Na začiatku 50 -tych rokov minulého storočia existovali v Sovietskom zväze iba dve kancelárie stíhacích lietadiel: A. I. Mikojan a A. S. Jakovleva. Zdá sa, že sa mali stať hlavnými konkurentmi pri vytváraní nového typu stíhačky. Ale ako je popísané v prvej časti, Jakovlev bol jednoducho vytlačený zo súťaže. Súťaž však stále dopadla a bola celkom zaujímavá. Hlavný rival A. I. Mikojan, hanobený P. O. Suchoj, naposledy menovaný rozkazom ministerstva obranného priemyslu č. 223 zo 14. mája 1953, hlavným konštruktérom OKB-1 namiesto V. V. Kondratyev. Začiatkom roku 1949 bola projekčná kancelária Pavla Osipoviča zatvorená kvôli konfliktu s ministrom ozbrojených síl ZSSR N. A. Bulganin. Podľa oficiálnej verzie bola táto konštrukčná kancelária zlikvidovaná v súvislosti s katastrofou skúseného stíhača Su-15 a všeobecnou „neefektívnosťou“práce: koniec koncov počas existencie konštrukčnej kancelárie bol iba jeden stroj Su-2 bol prijatý.
Po prijatí materiálnej základne na území centrálneho letiska P. O. Suchoj sa okamžite pustil do náboru ľudí a riešenia organizačných problémov. A 5. júla 1953 bol vydaný známy výnos Rady ministrov ZSSR, ktorý nariadil konštrukčnej kancelárii „bojovníka“začať s vývojom nových typov lietadiel; navrhnuté pre vysokú nadzvukovú rýchlosť letu (najmenej 1750 km / h). Z úrovne uvedených charakteristík bolo zrejmé, že lietadlo, ktoré sa vytvára, sa nemá stať iba novým strojom, ale má poskytnúť aj významný prelom v maximálnej rýchlosti. Pripomeňme, že do roku 1953 v ZSSR neexistovalo žiadne sériové nadzvukové lietadlo. Napriek novosti a zložitosti zadania novo vytvorený tím na čele s P. O. Sukhimom aktívne začal projekt rozvíjať. Základom bol projekt Su-17 (R), pripravený už v roku 1948.
Projekcie lietadla Su-17 (R)
Práce prebiehali dvoma smermi. Prvý je bojovník v prvej línii (bol to on, kto sa stal hlavným konkurentom MiG-21) a druhý je stíhač protivzdušnej obrany. Obe lietadlá boli vyvinuté v dvoch verziách, líšiacich sa krídlami: jedno s tradičným zdvihovým krídlom, druhé s novým trojuholníkovým krídlom. Bojovník v prvej línii so zdvihnutým krídlom dostal označenie S-1 (Strelka) a s trojuholníkovým krídlom-T-1. Interceptory boli pomenované podľa toho: C-3 a T-3. Suchoj chcel otestovať oba typy krídel paralelne a uviesť do prevádzky najlepšiu možnosť. Po prepracovaní pôvodného projektu „R“v súlade s najnovšími odporúčaniami TsAGI použilo lietadlo C1 / C3 krídlo so sklonom 60 ° pozdĺž línie súzvuku 1/4 symetrického profilu s relatívnou hrúbkou 7% a všetko sa otáčajúci horizontálny chvost. Súčasne bol nainštalovaný vysokotlakový hydraulický systém, nevratný riadiaci systém posilňovača pre všetky kanály, osovo symetrický nastaviteľný prívod vzduchu so zasúvateľným centrálnym telesom a mnoho ďalších. Počet zbraní na palube bol obmedzený na dve - jedno v každom krídle. Na dosiahnutie vyšších letových rýchlostí S-1 / S-3 ako „R“sa Pavel Osipovich tiež rozhodol použiť nový prúdový motor (TRD) navrhnutý A. M. Kolíska AL-7F s deklarovaným ťahom pri prídavnom spaľovaní 10 000 kgf. Je pravda, že motor ešte nebol pripravený a ako dočasné opatrenie mohol byť prototypu dodaný jeho bezmotorový variant AL-7, ktorý vyvinul o tretinu menší ťah. Výpočty ukázali, že aj s tak slabým prúdovým motorom lietadlo „C“dosiahne nadzvukové rýchlosti.
