В началото на 50 -те години на миналия век в Съветския съюз имаше само две конструкторски бюра на изтребители: A. I. Микоян и А. С. Яковлева. Изглежда, че те трябваше да станат основните конкуренти при създаването на нов тип изтребител. Но, както е описано в първата част, Яковлев просто беше изтласкан от конкуренцията. Състезанието обаче се оказа и то доста интригуващо. Основният съперник на A. I. Микоян, опозореният П. О. Сухой, последно назначен със заповед на Министерството на отбранителната промишленост № 223 от 14 май 1953 г., главен конструктор на ОКБ-1 вместо В. В. Кондратиев. По -рано през 1949 г. конструкторското бюро на Павел Осипович беше затворено поради конфликта му с министъра на въоръжените сили на СССР Н. А. Булганин. Според официалната версия това конструкторско бюро е ликвидирано във връзка с бедствието на опитния прехващач Су-15 и общата „неефективност“на работата: в края на краищата, по време на съществуването на конструкторското бюро, само една машина Су-2 беше приет.
Приемайки материалната база на територията на Централното летище, П. О. Сухой веднага се зае с набирането на хора и решаването на организационни въпроси. И на 5 юли 1953 г. е издадено добре познатото Постановление на Министерския съвет на СССР, което нареди на конструкторското бюро „изтребител” да започне разработването на нови типове самолети; проектирани за висока свръхзвукова скорост на полета (най -малко 1750 км / ч). От нивото на посочените характеристики беше ясно, че създаденият самолет трябва да стане не просто нова машина, а да осигури значителен пробив в максималната скорост. Спомнете си, че до 1953 г. в СССР изобщо нямаше серийни свръхзвукови самолети. Въпреки новостта и сложността на заданието, новосформираният екип, ръководен от П. О. Сухим, активно започна да разработва проекта. Базата за него беше проектът Су-17 (R), подготвен през 1948 г.
Проекции на самолети Су-17 (R)
Работата вървеше в две посоки. Първият е изтребител на първа линия (именно той стана основният конкурент на МиГ-21), а вторият е прехващач за противовъздушна отбрана. И двата самолета са разработени в две версии, различаващи се по крила: единият с традиционно изместено крило, другият с ново триъгълно крило. Изтребител от първа линия с преместено крило получи обозначението S-1 (Strelka), а с триъгълно крило-T-1. Прехващачите бяха наречени съответно: C-3 и T-3. Сухой искаше да тества паралелно и двата типа крило и да пусне в експлоатация най -добрия вариант. След препроектирането на първоначалния проект „R“в съответствие с последните препоръки на TsAGI, самолетът C1 / C3 използва крило с размах на 60 ° по линия на 1/4 хорда на симетричен профил с относителна дебелина 7% и въртяща се хоризонтална опашка. В същото време са монтирани хидравлична система с високо налягане, необратима система за управление на усилвателя за всички канали, осиметрично регулируем въздухозаборник с прибиращо се централно тяло и много други. Броят на оръжията на борда беше ограничен до два - по един във всеки самолет на крилото. За да постигне S-1 / S-3 по-високи скорости на полет от "R", Павел Осипович също реши да използва нов турбореактивен двигател (TRD), проектиран от A. M. Люлка AL-7F с декларирана тяга при изгаряне от 10 000 kgf. Вярно е, че двигателят все още не е готов и като временна мярка прототипът би могъл да бъде снабден с безмоторната си версия на AL-7, която разви трета по-малка тяга. Изчисленията показаха, че дори и при толкова слаб турбореактивен двигател, самолетът "С" ще достигне свръхзвукови скорости.
