La începutul anilor '50 ai secolului trecut, în Uniunea Sovietică existau doar două birouri de design pentru luptători: A. I. Mikoian și A. S. Yakovleva. S-ar părea că ar fi trebuit să devină principalii concurenți în crearea unui nou tip de luptător. Dar, așa cum este descris în prima parte, Yakovlev a fost pur și simplu eliminat din competiție. Cu toate acestea, competiția s-a dovedit încă destul de interesantă. Principalul rival al lui A. I. Mikoyan, dezonoratul P. O. Sukhoi, cel mai recent numit prin ordin al Ministerului Industriei Apărării nr. 223 din 14 mai 1953, proiectant șef al OKB-1 în locul lui V. V. Kondratyev. La începutul anului 1949, biroul de proiectare al lui Pavel Osipovich a fost închis din cauza conflictului său cu ministrul forțelor armate ale URSS N. A. Bulganin. Conform versiunii oficiale, acest birou de proiectare a fost lichidat în legătură cu dezastrul interceptorului experimentat Su-15 și „ineficiența” generală a lucrării: la urma urmei, în timpul existenței biroului de proiectare, doar o mașină Su-2 a fost adoptat.
După ce a acceptat baza materială pe teritoriul Aerodromului Central, P. O. Sukhoi a început imediat să recruteze oameni și să rezolve problemele organizaționale. Și la 5 iulie 1953 a fost emis binecunoscutul Decret al Consiliului de Miniștri al URSS, care a ordonat biroului de proiectare „luptător” să înceapă dezvoltarea de noi tipuri de aeronave; proiectat pentru viteza de zbor supersonică ridicată (cel puțin 1750 km / h). Din nivelul caracteristicilor specificate, era clar că aeronava creată urma să devină nu doar o mașină nouă, ci să ofere o descoperire semnificativă în viteza maximă. Amintiți-vă că până în 1953, în URSS nu existau deloc aeronave supersonice în serie. În ciuda noutății și complexității misiunii, noua echipă formată, condusă de P. O. Sukhim, a început în mod activ să dezvolte proiectul. Baza pentru acesta a fost proiectul Su-17 (R), pregătit în 1948.
Proiecții de aeronave Su-17 (R)
Lucrarea a mers în două direcții. Primul este un luptător din prima linie (el a devenit cel care a devenit principalul concurent al MiG-21), iar al doilea este un interceptor de apărare aeriană. Ambele aeronave au fost dezvoltate în două versiuni, diferite prin aripi: una cu o aripă tradițională, cealaltă cu o nouă aripă triunghiulară. Un luptător din prima linie cu o aripă măturată a primit denumirea S-1 (Strelka) și cu o aripă triunghiulară - T-1. Interceptorii au fost numiți în consecință: C-3 și T-3. Sukhoi a vrut să testeze ambele tipuri de aripă în paralel și să pună în funcțiune cea mai bună opțiune. După reproiectarea proiectului inițial „R” în conformitate cu cele mai recente recomandări TsAGI, aeronavele C1 / C3 au folosit o aripă cu o deplasare de 60 ° de-a lungul unei linii de coardă de 1/4 cu un profil simetric cu o grosime relativă de 7% și o coadă orizontală complet rotitoare. În același timp, au fost instalate un sistem hidraulic de înaltă presiune, un sistem ireversibil de control al rapelului pentru toate canalele, o admisie de aer aximetrică reglabilă cu un corp central retractabil și multe altele. Numărul de arme la bord a fost limitat la două - una în fiecare avion de aripă. Pentru a atinge viteze de zbor S-1 / S-3 mai mari decât „R”, Pavel Osipovich a decis, de asemenea, să utilizeze un nou motor turbojet (TRD) proiectat de A. M. Cradle AL-7F cu o presiune declarată la arzător după 10.000 kgf. Adevărat, motorul nu era încă gata și, ca măsură temporară, prototipul ar fi putut fi furnizat cu versiunea sa ne-alimentată a AL-7, care a dezvoltat cu o treime mai puțină tracțiune. Calculele au arătat că, chiar și cu un motor turbojet atât de slab, avionul „C” va atinge viteze supersonice.