Dizajn stíhačky S-1 išiel celkom svižne, pretože jeho konštrukcia do značnej miery opakovala predtým postavené „R“. Su-17 bol na svoju dobu samozrejme revolučným a pokročilým dizajnom, ale od jeho návrhu uplynulo 5 rokov a zamestnanci KB to niekedy ignorovali. To viedlo k tomu, že v čase, keď bol návrh dokončený, bol priebeh práce narušený vedúcim brigády všeobecných typov E. G. Adler. O tom napísal vo svojich spomienkach takto: „Poháňaný eufóriou spojenou so Su-17, ktorá bola zničená už v roku 1948, som pasívne sledoval, ako mladí zamestnanci tímu pre návrh skíc Sizov, Ryumin, Ponomarev a Polyakov usilovne opakovali hlavné črty tohto ideálu … Ale keď sa kresby od predbežného projekčného tímu presťahovali do hlavných tímov dizajnérskej kancelárie, postupne vo mne narastal pocit nespokojnosti a navrhlo sa iné konštruktívne riešenie. Podpisoval som kresby s čím ďalej tým väčším odporom, nakoniec som neodolal a s previnilou hlavou som šiel do Suchoja … “
V rozhovore so Suchojom Adler navrhol projekt výrazne zrevidovať. Demokratický a pokojný Suchoj schválil „revolúciu“. Adler predstavil svoj názor na zmenu projektu tímu o niekoľko dní neskôr. Hlavné zmeny ovplyvnili umiestnenie hlavného podvozku - mali byť prenesené z trupu do krídla a voľný priestor mal byť zaberaný palivovými nádržami. Nastaviteľný horizontálny chvost s výťahmi by mal byť nahradený všestranným stabilizátorom. Muselo byť premiestnené z kýlu na chvost trupu, pretože kýl nesedel na silné posilňovače.
Inovácie spoločnosti E. G. Adler nebol odmietnutý a brigády začali pracovať na novej úlohe. Preskupenie podvozku si však vyžiadalo zmenu výkonovej sady krídla a kinematickej schémy samotného podvozku. V riadiacom systéme boli určité nuansy atď. Práca sa spomalila. Sám Adler strávil veľa času nielen riešením vyriešených problémov, ale aj presvedčením zamestnancov, že majú pravdu, čím sa v skutočnosti stal veľa zlých prianí. Konflikt narastal a E. G. Adler bol nútený opustiť Suchoj v Jakovlevskom projekčnom úrade. V dôsledku tohto príbehu Adler napísal: „Z porovnávacieho výpočtu hmotností dvoch variantov dizajnu Su-7 súčasne sa zistilo, že celková úspora hmotnosti v novej verzii bola 665 kg … Nebudem skrývať, že je príjemné počuť, že jedného dňa Suchoj, ktorý bol skúpy na slovo, napriek tomu na jednom zo stretnutí hodil frázu: „Podľa Adlerových schém „Štruktúry sa dajú získať jednoduchšie.“
Dokončený projekt S-1 mal nenáročný valcovitý trup s veľkým pomerom strán, predný prívod vzduchu so stredovým kužeľom, stredne prepletené krídlo a chvostovú jednotku s jedným rebríkom. Všetky tieto konštrukčné riešenia boli zamerané na zníženie aerodynamického odporu a dosiahnutie vysokých rýchlostí, najmä preto, že takúto schému TsAGI študoval čo najviac. A ak bol vetroň S-1 známy a dokonca klasický pre domáce lietadlá, potom bola elektráreň v tej dobe jedinečná. Pri vývoji svojho nového prúdového motora AL-7 sa Arkhip Michajlovič Lyulka rozhodol dosiahnuť zvýšenie ťahu zvýšením pomeru kompresie vzduchu v kompresore. Tento problém by sa dal vyriešiť jednoduchým pridaním stupňov, ale zároveň rástla hmotnosť a rozmery motora. A bolo možné použiť takzvaný nadzvukový kompresor. V ňom sa vďaka špeciálnemu profilu lopatiek prúdenie vzduchu medzi nimi pohybuje rýchlejšie ako rýchlosť zvuku. Má menej krokov, ale tlak vzduchu je väčší. V súlade s tým menšia hmotnosť a väčšia trakcia.
