Na počátku 50. let minulého století existovaly v Sovětském svazu pouze dvě kanceláře stíhacích konstrukcí: A. I. Mikojan a A. S. Jakovleva. Zdálo by se, že se měli stát hlavními konkurenty při tvorbě nového typu stíhačky. Ale jak je popsáno v první části, Jakovlev byl jednoduše vytlačen ze soutěže. Soutěž však stále dopadla a byla docela zajímavá. Hlavní rival A. I. Mikojan, zneuctěný P. O. Suchoj, naposledy jmenovaný rozkazem ministerstva obranného průmyslu č. 223 ze dne 14. května 1953, hlavním konstruktérem OKB-1 místo V. V. Kondratěv. Začátkem roku 1949 byla konstrukční kancelář Pavla Osipoviče uzavřena kvůli jeho konfliktu s ministrem ozbrojených sil SSSR N. A. Bulganin. Podle oficiální verze byla tato konstrukční kancelář zlikvidována v souvislosti s katastrofou zkušeného stíhače Su-15 a obecnou „neefektivností“práce: koneckonců během existence konstrukční kanceláře existoval pouze jeden stroj Su-2 byl adoptován.
Po přijetí materiální základny na území centrálního letiště P. O. Suchoj se okamžitě pustil do náboru lidí a řešení organizačních problémů. A 5. července 1953 byl vydán známý výnos Rady ministrů SSSR, který nařídil konstrukční kanceláři „stíhačky“zahájit vývoj nových typů letadel; navrženy pro vysokou nadzvukovou rychlost letu (minimálně 1750 km / h). Z úrovně uvedených charakteristik bylo zřejmé, že vytvářené letadlo se má stát nejen novým strojem, ale poskytnout významný průlom v maximální rychlosti. Připomeňme si, že do roku 1953 v SSSR nebyla žádná sériová nadzvuková letadla. Navzdory novosti a složitosti úkolu začal nově vytvořený tým v čele s P. O. Sukhimem aktivně rozvíjet projekt. Základem pro to byl projekt Su-17 (R), připravený v roce 1948.
Projekce letadel Su-17 (R)
Práce probíhaly dvěma směry. První je stíhač v první linii (byl to on, kdo se stal hlavním konkurentem MiGu-21) a druhý je stíhač protivzdušné obrany. Oba letouny byly vyvinuty ve dvou verzích, lišících se křídly: jedno s tradičním křídlovým křídlem, druhé s novým trojúhelníkovým křídlem. Bojovník v první linii se smeteným křídlem dostal označení S-1 (Strelka) a s trojúhelníkovým křídlem-T-1. Interceptory byly pojmenovány odpovídajícím způsobem: C-3 a T-3. Suchoj chtěl vyzkoušet oba typy křídel paralelně a uvést do provozu tu nejlepší možnost. Po přepracování původního projektu „R“v souladu s nejnovějšími doporučeními TsAGI použilo letadlo C1 / C3 křídlo se zatáčkou 60 ° podél linie akordů 1/4 symetrického profilu s relativní tloušťkou 7% a všudypřítomný horizontální ocas. Současně byl instalován vysokotlaký hydraulický systém, nevratný řídicí systém posilovače pro všechny kanály, osově symetrický nastavitelný přívod vzduchu se zatahovacím centrálním tělesem a mnoho dalšího. Počet děl na palubě byl omezen na dva - jeden v každé křídlové rovině. K dosažení vyšších letových rychlostí S-1 / S-3 než „R“se Pavel Osipovich také rozhodl použít nový proudový motor (TRD) navržený A. M. Kolébka AL-7F s deklarovaným tahem při přídavném spalování 10 000 kgf. Je pravda, že motor ještě nebyl připraven a prototyp mohl být dočasně dodáván s bezmotorovou verzí AL-7, která vyvinula o třetinu menší tah. Výpočty ukázaly, že i s takto slabým proudovým motorem dosáhne letoun „C“nadzvukové rychlosti.
