Početkom 50 -ih godina prošlog stoljeća u Sovjetskom Savezu postojala su samo dva dizajnerska biroa lovaca: A. I. Mikoyan i A. S. Yakovleva. Čini se da su trebali postati glavni konkurenti u stvaranju nove vrste lovaca. Ali, kako je opisano u prvom dijelu, Yakovlev je jednostavno istisnut iz konkurencije. Međutim, natjecanje je ipak ispalo i prilično intrigantno. Glavni rival A. I. Mikoyan, osramoćeni P. O. Sukhoi, koji je nedavno imenovan nalogom Ministarstva odbrambene industrije br. 223 od 14. maja 1953., glavni projektant OKB-1 umjesto V. V. Kondratyev. Ranije 1949. godine dizajnerski biro Pavela Osipoviča zatvoren je zbog sukoba s ministrom oružanih snaga SSSR -a N. A. Bulganin. Prema službenoj verziji, ovaj projektni biro likvidiran je u vezi s katastrofom iskusnog presretača Su-15 i općom "neefikasnošću" rada: uostalom, za vrijeme postojanja projektantskog biroa, samo jedna mašina Su-2 je usvojen.
Prihvativši materijalnu bazu na teritoriji Centralnog aerodroma, P. O. Suhoj je odmah pristupio zapošljavanju ljudi i rješavanju organizacijskih pitanja. A 5. jula 1953. izdana je poznata uredba Vijeća ministara SSSR-a, koja je naložila dizajnerskom birou "lovaca" da započne razvoj novih tipova aviona; dizajniran za velike brzine nadzvučnog leta (najmanje 1750 km / h). Iz nivoa navedenih karakteristika bilo je jasno da će avion koji se stvara trebao postati ne samo nova mašina, već i omogućiti značajan iskorak u maksimalnoj brzini. Podsjetimo da do 1953. godine u SSSR -u uopće nije bilo serijskih nadzvučnih aviona. Unatoč novini i složenosti zadatka, novoformirani tim, na čelu s P. O. Sukhimom, aktivno je počeo razvijati projekt. Baza za njega bio je projekt Su-17 (R), pripremljen daleke 1948.
Projekcije aviona Su-17 (R)
Rad je tekao u dva smjera. Prvi je lovac na prvoj liniji fronta (on je postao glavni konkurent MiG-21), a drugi je presretač PVO. Oba aviona su razvijena u dvije verzije, koje se razlikuju po krilima: jedna s tradicionalnim zakrivljenim krilom, druga s novim trokutastim krilom. Lovac na prvoj liniji sa zakrivljenim krilom dobio je oznaku S-1 (Strelka), a s trokutastim krilom-T-1. Presretači su nazvani prema tome: C-3 i T-3. Sukhoi je htio paralelno testirati oba tipa krila i staviti najbolju opciju u upotrebu. Nakon redizajniranja početnog projekta "R" u skladu s najnovijim preporukama TsAGI -a, zrakoplovi C1 / C3 koristili su krilo s zamahom od 60 ° duž linije 1/4 akorda simetričnog profila s relativnom debljinom od 7% i horizontalni rep koji se okreće. U isto vrijeme ugrađen je hidraulični sistem visokog pritiska, nepovratni sistem za pojačavanje pojačanja za sve kanale, osno simetrično podesivi usis zraka sa uvlačivim središnjim tijelom i još mnogo toga. Broj pištolja na brodu bio je ograničen na dva - po jedan u svakom krilnom avionu. Da bi postigao S-1 / S-3 veće brzine leta od "R", Pavel Osipovich je također odlučio koristiti novi turboreaktivni motor (TRD) koji je dizajnirao A. M. Kolevka AL-7F sa deklarisanim potiskom pri sagorevanju od 10.000 kgf. Istina, motor još nije bio spreman, a kao privremena mjera, prototip je mogao biti isporučen sa svojom verzijom AL-7 bez pogona, koja je razvila trećinu manje potiska. Proračuni su pokazali da će i sa tako slabim turboreaktivnim motorom avion "C" dostizati nadzvučne brzine.