Je však veľmi ťažké dosiahnuť stabilný výkon z nadzvukového kompresora. Čepele sú navyše vystavené veľkému zaťaženiu a dokonca aj malé škrabance na povrchu môžu viesť k ich zničeniu. Vzhľadom na tieto nedostatky zvyčajne nie sú všetky etapy nadzvukové, ale iba niekoľko, potom je jednoduchšie ich uviesť do prevádzky. Cradle sa rozhodol urobiť iba prvý stupeň nadzvukovým. Z hľadiska účinnosti nahradil 3-4 podzvukové.
Na zvýšenie prítlačnej hlavy sa zväčšil priemer kolesa nového stupňa, ale priemer starých stupňov zostal rovnaký, preto sa vo vzduchovej dráhe vytvoril charakteristický hrb. Počas testov začal motor pracovať a ukázal vypočítané charakteristiky, ale jeho hrb nedal vývojovému tímu pokoj. Ale všetky ich pokusy o nápravu „škaredosti“neboli korunované úspechom. Hladký kompresor tvrdohlavo nechcel fungovať. Nakoniec zostal sám a neobvyklý tvar dráhy toku kompresora AL-7 sa stal jeho charakteristickým znakom.
Cradle o tom dokonca žartoval. Jedného dňa jeho OKB navštívila americká delegácia z General Electric. Popredný špecialista spoločnosti, ktorý videl kompresor „sedmičky“, sa prekvapene pýta Lyulky: „Prečo má tvoj motor hrbatý kompresor?“Na čo zo žartu odpovedal: „Je taký od narodenia!“
Nadzvukový stupeň zvýšil kompresný pomer kompresora AL-7 na 9, 1. Kým na predchádzajúcom AL-5 s konvenčným kompresorom to bolo iba 4, 5. Maximálny ťah sa v porovnaní s „päťkou“zvýšil o 1340 kgf.
Konkurenčný motor AM-11 (RIF-300), vyvinutý pre Mikojanove lietadlá v Mikulin Design Bureau, mal úplne nadzvukový šesťstupňový kompresor. Ale General Electric pre svoj motor určený pre americký frontový stíhací letún F-104 (ktorý bol pri konštrukcii sovietskych strojov považovaný za úhlavného nepriateľa) prešiel jednoduchým spôsobom zvýšenia počtu etáp. Do J79 ich konštruktéri nahromadili 17 (treba pripomenúť, že náklady na jednu lopatku prúdového motora sú niekoľko desiatok dolárov a náklady na motor rastú úmerne s počtom stupňov. Navyše rozmery a hmotnosť motora rastie)
Konštruktéri sa vydali úplne inými cestami tak pri zaisťovaní stability chodu motora, ako aj v boji proti prepätiu. Kolíska aplikovala obtok vzduchu z dráhy toku. „Nadbytočný“vzduch bol odstránený zo štvrtého a piateho stupňa a bol vyhodený do atmosféry cez otvory v kryte motora, ktoré boli zarovnané s dvoma výrezmi v hornej časti trupu lietadla. V normálnom stave boli otvory na motore zakryté oceľovými pásmi. Obchvat bol najjednoduchším a zároveň najekonomickejším systémom. V okamihu otvorenia otvorov v kryte prúdového motora sa ťah znížil a spotreba paliva sa zvýšila.