Designul luptătorului S-1 a mers destul de rapid, deoarece designul său a repetat în mare măsură „R” construit anterior. Desigur, pentru timpul său, Su-17 a fost un design revoluționar și avansat, dar au trecut 5 ani de la proiectarea sa, iar acest lucru a fost uneori ignorat de personalul KB. Acest lucru a dus la faptul că până la finalizarea proiectării, cursul lucrărilor a fost întrerupt de șeful brigăzii de tipuri generale E. G. Adler. El a scris despre acest lucru în memoriile sale după cum urmează: „Împins de euforia asociată Su-17, care a fost distrusă în 1948, am urmărit pasiv cum tinerii angajați ai echipei de proiectare a schițelor Sizov, Ryumin, Ponomarev și Polyakov repetau cu sârguință principalele caracteristici ale acestui ideal … Dar pe măsură ce desenele echipei de proiectare preliminară s-au mutat la principalele echipe ale biroului de proiectare, un sentiment de nemulțumire a crescut treptat în mine și s-a sugerat o soluție constructivă diferită. Semnând desenele cu tot mai mult dezgust, în cele din urmă nu am putut rezista și m-am dus la Sukhoi cu capul vinovat …"
În conversația sa cu Sukhoi, Adler a propus revizuirea semnificativă a proiectului. Democratul și calmul Sukhoi a aprobat „revoluția”. Adler și-a prezentat opiniile cu privire la schimbarea proiectului către echipă câteva zile mai târziu. Principalele modificări au afectat locația trenului principal de aterizare - acestea urmau să fie transferate de la fuzelaj la aripă, iar spațiul liber urma să fie luat cu rezervoare de combustibil. Coada orizontală reglabilă cu lifturi trebuie înlocuită cu un stabilizator care se rotește complet. Trebuia să fie mutat de la chilă la coada fuselajului, deoarece chila nu se potrivea cu boostere puternice.
La început, inovațiile E. G. Adler nu a fost respins, iar brigăzile au început să lucreze la o nouă sarcină. Dar reamenajarea trenului de aterizare a necesitat o schimbare a setului de putere al aripii și a schemei cinematice a șasiului în sine. Au existat unele nuanțe în sistemul de control etc. Lucrarea a încetinit. Adler însuși a petrecut mult timp nu numai pentru a rezolva problemele apărute, ci și pentru a convinge angajații că au dreptate, ceea ce, de fapt, și-a făcut o mulțime de urători. Conflictul era în creștere, iar E. G. Adler a fost forțat să părăsească Sukhoi în Yakovlev Design Bureau. Ca urmare a acestei povești, Adler a scris: „Dintr-un calcul comparativ al ponderilor celor două variante de proiectare ale Su-7 în același timp, s-a constatat că economia totală de greutate în noua versiune a fost de 665 kg … Nu voi ascunde că este plăcut că s-a auzit când Sukhoi, care era zgârcit de laudă, a aruncat totuși fraza la una dintre întâlniri: „Conform schemelor lui Adler, structurile sunt mai ușor de obținut."
Proiectul S-1 finalizat avea un fuzelaj cilindric nepretențios cu un raport mare de aspect, o admisie frontală de aer cu un con central, o aripă cu măturare medie și o unitate de coadă cu o singură aripă. Toate aceste soluții de proiectare au vizat reducerea rezistenței aerodinamice și atingerea vitezei mari, mai ales că o astfel de schemă a fost studiată pe cât posibil de către TsAGI. Și dacă planorul S-1 era familiar și chiar clasic pentru aeronavele domestice, atunci centrala electrică era unică în acel moment. În timpul dezvoltării noului său motor turboreactor AL-7, Arkhip Mihailovici Lyulka a decis să obțină o creștere a forței de tracțiune prin creșterea raportului de compresie a aerului din compresor. Această problemă ar putea fi rezolvată prin simpla adăugare a treptelor, dar în același timp greutatea și dimensiunile motorului au crescut. Și a fost posibil să se utilizeze așa-numitul compresor supersonic. În el, datorită profilului special al lamelor, fluxul de aer dintre ele se mișcă mai repede decât viteza sunetului. Are mai puțini pași, dar presiunea aerului este mai mare. În consecință, mai puțină greutate și mai multă tracțiune.
Cu toate acestea, este foarte dificil să obțineți performanțe stabile de la un compresor supersonic. În plus, lamele sunt supuse unor sarcini grele și chiar și mici scobituri la suprafață pot duce la distrugerea lor. Având în vedere aceste neajunsuri, de obicei nu toate etapele sunt supersonice, ci doar câteva, atunci este mai ușor să le faci să funcționeze. Cradle a decis să facă doar prima etapă supersonică. În ceea ce privește eficiența sa, a înlocuit 3-4 subsonice.
Pentru a crește capul de presiune, diametrul roții noii etape a fost mărit, dar diametrul vechilor etape a rămas același, din această cauză s-a format o cocoașă caracteristică în calea aerului. În timpul testelor, motorul a început să funcționeze și a arătat caracteristicile calculate, dar cocoașa acestuia nu a dat odihnă echipei de proiectare. Dar toate încercările lor de a corecta „urâțenia” nu au fost încununate de succes. Compresorul neted încăpățânat nu a vrut să funcționeze. În cele din urmă, a rămas singur și forma neobișnuită a căii de curgere a compresorului AL-7 a devenit semnul său distinctiv.