Design stíhačky S-1 šel celkem svižně, protože jeho design do značné míry opakoval dříve postavené „R“. Na svou dobu byl Su-17 samozřejmě převratným a pokročilým designem, ale od jeho designu uplynulo 5 let a toto zaměstnanci KB někdy ignorovali. To vedlo k tomu, že v době, kdy byl návrh dokončen, byl průběh prací narušen vedoucím brigády obecných typů E. G. Adler. Ve svých pamětech o tom napsal takto: „Pod tlakem euforie spojené se Su-17, která byla zničena v roce 1948, jsem pasivně sledoval, jak mladí zaměstnanci týmu pro návrh skici Sizov, Ryumin, Ponomarev a Polyakov pilně opakovali hlavní rysy tohoto ideálu … Ale jak se kresby od týmu předběžného návrhu přesunuly k hlavním týmům konstrukční kanceláře, postupně ve mně rostl pocit nespokojenosti a navrhlo se jiné konstruktivní řešení. Podepisování kreseb se stále větším odporem, nakonec jsem neodolal a s provinilou hlavou šel do Suchoja … “
Ve svém rozhovoru se Suchojem Adler navrhl projekt výrazně zrevidovat. Demokratický a klidný Suchoj schválil „revoluci“. Adler představil svůj názor na změnu projektu týmu o několik dní později. Hlavní změny ovlivnily umístění hlavního podvozku - měly být přeneseny z trupu do křídla a volné místo mělo být odebráno palivovými nádržemi. Nastavitelný horizontální ocas s výtahy by měl být nahrazen otočným stabilizátorem. Muselo být přesunuto z kýlu do ocasu trupu, protože kýl neseděl silnými posilovači.
Inovace společnosti E. G. Adler nebyl odmítnut a brigády začaly zpracovávat nový úkol. Přeskupení podvozku však vyžadovalo změnu výkonové sady křídla a kinematického schématu samotného podvozku. V řídicím systému byly určité nuance atd. Práce se zpomalila. Sám Adler strávil spoustu času nejen řešením problémů, které se objevily, ale také přesvědčováním zaměstnanců, že mají pravdu, což z něj ve skutečnosti dělalo mnoho špatných přání. Konflikt sílil a E. G. Adler byl nucen opustit Suchoj v Jakovlevské konstrukční kanceláři. V důsledku tohoto příběhu Adler napsal: „Ze srovnávacího výpočtu hmotností obou konstrukčních variant Su-7 současně bylo zjištěno, že celková úspora hmotnosti v nové verzi byla 665 kg … Nebudu zastírat, že je příjemné, že to bylo slyšet, když jednoho dne Suchoj, který byl lakomý na chválu, přesto na jednom ze setkání hodil frázi: „Podle Adlerových schémat "Struktury se získávají snáze."
Dokončený projekt S-1 měl nenáročný válcovitý trup s velkým poměrem stran, čelní přívod vzduchu se středovým kuželem, středně zametané křídlo a ocasní jednotku s jedním žebrem. Všechna tato konstrukční řešení byla zaměřena na snížení aerodynamického odporu a dosažení vysokých rychlostí, zejména proto, že takové schéma bylo TsAGI studováno co nejvíce. A pokud byl kluzák S-1 známý a dokonce klasický pro domácí letadla, pak byla elektrárna v té době jedinečná. Při vývoji svého nového proudového motoru AL-7 se Arkhip Michajlovič Lyulka rozhodl dosáhnout zvýšení tahu zvýšením poměru komprese vzduchu v kompresoru. Tento problém by se dal vyřešit jednoduchým přidáním stupňů, ale zároveň rostla hmotnost a rozměry motoru. A bylo možné použít takzvaný nadzvukový kompresor. V něm se díky speciálnímu profilu lopatek pohybuje proud vzduchu mezi nimi rychleji než rychlost zvuku. Má méně kroků, ale tlak vzduchu je větší. V souladu s tím menší hmotnost a větší trakce.
Je však velmi obtížné dosáhnout stabilního výkonu z nadzvukového kompresoru. Čepele jsou navíc vystaveny velkému zatížení a dokonce i malé škrábance na povrchu mohou vést k jejich zničení. S ohledem na tyto nedostatky obvykle nejsou všechny fáze nadzvukové, ale pouze několik, pak je snazší je zprovoznit. Cradle se rozhodl udělat pouze první stupeň nadzvukovým. Pokud jde o účinnost, nahradil 3-4 podzvukové.
Pro zvýšení přítlačné hlavy byl zvětšen průměr kola nového stupně, ale průměr starých stupňů zůstal stejný, proto se ve vzduchové dráze vytvořil charakteristický hrb. Během testů motor začal pracovat a ukazoval vypočítané charakteristiky, ale jeho hrb nedal konstrukčnímu týmu odpočinek. Ale všechny jejich pokusy napravit „ošklivost“nebyly korunovány úspěchem. Hladký kompresor tvrdohlavě nechtěl fungovat. Nakonec zůstal sám a neobvyklý tvar dráhy toku kompresoru AL-7 se stal jeho charakteristickým znakem.
