 декабря. В процессе наземных испытаний двигатель пришлось заменить, и перехватчик оказался готовым к полетам лишь к середине 1960 года (из-за непоставки качественного двигателя он простоял около 18 месяцев)! 8 июля летчик-испытатель ОКБ-155 А. В. Федотов поднял его в воздух. С этого дня начались заводские испытания, продолжавшиеся до 25 января 1962 года. В четвертом полете (26 июня) была обнаружена тряска элеронов на скорости, соответствующей числу М=0,925. Эту проблему удалось быстро решить введением демпферов в систему управления элеронами. После пятого полета испытания были прерваны из-за разрушения коробки двигательных агрегатов. Из-за задержки с поставкой нового двигателя они возобновились лишь 18 января 1961 года. С 21 января по 30 марта было выполнено восемь полетов, в которых скорость достигала величины М=2,1, а высота полета - 21 000 м. После этого снова пришлось менять двигатель, и Е-150 выполнил еще 20 полетов. В 28-м полете на высоте 19 100 м удалось достичь максимальной скорости 2890 км/ч (М=2,65), причем еще оставался запас тяги двигателя. Взлетный вес перехватчика в этом полете составлял 10 175 кг. Наибольший потолок, достигнутый при испытаниях, составил 22 500 м. После замены эжектора и теплоизоляции кабины пилота испытания продолжились с 14 ноября 1961 года. Всего на машине выполнили 42 полета. Элементы системы вооружения не проверялись.
Е-150 и по другим летно-тактическим характеристикам резко отличался от своих предшественников. Статический потолок достигал 23 250 м, время набора высоты 15000 м - 2,5 минуты, а 20000 м - 4,5 минуты.
Интересно, что в отчете по заводским испытаниям приводилась таблица сравнения летных данных Е-150 и легкого фронтового истребителя МиГ-21Ф, запущенного в крупносерийное производство. Скороподъемность «тяжелого МиГа» была лучше вдвое. Да и максимальная скорость, полученная в 28-м полете, впоследствии многократно достигалась на высотах до 22 500 м. Федотов в своем отзыве отмечал высокие разгонные характеристики самолета, столь важные для перехватчика, а также быстрый набор практического потолка.
Казалось, наконец-то создана машина, которая так необходима ПВО. Однако, на испытаниях опять возникали проблемы с силовой установкой.
Здесь следует сказать, что двигатель Р15-300, летные испытания которого проводились на беспилотном