Cradle chiar a glumit despre acest lucru. Într-o zi, OKB-ul său a fost vizitat de o delegație americană de la General Electric. Specialistul de vârf al companiei, văzând compresorul celor „șapte”, a întrebat-o surprinsă pe Lyulka: „De ce are motorul tău un compresor cu cocoașă?” La care a răspuns în glumă: „El este așa de la naștere!”
Etapa supersonică a ridicat raportul de compresie al compresorului AL-7 la 9, 1. În timp ce pe AL-5 anterior cu un compresor convențional, acesta a fost de doar 4, 5. Puterea maximă a crescut cu 1340 kgf comparativ cu „cinci”.
Motorul concurent AM-11 (RIF-300), dezvoltat pentru aeronava Mikoyan la Biroul de Proiectare Mikulin, avea un compresor complet supersonic în șase trepte. Dar General Electric pentru motorul său destinat luptătorului american de primă linie F-104 (care era considerat principalul inamic în proiectarea mașinilor sovietice) a mers printr-un mod simplu de a crește numărul de etape. Designerii au îngrămădit 17 dintre ei în J79 (Trebuie reamintit că costul unei lame cu motor cu reacție este de câteva zeci de dolari, iar costul motorului crește proporțional cu numărul de etape. În plus, dimensiunile și greutatea motorului crește.)
Proiectanții au urmat căi complet diferite atât în asigurarea stabilității funcționării motorului, cât și în lupta împotriva supratensiunii. Suportul de aer aplicat de pe leagă trece de la traseul de curgere. Aerul „în exces” a fost îndepărtat din etapele a patra și a cincea și a fost aruncat în atmosferă prin găuri din carcasa motorului, care erau aliniate cu două decupaje în partea superioară a fuselajului aeronavei. În starea normală, găurile de pe motor erau acoperite cu benzi de oțel. Ocolirea a fost cel mai simplu și în același timp cel mai neeconomic sistem. În momentul deschiderii orificiilor din carcasa motorului turboreactor, forța a scăzut și consumul de combustibil a crescut.
La General Electric, pentru stabilitatea motorului, au fost folosite palete de ghidare a compresorului rotativ. Acest sistem nu a avut practic efecte secundare, dar este un ordin de mărime mai complicat și mai scump decât un bypass. La motorul Mikulin s-a folosit un compresor în două trepte, care nu necesita deloc nimic, toată reglarea asigura rotirea rotoarelor de presiune joasă și înaltă la viteze diferite.
Comparând motoarele, trebuie să știți că un motor turbojet mai avansat este unul care atinge tracțiunea specificată de client cu greutatea, dimensiunile și consumul de combustibil minime. Mai mult, fiecare kilogram suplimentar de masă a motorului determină o creștere a masei aeronavei cu aproximativ trei kilograme.
Nivelul de perfecțiune al unui motor poate fi determinat de greutatea sa specifică - raportul dintre masă și tracțiune maximă. Cu cât este mai mic, cu atât mai bine: cu atât este mai rațională schema sa constructivă.
După cum se poate observa din analiza tabelului, motorul AM-11 (R11F-300) A. A. poate fi pe bună dreptate numit cel mai bun dintre cele trei motoare cu turboreactor. Mikulin. Motoarele AL-7 ale lui Lyulkov nu au fost cele mai bune dintre cele mai bune din clasa lor, dar tracțiunea lor a fost de neegalat, iar Sukhoi s-a bazat pe ea. Cu toate acestea, a fost posibil să se plaseze un motor foarte mare, sistemele și combustibilul său doar într-un fuselaj suficient de voluminos. Drept urmare, S-1 arăta foarte impresionant pe fundalul concurenților interni și străini.
Su-7 arăta, de asemenea, impresionant pe fundalul luptătorilor generației anterioare.
Un proiect de proiect al unui luptător de linie frontală cu aripă maturată (varianta "S-1") a fost apărat în noiembrie 1953, iar în februarie 1954 a trecut o comisie de machetă. Prin ordinul MAP nr. 135 din 26 octombrie 1953, OKB-1 a fost transferat ca bază de producție către o ramură a fabricii nr. 51 MAP.