Dizajn lovca S-1 išao je prilično žustro, jer je njegov dizajn uveliko ponavljao prethodno izgrađen "R". Naravno, za svoje vrijeme Su-17 je bio revolucionaran i napredan dizajn, ali prošlo je 5 godina od njegovog dizajna, a to je osoblje KB-a ponekad zanemarivalo. To je dovelo do činjenice da je do završetka projektiranja tijek rada poremetio načelnik brigade općih tipova E. G. Adler. O tome je u svojim memoarima pisao na sljedeći način: „Potisnuti euforijom povezanom sa Su-17, koji je uništen 1948. godine, pasivno sam gledao kako mladi zaposlenici tima za izradu skica Sizov, Ryumin, Ponomarev i Polyakov marljivo ponavljaju glavne karakteristike ovog ideala … Ali kako su se crteži iz tima za preliminarni dizajn preselili u glavne timove dizajnerskog biroa, osjećaj nezadovoljstva postupno je narastao u meni, pa se nametnulo drugačije konstruktivno rješenje. Potpisujući crteže sa sve većim gađenjem, konačno nisam mogao odoljeti i otišao sam u Suhoj krive glave …"
U razgovoru sa Suhojem, Adler je predložio značajnu reviziju projekta. Demokratski i miran Suhoj odobrio je "revoluciju". Adler je nekoliko dana kasnije timu iznio svoje viđenje promjene projekta. Glavne promjene utjecale su na lokaciju glavnog stajnog trapa - trebalo ih je prenijeti s trupa trupa na krilo, a upražnjeni prostor zauzeti spremnicima za gorivo. Podesivi vodoravni rep s liftovima treba zamijeniti stabilizatorom koji se okreće. Morala se premjestiti s kobilice na rep trupa, jer kobilica nije odgovarala snažnim pojačivačima.
U početku su inovacije E. G. Adler nije odbijen, a brigade su počele raditi na novom zadatku. No, preuređivanje stajnog trapa zahtijevalo je promjenu skupa snage krila i kinematičke sheme same šasije. Bilo je nekih nijansi u sistemu upravljanja itd. Rad se usporio. Sam Adler je potrošio mnogo vremena ne samo na rješavanje nastalih problema, već i na uvjeravanje zaposlenika da su u pravu, što ga je, u stvari, učinilo mnogo zlonamjernih. Sukob je rastao, a E. G. Adler je bio prisiljen napustiti Sukhoi u Dizajnerskom birou Yakovlev. Kao rezultat ove priče, Adler je napisao: „Iz uporednog proračuna težina dvije varijante dizajna Su-7 u isto vrijeme, utvrđeno je da ukupna ušteda na težini u novoj verziji bila je 665 kg … Neću skrivati da je ugodno što se čulo kada je jednog dana Sukhoi, koji je bio škrt na pohvalama, na jednom od sastanaka ipak izgovorio frazu: "Prema Adlerovim shemama, strukture je lakše nabaviti."
Završeni projekt S-1 imao je nepretenciozan cilindrični trup s velikim omjerom stranica, čeoni usis zraka sa središnjim konusom, krilo sa srednjim zamahom i repnu jedinicu s jednom perajom. Sva ova dizajnerska rješenja imala su za cilj smanjenje aerodinamičkog otpora i postizanje velikih brzina, pogotovo jer je takvu shemu maksimalno proučavao TsAGI. A ako je jedrilica S-1 bila poznata, pa čak i klasična za domaće avione, onda je elektrana u to vrijeme bila jedinstvena. Prilikom razvoja svog novog turbo-mlaznog motora AL-7, Arkhip Mikhailovich Lyulka odlučio je postići povećanje potiska povećanjem omjera kompresije zraka u kompresoru. Ovaj se problem mogao riješiti jednostavnim dodavanjem stupnjeva, ali su istovremeno povećavali težinu i dimenzije motora. Bilo je moguće koristiti i takozvani nadzvučni kompresor. U njemu se, zahvaljujući posebnom profilu lopatica, protok zraka između njih kreće brže od brzine zvuka. Ima manje koraka, ali je pritisak zraka veći. U skladu s tim, manja težina i više vuče.
Međutim, vrlo je teško postići stabilne performanse pomoću supersoničnog kompresora. Osim toga, oštrice su izložene velikim opterećenjima, pa čak i mali zarezi na površini mogu dovesti do njihovog uništenja. S obzirom na ove nedostatke, obično nisu sve faze nadzvučne, već samo nekoliko, pa ih je lakše natjerati da rade. Cradle je odlučio učiniti samo prvu fazu nadzvučnom. U smislu svoje učinkovitosti, zamijenio je 3-4 podzvučna.