Дизайнът на изтребителя S-1 вървеше доста оживено, защото дизайнът му до голяма степен повтаряше построения преди това „R“. Разбира се, за времето си Су-17 беше революционен и усъвършенстван дизайн, но от проектирането му са изминали 5 години и това понякога се пренебрегва от персонала на KB. Това доведе до факта, че по времето, когато проектът е завършен, ходът на работата е нарушен от началника на бригадата от общи типове Е. Г. Адлер. Той пише за това в мемоарите си, както следва: „Притиснат от еуфорията, свързана със Су-17, който беше съсипан през 1948 г., аз пасивно наблюдавах как младите служители на екипа за проектиране на скици Сизов, Рюмин, Пономарев и Поляков усърдно повтаряха основните характеристики на този идеал … Но тъй като чертежите от предварителния дизайнерски екип се преместиха в основните екипи на проектантското бюро, чувството на недоволство постепенно нараства в мен и се предлага различно конструктивно решение. Подписвайки рисунките с все по -голямо отвращение, най -накрая не устоях и отидох в Сухой с виновна глава …"
В разговора си със Сухой Адлер предложи значително да преразгледа проекта. Демократичният и спокоен Сухой одобри „революцията“. Няколко дни по -късно Адлер представи мнението си за промяна на проекта. Основните промени засегнаха местоположението на главния колесник - те трябваше да бъдат прехвърлени от фюзелажа към крилото, а свободното място да се заеме с резервоари за гориво. Регулируемата хоризонтална опашка с асансьори трябва да се замени с въртящ се стабилизатор. Трябваше да се премести от кила към опашката на фюзелажа, тъй като килът не побира мощни усилватели.
Отначало иновациите на E. G. Адлер не беше отхвърлен и бригадите започнаха да изработват нова задача. Но пренареждането на шасито изискваше промяна в мощността на крилото и кинематичната схема на самото шаси. Имаше някои нюанси в системата за управление и т. Н. Работата се забави. Самият Адлер отделя много време не само за решаване на възникналите проблеми, но и за убеждаване на служителите, че са прави, което всъщност го прави много недоброжелатели. Конфликтът се разрастваше и Е. Г. Адлер е принуден да напусне Сухой в конструкторското бюро на Яковлев. В резултат на тази история Адлер пише: „От сравнително изчисление на теглото на двата варианта на конструкцията на Су-7 е установено, че общото спестяване на тегло в новата версия беше 665 кг … Няма да крия, че е приятно, че се чу, когато един ден Сухой, който беше скъперник от похвали, все пак хвърли фразата на една от срещите: „Според схемите на Адлер, структурите са по -лесни за получаване."
Завършеният проект S-1 имаше непретенциозен цилиндричен фюзелаж с голямо съотношение на страните, челен въздухозаборник с централен конус, средно преместено крило и единична перка. Всички тези дизайнерски решения бяха насочени към намаляване на аеродинамичното съпротивление и постигане на високи скорости, особено след като такава схема беше проучена максимално от TsAGI. И ако планерът S-1 беше познат и дори класически за местните самолети, тогава електроцентралата беше уникална по това време. Докато разработва своя нов турбореактивен двигател AL-7, Архип Михайлович Люлка решава да постигне увеличаване на тягата чрез увеличаване на степента на компресия на въздуха в компресора. Този проблем може да бъде решен чрез просто добавяне на етапи, но в същото време теглото и размерите на двигателя нарастват. И беше възможно да се използва т. Нар. Свръхзвуков компресор. В него, благодарение на специалния профил на лопатките, въздушният поток между тях се движи по -бързо от скоростта на звука. Той има по -малко стъпки, но въздушното налягане е по -голямо. Съответно, по -малко тегло и повече сцепление.
Въпреки това е много трудно да се постигне стабилна работа от свръхзвуков компресор. Освен това остриетата са подложени на големи натоварвания и дори малки прорези на повърхността могат да доведат до тяхното разрушаване. Предвид тези недостатъци, обикновено не всички етапи се правят свръхзвукови, а само няколко, тогава е по -лесно да ги накарате да работят. Cradle реши да направи само първия етап свръхзвуков. По отношение на ефективността си, той замени 3-4 дозвукови.
За да се увеличи напорната глава, диаметърът на колелото на новия етап беше увеличен, но диаметърът на старите етапи остана същият, поради което във въздушната пътека се образува характерна гърбица. По време на тестовете двигателят започна да работи и показа изчислените характеристики, но гърбицата му не даде почивка на дизайнерския екип. Но всичките им опити да поправят „грозотата“не са увенчани с успех. Гладък компресор упорито не искаше да работи. В крайна сметка той остана сам и необичайната форма на пътя на потока на компресора AL-7 стана негов отличителен белег.