La 1 iunie 1955, o stație de testare a zborului (LIS) a uzinei nr. 51 a fost deschisă la LII din Jukovski - au mai rămas doar câteva săptămâni până la finalizarea construcției S-1. După testarea ansamblurilor și sistemelor, aeronava a fost transportată de la Moscova la LIS sub huse, în conformitate cu toate reglementările de securitate și o escortă de poliție cu motociclete în noaptea de 15-16 iulie 1955. Echipa de testare a fost condusă de inginerul de conducere V. P. Baluev. Deoarece OKB-51 nu avea încă proprii piloți de testare, A. Kochetkov de la Institutul de Testare Științifică al Bannerului Roșu de Stat al Forțelor Aeriene (GK NII VVS), care testase anterior primul avion cu reacție P. O. Sukhoi Su-9. 27 iulie A. G. Kochetkov a efectuat primul rulare în C-1. Au urmat noi curse deja cu o detașare a roții, dar, în ciuda absenței comentariilor asupra mașinii, data primului zbor a fost încă amânată. 6 septembrie P. O. Sukhoi a trimis o cerere către MAP pentru primul zbor C-1, dar evenimentele din ziua următoare și-au făcut propriile ajustări. Pe 7 septembrie, au fost planificate un alt taxi și o mică apropiere, dar imediat ce mașina s-a desprins de bandă, a urcat brusc cu 15 metri. Lungimea benzii de aterizare din față nu era în mod clar suficientă. Pilotul nu a avut altă opțiune decât să ajute mașina foarte „zburătoare”. După ce a crescut presiunea motorului turbojetului la turația maximă, A. G. Kochetkov și-a continuat zborul. După ce a făcut un zbor în cerc, C-1 a aterizat. Pentru salvarea prototipului, pilotul a fost lăudat și a primit un bonus în cuantumul unui salariu lunar. Starea de spirit a șefului nu a fost nici măcar stricată de faptul că concurenții au reușit să-l depășească - mașinile lor au luat-o pe aripă în 1954. Mikoyan a fost primul care s-a distins - E-2-ul său sub controlul lui E. K. Mosolov a decolat pe 14 februarie, iar două săptămâni și jumătate mai târziu, luptătorul XF-104A al lui Johnson a decolat de pe pista fabricii.
Prima etapă a testelor din fabrică ale modelului S-1, echipat cu un motor turboreactor AL-7, a fost finalizată pe 23 ianuarie 1956. În acest moment, mașina finalizase 11 zboruri și zbura patru ore și cinci minute. În același timp, a fost posibilă traversarea barierei sonore în zbor la nivel și determinarea principalelor caracteristici ale stabilității și controlabilității aeronavei. Între timp, constructorii de motoare au pregătit o copie de zbor a motorului AL-7F cu un post-arzător și o duză reglabilă în două poziții. Tracțiunea motorului la maxim a fost de 6850 kg, iar arzătorul de după 8800 kg. După modificări minore, a fost instalat pe C-1, iar în martie 1956 a început cea de-a doua etapă de testare a mașinii. Deja în primele zboruri, după ce ați pornit post-arzătorul, avionul a accelerat cu ușurință la o viteză de M = 1, 3-1, 4. Încă un pas, iar bariera de la M = 1, 7. Acum, testerii au oscilat. la două viteze ale sunetului!
În fiecare nou zbor, pentru a reduce riscul de a pierde singurul prototip, viteza a fost mărită cu Mach 0,1. Pe 9 iunie, aeronava a atins o viteză de 2070 km / h (M = 1, 96), dar dintr-o dată a început creșterea admisiei de aer, însoțită de o scuturare a nasului fuselajului, a izbucnit și a „bubuit” în canalul de admisie a aerului, precum și modificări periodice ale tracțiunii motorului. Makhalin, oprind arzătorul, a încetinit. Valul s-a oprit. Următorul zbor s-a încheiat la fel. A devenit clar că zborurile pentru a atinge viteza maximă ar trebui să fie oprite până când nu au fost clarificate motivele creșterii și nu au fost dezvoltate mijloacele pentru a o depăși. Dar chiar și atunci, viteza obținută a depășit TTT-ul necesar al Forțelor Aeriene, ceea ce a stârnit entuziasmul clientului și al conducerii MAP, deoarece a promis o creștere bruscă a vitezei maxime comparativ cu cel mai rapid luptător sovietic MiG-19 din acel moment… în fenomenele motorului și de blocare pe lamele scenei supersonice. Apoi, designerii au schimbat forma conului nasului, ceea ce i-a permis lui Makhalin să accelereze la 2,03M (2170 km / h) și, în cele din urmă, să ia „al doilea sunet”.
Avion S-1 în timpul testării la viteză maximă
Referințe:
Adler E. G. Pământ și cer. Note ale proiectantului de aeronave.
Markovsky V. Yu., Prikhodchenko I. V. Primul bombardier supersonic Su-7B. - Ieși din umbră!
Aviație și timp // 2011. №5. „Avionul erei clasicismului cu jet”.
AviO. Antologia Su-7.
Aripile Patriei // Adler E. G. Cum s-a născut Su-7.
Avion Tsikhosh E. Supersonic.
Aripile Patriei // Ageev V. Pe pragul „celui de-al doilea sunet”.
Astakhov R. Luptătorul de linie frontală Su-7.
Istoria proiectelor de aeronave în URSS 1951-1965