Cradle o tom dokonce žertoval. Jednoho dne jeho OKB navštívila americká delegace z General Electric. Přední specialista společnosti, když viděl kompresor „sedmičky“, se překvapeně zeptal Lyulky: „Proč má tvůj motor hrbatý kompresor?“Na což žertem odpověděl: „Je takový od narození!“
Nadzvukový stupeň zvýšil kompresní poměr kompresoru AL-7 na 9, 1. Zatímco na předchozím AL-5 s konvenčním kompresorem to bylo jen 4, 5. Maximální tah se zvýšil o 1340 kgf ve srovnání s „pětkou“.
Konkurenční motor AM-11 (RIF-300), vyvinutý pro Mikojanova letadla v Mikulin Design Bureau, měl zcela nadzvukový šestistupňový kompresor. Ale General Electric pro svůj motor určený pro americký frontový stíhací letoun F-104 (který byl považován za hlavního nepřítele v konstrukci sovětských strojů) šel jednoduchým způsobem, jak zvýšit počet stupňů. Do J79 jich konstruktéři nashromáždili 17 (Je třeba připomenout, že cena jednoho listu proudového motoru je několik desítek dolarů a náklady na motor rostou úměrně s počtem stupňů. Kromě toho jsou rozměry a hmotnost motoru roste.)
Konstruktéři se vydali zcela odlišnými cestami jak při zajišťování stability chodu motoru, tak v boji proti přepětí. Kolébka aplikovala obtok vzduchu z dráhy toku. „Přebytečný“vzduch byl odstraněn ze čtvrtého a pátého stupně a byl vháněn do atmosféry otvory v plášti motoru, které byly zarovnány se dvěma výřezy v horní části trupu letadla. V normálním stavu byly otvory na motoru zakryty ocelovými pásy. Bypass byl nejjednodušší a zároveň neekonomičtější systém. V okamžiku otevření otvorů v plášti proudového motoru se tah snížil a spotřeba paliva se zvýšila.
V General Electric byly pro stabilitu motoru použity rotační lopatky kompresoru. Tento systém neměl prakticky žádné vedlejší účinky, ale je to řádově složitější a dražší než bypass. Na motoru Mikulin byl použit dvoustupňový kompresor, který nevyžadoval vůbec nic, veškerá regulace zajišťovala otáčení nízkotlakých a vysokotlakých rotorů různými rychlostmi.
Při porovnávání motorů musíte vědět, že pokročilejší proudový motor je takový, který dosahuje tahu stanoveného zákazníkem s minimální hmotností, rozměry a spotřebou paliva. Navíc každý kilogram hmotnosti motoru navíc způsobí nárůst hmotnosti letadla asi o tři kilogramy.
Konstrukční úroveň dokonalosti motoru může být určena jeho měrnou hmotností - poměrem hmotnosti k maximálnímu tahu. Čím je menší, tím lépe: tím racionálnější je zvoleno jeho konstruktivní schéma.
Jak je patrné z analýzy tabulky, motor AM-11 (R11F-300) A. A. lze právem označit za nejlepší ze tří proudových motorů. Mikulin. Lyulkovovy motory AL-7 nebyly nejlepší z nejlepších ve své třídě, ale jejich tah byl bezkonkurenční a Suchoj na to spoléhal. Velmi velký motor, jeho systémy a palivo však bylo možné umístit pouze do dostatečně objemného trupu. Výsledkem bylo, že S-1 vypadal na pozadí domácích i zahraničních konkurentů velmi působivě.
Su-7 také vypadal působivě na pozadí stíhaček předchozí generace.
V listopadu 1953 byl obhájen návrh návrhu stíhače přední linie se zametaným křídlem (varianta „S-1“) a v únoru 1954 prošla maketa komise. Rozkazem MAP č. 135 z 26. října 1953 byla OKB-1 převedena jako výrobní základna na pobočku závodu č. 51 MAP.