Cradle дори се пошегува за това. Един ден неговият OKB беше посетен от американска делегация от General Electric. Водещият специалист на компанията, като видя компресора на "седемте", попита изненадано Люлка: "Защо вашият двигател има компресиран компресор?" На което той шеговито отговори: "Той е такъв от раждането!"
Свръхзвуковият етап повиши степента на компресия на компресора AL-7 до 9, 1. Докато при предишния AL-5 с конвенционален компресор той беше само 4, 5. Максималната тяга се увеличи с 1340 кгс в сравнение с "петте".
Конкурентният двигател AM-11 (RIF-300), разработен за самолетите на Микоян в конструкторското бюро на Микулин, имаше напълно свръхзвуков шестстепенен компресор. Но General Electric за своя двигател, предназначен за американския фронтови изтребител F-104 (който се смяташе за основен враг при проектирането на съветските машини), използваше прост начин за увеличаване на броя на етапите. Проектантите са натрупали 17 от тях в J79 (Трябва да се припомни, че цената на една лопатка на реактивен двигател е няколко десетки долара, а цената на двигателя расте пропорционално на броя на етапите. Освен това размерите и теглото на двигателя нараства.)
Дизайнерите поеха по напълно различни пътища както в осигуряването на стабилност на работата на двигателя, така и в борбата срещу пренапрежението. Люлката прилага въздушен байпас от пътя на потока. "Излишният" въздух беше отстранен от четвъртия и петия етап и беше хвърлен в атмосферата през отвори в корпуса на двигателя, които бяха подравнени с две изрези в горната част на фюзелажа на самолета. В нормално състояние дупките на двигателя бяха покрити със стоманени ленти. Байпасът беше най -простата и в същото време най -икономична система. В момента на отваряне на отворите в корпуса на турбореактивния двигател тягата намалява и разходът на гориво се увеличава.
В General Electric, за стабилността на двигателя, бяха използвани въртящи се лопатки за въртящ се компресор. Тази система практически нямаше странични ефекти, но е с порядък по -сложен и по -скъп от байпас. На двигателя на Микулин беше използван двустепенен компресор, който не изискваше абсолютно нищо, цялото регулиране осигуряваше въртенето на роторите с ниско и високо налягане при различни скорости.
Сравнявайки двигателите, трябва да знаете, че по -усъвършенстваният турбореактивен двигател е този, който постига зададената от клиента тяга с минимално тегло, размери и разход на гориво. Освен това всеки допълнителен килограм маса на двигателя причинява увеличение на масата на самолета с около три килограма.
Проектното ниво на съвършенство на двигателя може да се определи от неговото специфично тегло - съотношението маса към максимална тяга. Колкото по -малък е, толкова по -добре: колкото по -рационално е избрана неговата конструктивна схема.
Както може да се види от анализа на таблицата, AM-11 (R11F-300) A. A. двигателят с право може да се нарече най-добрият от трите турбореактивни двигателя. Микулин. Двигателите AL-7 на Люлков не бяха най-добрите от най-добрите в своя клас, но тягата им беше несравнима и Сухо разчиташе на това. Въпреки това беше възможно да се постави много голям двигател, неговите системи и гориво само в достатъчно обемния фюзелаж. В резултат на това S-1 изглеждаше много впечатляващо на фона на местни и чуждестранни конкуренти.
Су-7 също изглеждаше впечатляващо на фона на изтребителите от предишното поколение.
Проект на изтребител от първа линия с преместено крило (вариант „S-1“) е защитен през ноември 1953 г., а през февруари 1954 г. е приета макетна комисия. Със заповед на МАР № 135 от 26 октомври 1953 г. ОКБ-1 е прехвърлена като производствена база в клон на завод № 51 МАП.