V spoločnosti General Electric boli na stabilitu motora použité vodiace lopatky rotačného kompresora. Tento systém nemal prakticky žiadne vedľajšie účinky, je však rádovo komplikovanejší a drahší ako obchvat. Na motore Mikulin bol použitý dvojstupňový kompresor, ktorý vôbec nič nevyžadoval, všetka regulácia zaisťovala otáčanie nízkotlakových a vysokotlakových rotorov rôznymi rýchlosťami.
Pri porovnávaní motorov musíte vedieť, že pokročilejší prúdový motor je taký, ktorý dosahuje ťah špecifikovaný zákazníkom s minimálnou hmotnosťou, rozmermi a spotrebou paliva. Každý ďalší kilogram hmotnosti motora navyše spôsobí nárast hmotnosti lietadla o približne tri kilogramy.
Konštrukčnú úroveň dokonalosti motora možno určiť podľa jeho špecifickej hmotnosti - pomeru hmotnosti a maximálneho ťahu. Čím je menší, tým lepšie: racionálnejšie sa vyberá jeho konštruktívna schéma.
Ako je zrejmé z analýzy tabuľky, motor AM-11 (R11F-300) A. A. možno právom nazvať najlepším z troch prúdových motorov. Mikulin. Lyulkovove motory AL-7 nepatrili k najlepším z najlepších vo svojej triede, ale ich ťah bol bezkonkurenčný a Suchoj sa na to spoliehal. Veľmi veľký motor, jeho systémy a palivo však bolo možné umiestniť iba do dostatočne objemného trupu. Výsledkom bolo, že S-1 vyzeral na pozadí domácich a zahraničných konkurentov veľmi pôsobivo.
Su-7 vyzeral pôsobivo aj na pozadí stíhačiek predchádzajúcej generácie.
V novembri 1953 bol obhájený návrh predného bojového lietadla so zdvihnutým krídlom (variant „S-1“) a vo februári 1954 prešla maketa komisie. Rozkazom MAP č. 135 z 26. októbra 1953 bola OKB-1 prevedená ako výrobná základňa do pobočky závodu č. 51 MAP.
1. júna 1955 bola na LII v Žukovskom otvorená letová skúšobná stanica (LIS) závodu č. 51 - do dokončenia stavby S -1 zostalo iba pár týždňov. Po testovaní zostáv a systémov bolo lietadlo v noci z 15. na 16. júla 1955 transportované z Moskvy do LIS pod krytmi v súlade so všetkými bezpečnostnými predpismi a policajným sprievodom na motocykloch. Na čele testovacieho tímu bol vedúci inžinier V. P. Baluev. Pretože OKB-51 ešte nemal vlastných testovacích pilotov, A. Kochetkov zo Štátneho vedeckého skúšobného ústavu Červeného praporu leteckých síl (GK NII VVS), ktorý predtým testoval prvé prúdové lietadlo P. O. Suchoj Su-9. 27. júla A. G. Kochetkov vykonal prvé rolovanie v C-1. Nasledovali nové jazdy už s odpojením predného kolesa, ale napriek absencii pripomienok k automobilu bol dátum prvého letu stále odložený. 6. september P. O. Suchoj poslal na MAP žiadosť o prvý let C-1, ale udalosti nasledujúceho dňa urobili svoje vlastné úpravy. 7. septembra bolo naplánované ďalšie rolovanie a malý prístup, ale akonáhle sa auto odtrhlo z pásu, zrazu sa vyšvihlo o 15 metrov. Dĺžka pristávacieho pásu vpredu zjavne nestačila. Pilotovi neostávalo nič iné, ako pomôcť práve „lietajúcemu“stroju. Po zvýšení ťahu prúdového motora na maximálnu rýchlosť, A. G. Kochetkov pokračoval v lete. Keď letel v kruhu, C-1 pristál. Za záchranu prototypu bol pilot pochválený a dostal prémiu vo výške mesačného platu. Náčelníkovu náladu nepokazilo ani to, že sa konkurentom podarilo ho predbehnúť - ich autá sa dostali na krídlo v roku 1954. Mikojan sa ako prvý odlišoval - svojou E -2 pod kontrolou E. K. Mosolov vzlietol 14. februára a o dva a pol týždňa neskôr odštartoval Johnsonov stíhač XF-104A z dráhy továrne.