1. června 1955 byla na LII v Žukovském otevřena letová zkušební stanice (LIS) závodu č. 51 - do dokončení stavby S -1 zbývalo jen pár týdnů. Po testování sestav a systémů byl letoun v noci z 15. na 16. července 1955 transportován z Moskvy do LIS pod kryty v souladu se všemi bezpečnostními předpisy a policejním doprovodem na motocyklech. V čele testovacího týmu stál přední inženýr V. P. Balujev. Jelikož OKB-51 ještě neměl vlastní testovací piloty, A. Kochetkov ze Státního vědeckého zkušebního institutu Červeného praporu letectva (GK NII VVS), který předtím testoval první proudový letoun P. O. Suchoj Su-9. 27. července Kochetkov provedl první pojíždění v C-1. Následovaly nové jízdy již s odpojením předního kola, ale navzdory absenci komentářů k vozu bylo datum prvního letu stále odloženo. 6. září P. O. Suchoj poslal na MAP žádost o první let C-1, ale události následujícího dne se přizpůsobily samy. Na 7. září bylo naplánováno další pojíždění a malý přiblížení, ale jakmile se auto oddělilo z pásu, najednou vyletělo 15 metrů. Délka přistávacího pásu vpředu zjevně nestačila. Pilotu nezbylo nic jiného, než pomoci právě „létajícímu“stroji. Po zvýšení tahu proudového motoru na maximální rychlost, A. G. Kochetkov pokračoval v letu. Když letěl v kruhu, C-1 přistál. Za záchranu prototypu byl pilot pochválen a dostal bonus ve výši měsíčního platu. Náčelníkovu náladu nepokazilo ani to, že ho konkurenti dokázali předstihnout - jejich auta se dostala na křídlo v roce 1954. Mikojan byl první, kdo se odlišil - jeho E -2 pod kontrolou E. K. Mosolov vzlétl 14. února a o dva a půl týdne později startoval stíhač XF-104A firmy Johnson z dráhy továrny.
První etapa továrních zkoušek S-1, vybaveného přídavným spalovacím proudovým motorem AL-7, byla dokončena 23. ledna 1956. Do této doby vůz dokončil 11 letů a letěl čtyři hodiny a pět minut. Současně bylo možné při vodorovném letu překonat zvukovou bariéru a určit hlavní charakteristiky stability a ovladatelnosti letadla. Stavitelé motorů mezitím připravili letovou kopii motoru AL-7F s přídavným spalováním a nastavitelnou dvoupolohovou tryskou. Maximální tah motoru byl 6850 kg a přídavné spalování 8800 kg. Po drobných úpravách byl nainstalován na C-1 a v březnu 1956 začala druhá etapa testování stroje. Již při prvních letech, po zapnutí přídavného spalování, letadlo snadno zrychlilo na rychlost M = 1, 3-1, 4. Ještě jeden krok a byla provedena zábrana na M = 1, 7. Nyní se testery otočily při dvou rychlostech zvuku!
V každém novém letu byla rychlost snížena o 0,1 Mach, aby se snížilo riziko ztráty jediného prototypu. Dne 9. června letoun dosáhl rychlosti 2 070 km / h (M = 1, 96), ale najednou začal nárůst přívodu vzduchu doprovázený třesem nosem trupu, prasknutím a „bubláním“v kanálu sání vzduchu, stejně jako periodické změny tahu motoru. Makhalin, který vypnul přídavný spalovač, zpomalil. Nárůst se zastavil. Další let skončil stejně. Ukázalo se, že lety k dosažení maximální rychlosti budou muset být zastaveny, dokud nebudou objasněny důvody nárůstu a nebudou vyvinuty prostředky k jeho překonání. Ale i tehdy dosažená rychlost překročila požadovaný TTT letectva, což vzbudilo nadšení zákazníka i vedení MAP, protože slibovalo prudké zvýšení maximální rychlosti ve srovnání s v té době nejrychlejším sovětským stíhačem MiG-19… do motoru a zastavení jevů na lopatkách nadzvukového stupně. Poté konstruktéři změnili tvar nosního kužele, což umožnilo Makhalinu zrychlit na 2,03 M (2170 km / h) a nakonec vzít „druhý zvuk“.
Letadlo S-1 během testování maximální rychlostí
Reference:
Adler E. G. Země a obloha. Poznámky designéra letadla.
Markovsky V. Yu., Prikhodchenko I. V. První nadzvukový stíhací bombardér Su-7B. „Vypadni ze stínu!“
Letectví a čas // 2011. №5. „Rovina éry proudového klasicismu.“
AviO. Antologie Su-7.
Křídla vlasti // Adler E. G. Jak se zrodil Su-7.
Tsikhosh E. Nadzvukový letoun.
Křídla vlasti // Ageev V. Na prahu „druhého zvuku“.
Astakhov R. Frontový stíhač Su-7.
Historie návrhů letadel v SSSR 1951-1965