На 1 юни 1955 г. в LII в Жуковски е открита летателна изпитателна станция (LIS) на завод № 51 - само няколко седмици остават до завършването на строителството на S -1. След тестване на възлите и системите, самолетът е транспортиран от Москва до LIS под прикритие в съответствие с всички правила за сигурност и полицейски ескорт на мотоциклети в нощта на 15 срещу 16 юли 1955 г. Тестовият екип беше ръководен от водещия инженер В. П. Балуев. Тъй като ОКБ-51 все още нямаше свои пилоти-изпитатели, А. Кочетков от Държавния институт за изпитване на Червеното знаме на ВВС (GK NII VVS), който преди това е тествал първия реактивен самолет P. O. Сухой Су-9. 27 юли A. G. Кочетков извърши първото рулиране в С-1. Това беше последвано от нови писти вече с отделяне на носовото колело, но въпреки липсата на коментари по колата, датата на първия полет все още беше отложена. 6 септември P. O. Сухой изпрати заявление до MAP за първия полет C-1, но събитията на следващия ден направиха свои корекции. На 7 септември беше планирано друго рулиране и малък подход, но веднага щом колата се отцепи от ивицата, изведнъж се издигна на 15 метра. Дължината на лентата за кацане отпред очевидно не беше достатъчна. Пилотът нямаше друг избор, освен да помогне на самата „летяща“машина. След увеличаване на тягата на турбореактивния двигател до максимална скорост, A. G. Кочетков продължи полета си. След като направи полет в кръг, C-1 направи кацане. За спасяването на прототипа, пилотът беше похвален и му бе даден бонус в размер на месечна заплата. Настроението на Шефа дори не беше развалено от факта, че състезателите успяха да го изпреварят - колите им се качиха на крилото през 1954 г. Микоян първи се отличи - неговият Е -2 под контрола на Е. К. Мосолов излетя на 14 февруари, а две седмици и половина по-късно изтребителят на Джонсън XF-104A излетя от фабричната писта.
Първият етап от заводските изпитания на S-1, оборудван с турбореактивен двигател за горене AL-7, е завършен на 23 януари 1956 г. По това време колата е изпълнила 11 полета и е летяла четири часа и пет минути. В същото време беше възможно да се премине звуковата бариера при равен полет и да се определят основните характеристики на стабилността и управляемостта на самолета. Междувременно строителите на двигатели подготвиха полетно копие на двигателя AL-7F с форсаж и регулируема двупозиционна дюза. Максималната тяга на двигателя беше 6850 кг, а форсажът - 8800 кг. След незначителни модификации, той е инсталиран на C-1, а през март 1956 г. започва вторият етап на тестване на машината. Още при първите полети, след включване на форсажа, самолетът лесно се ускори до скорост M = 1, 3-1, 4. Още една стъпка и бариерата при M = 1, 7. Сега тестерите се залюляха при две скорости на звука!
При всеки нов полет, за да се намали рискът от загуба на единствения прототип, скоростта се увеличаваше с 0,1 маха. На 9 юни самолетът достигна скорост от 2070 км / ч (M = 1, 96), но изведнъж започна вдишването на въздушния поток, придружено от разклащане на носа на фюзелажа, пукане и „бълбукане“във всмукателния канал, както и периодични промени в тягата на двигателя. Махалин, като изключи форсажа, намали скоростта. Напрежението е спряло. Следващият полет завърши по същия начин. Стана ясно, че полетите за постигане на максимална скорост ще трябва да бъдат спрени, докато не се изяснят причините за скока и не се разработят средства за преодоляването му. Но дори и тогава постигнатата скорост надвишава необходимата ТТТ на ВВС, което предизвиква ентусиазма на клиента и ръководството на MAP, тъй като обещава рязко увеличаване на максималната скорост в сравнение с най-бързия съветски изтребител МиГ-19 по това време… в двигателя и явленията на лопатките на свръхзвуковата сцена. Тогава дизайнерите промениха формата на носовия конус, което позволи на Махалин да ускори до 2.03M (2170 км / ч) и накрая да вземе „втория звук“.
Самолет S-1 по време на изпитване с максимална скорост
Препратки:
Адлер Е. Г. Земята и небето. Бележки на конструкторите на самолети.
Марковски В. Ю., Приходченко И. В. Първият свръхзвуков изтребител-бомбардировач Су-7Б. "Излезте от сенките!"
Авиация и време // 2011. №5. "Самолетът на ерата на реактивния класицизъм."
AviO. Антология на Су-7.
Крила на родината // Адлер Е. Г. Как е роден Су-7.
Цихош Е. Свръхзвуков самолет.
Крила на родината // Агеев В. На прага на „втория звук“.
Астахов Р. Изтребител на фронтовата линия Су-7.
Историята на проектирането на самолети в СССР 1951-1965