Da bi se povećala tlačna visina, povećan je promjer kotača nove stepenice, ali je promjer starih stepenica ostao isti, zbog toga se na zračnom putu stvorila karakteristična grba. Tijekom ispitivanja motor je počeo s radom i pokazao izračunate karakteristike, ali njegova grba nije dala odmora dizajnerskom timu. No, svi njihovi pokušaji da isprave "ružnoću" nisu okrunjeni uspjehom. Glatki kompresor tvrdoglavo nije htio raditi. Na kraju je ostao sam, a neobičan oblik puta protoka kompresora AL-7 postao je njegov zaštitni znak.
Cradle se čak i našalio na ovu temu. Jednog dana njegov OKB posjetila je američka delegacija kompanije General Electric. Vodeći stručnjak kompanije, vidjevši kompresor "sedam", iznenađeno je upitao Lyulku: "Zašto vaš motor ima grbavi kompresor?" Na šta je u šali odgovorio: "Takav je od rođenja!"
Nadzvučni stupanj podigao je omjer kompresije kompresora AL-7 na 9, 1. Dok je na prethodnom AL-5 s konvencionalnim kompresorom iznosio samo 4, 5. Maksimalni potisak povećan je za 1340 kgf u usporedbi s "peticom".
Konkurentski motor AM-11 (RIF-300), razvijen za Mikoyanove avione u Mikulin Design Bureau, imao je potpuno nadzvučni šestostepeni kompresor. Ali General Electric je za svoj motor namijenjen američkom lovcu na liniji F-104 (koji se smatrao glavnim neprijateljem u dizajnu sovjetskih mašina) išao jednostavnim načinom povećanja broja etapa. Dizajneri su ih nagomilali 17 u J79 (Valja podsjetiti da je cijena jedne lopatice mlaznog motora nekoliko desetina dolara, a trošak motora raste proporcionalno broju stupnjeva. Osim toga, dimenzije i težina motora raste.)
Dizajneri su krenuli potpuno različitim putevima kako u osiguravanju stabilnosti rada motora, tako iu borbi protiv naleta. Kolevka primenjuje vazdušni premosnik sa putanje protoka. "Višak" zraka uklonjen je iz četvrte i pete faze, te je bačen u atmosferu kroz rupe u kućištu motora, koje su bile poravnate s dva izreza u gornjem dijelu trupa aviona. U normalnom stanju, rupe na motoru bile su prekrivene čeličnim trakama. Zaobilaznica je bila najjednostavniji i ujedno najneekonomičniji sistem. U trenutku otvaranja rupa u kućištu turbo -mlaznog motora potisak se smanjio, a potrošnja goriva povećala.
U General Electricu, za stabilnost motora, korištene su rotacijske lopatice kompresora. Ovaj sistem praktično nije imao nuspojava, ali je za red reda složeniji i skuplji od zaobilaznice. Na Mikulinovom motoru korišten je dvostupanjski kompresor koji nije zahtijevao baš ništa, sva regulacija osiguravala je rotaciju rotora niskog i visokog tlaka pri različitim brzinama.
Upoređujući motore, morate znati da je napredniji turboreaktivni motor onaj koji postiže potisak koji je odredio kupac s minimalnom težinom, dimenzijama i potrošnjom goriva. Štaviše, svaki dodatni kilogram mase motora uzrokuje povećanje mase aviona za oko tri kilograma.
Dizajn savršenstva motora može se odrediti njegovom specifičnom težinom - omjerom mase i maksimalnog potiska. Što je manji, to bolje: što je racionalnije odabrana njegova konstruktivna shema.
Kao što se može vidjeti iz analize tablice, AM-11 (R11F-300) A. A. motor s pravom se može nazvati najboljim od tri turboreaktivna motora. Mikulin. Lyulkov motori AL-7 nisu bili najbolji od najboljih u klasi, ali njihov potisak je bio bez premca i Suhoj se na to oslanjao. Međutim, bilo je moguće smjestiti vrlo veliki motor, njegove sisteme i gorivo samo u dovoljno voluminozan trup. Kao rezultat toga, S-1 je izgledao vrlo impresivno na pozadini domaćih i stranih konkurenata.