Prvá etapa továrenských skúšok S-1, vybaveného prúdovým motorom s prídavným spaľovaním AL-7, bola dokončená 23. januára 1956. Do tejto doby auto absolvovalo 11 letov a letelo štyri hodiny a päť minút. Súčasne bolo možné pri vodorovnom lete prekročiť zvukovú bariéru a určiť hlavné charakteristiky stability a ovládateľnosti lietadla. Medzitým stavitelia motorov pripravili letovú kópiu motora AL-7F s prídavným spaľovaním a nastaviteľnou dvojpolohovou dýzou. Maximálny ťah motora bol 6850 kg a prídavné spaľovanie bolo 8800 kg. Po menších úpravách bol nainštalovaný na C-1 a v marci 1956 sa začala druhá etapa testovania stroja. Už pri prvých letoch, po zapnutí prídavného spaľovania, lietadlo ľahko zrýchlilo na rýchlosť M = 1, 3-1, 4. Ešte jeden krok a bola urobená závora na M = 1, 7. Teraz sa testery otočili pri dvoch rýchlostiach zvuku!
Pri každom novom lete sa kvôli zníženiu rizika straty jediného prototypu zvýšila rýchlosť o 0,1 Macha. 9. júna lietadlo dosiahlo rýchlosť 2 070 km / h (M = 1, 96), ale zrazu sa začal nárast prívodu vzduchu sprevádzaný trasením nosa trupu, praskaním a „bublinkovaním“v kanáli nasávania vzduchu, ako aj pravidelné zmeny ťahu motora. Makhalin, ktorý vypol prídavný spaľovač, spomalil. Nápor prestal. Ďalší let skončil rovnako. Ukázalo sa, že lety na dosiahnutie maximálnej rýchlosti budú musieť byť zastavené, kým sa objasnia dôvody nárastu a kým sa nevyvinú prostriedky na jeho prekonanie. Ale aj vtedy dosiahnutá rýchlosť prekročila požadovaný TTT vzdušných síl, čo vzbudilo u zákazníka a vedenia MAP nadšenie, pretože sľubovalo prudké zvýšenie maximálnej rýchlosti v porovnaní s v tom čase najrýchlejším sovietskym stíhačom MiG-19… do motora a stagnujúce javy na lopatkách nadzvukového stupňa. Potom konštruktéri zmenili tvar nosového kužeľa, čo umožnilo Makhalinovi zrýchliť na 2,03 M (2170 km / h) a konečne zobrať „druhý zvuk“.
Lietadlo S-1 počas testovania pri maximálnej rýchlosti
Referencie:
Adler E. G. Zem a obloha. Poznámky dizajnéra lietadla.
Markovsky V. Yu., Prikhodchenko I. V. Prvý nadzvukový stíhací bombardér Su-7B. „Vypadni z tieňa!“
Letectvo a čas // 2011. №5. „Rovina éry prúdového klasicizmu.“
AviO. Antológia zo Su-7.
Krídla vlasti // Adler E. G. Ako sa zrodil Su-7.
Tsikhosh E. Nadzvukové lietadlo.
Krídla vlasti // Ageev V. Na prahu „druhého zvuku“.
Astakhov R. Bojová stíhačka prvej línie Su-7.
História návrhov lietadiel v ZSSR 1951-1965