Su-7 je takođe izgledao impresivno na pozadini lovaca prethodne generacije.
Nacrt nacrta lovca prve linije sa zakrivljenim krilom (varijanta "S-1") odbranjen je u novembru 1953. godine, a u februaru 1954. godine usvojena je maketa komisije. Naredbom MAP-a br. 135 od 26. oktobra 1953. godine OKB-1 je premješten kao proizvodna baza u podružnicu pogona br. 51 MAP.
1. juna 1955. godine otvorena je stanica za ispitivanje letenja (LIS) postrojenja broj 51 u LII u Žukovskom - ostalo je samo nekoliko sedmica do završetka izgradnje S -1. Nakon testiranja sklopova i sistema, avion je prevezen iz Moskve u LIS pod pokrivačem u skladu sa svim sigurnosnim propisima i policijskom pratnjom na motociklima u noći između 15. i 16. jula 1955. godine. Testni tim predvodio je vodeći inženjer V. P. Baluev. Budući da OKB-51 još nije imao vlastite probne pilote, A. Kochetkov iz Državnog instituta za ispitivanje crvenih zastava Vazduhoplovstva (GK NII VVS), koji je prethodno testirao prvi mlazni avion P. O. Suhoj Su-9. 27. jula A. G. Kochetkov je izvršio prvo taksiranje u C-1. Nakon toga su uslijedile nove vožnje s odvajanjem nosnog kotača, ali je, uprkos nedostatku komentara o automobilu, datum prvog leta ipak odložen. 6. septembra P. O. Sukhoi je poslao prijavu MAP-u za prvi let C-1, ali su se događaji sljedećeg dana sami prilagodili. 7. rujna planirano je još jedno taksiranje i mali prilaz, ali čim se automobil odvojio od trake, iznenada se popeo na 15 metara. Očigledno je da dužina trake za slijetanje ispred nije bila dovoljna. Pilotu nije preostalo ništa drugo nego pomoći vrlo "letećoj" mašini. Povećavši potisak turboreaktivnog motora na maksimalnu brzinu, A. G. Kočetkov je nastavio let. Otišavši u krug, C-1 je sletio. Za spas prototipa, pilot je pohvaljen i dodijeljen mu je bonus u iznosu mjesečne plate. Šefovo raspoloženje nije pokvarila čak ni činjenica da su ga takmičari uspjeli prestići - njihovi su automobili krenuli na krilo 1954. Mikoyan se prvi istakao - njegov E -2 pod kontrolom E. K. Mosolov je poletio 14. februara, a dvije i po sedmice kasnije, Johnsonov lovac XF-104A poletio je sa tvorničke piste.
Prva faza tvorničkih ispitivanja S-1, opremljena turboreaktivnim motorom za loženje gorionikom AL-7, završena je 23. januara 1956. godine. Do tada je automobil završio 11 letova i letio četiri sata i pet minuta. U isto vrijeme, bilo je moguće preći zvučnu barijeru u ravni let i odrediti glavne karakteristike stabilnosti i upravljivosti aviona. U međuvremenu su graditelji motora pripremili leteću kopiju motora AL-7F sa raspršivačem i podesivom mlaznicom u dva položaja. Najveći potisak motora iznosio je 6850 kg, a gorionik 8800 kg. Nakon manjih izmjena, instaliran je na C-1, a u ožujku 1956. započela je druga faza ispitivanja stroja. Već u prvim letovima, nakon uključivanja dopunskog sagorijevača, avion je lako ubrzao do brzine M = 1, 3-1, 4. Još jedan korak i pregrada je zauzeta pri M = 1, 7. Sada su se ispitivači zamahnuli sa dve brzine zvuka!
U svakom novom letu, kako bi se smanjio rizik od gubitka jedinog prototipa, brzina se povećavala za 0,1 Mach. Zrakoplov je 9. juna postigao brzinu od 2070 km / h (M = 1, 96), ali je odjednom počeo nalet usisa zraka, praćen drhtanjem nosa trupa, pucanjem i "mjehurićima" u usisnom kanalu, kao i periodične promjene potiska motora. Makhalin je, isključujući pretplatnik, usporio. Talas je prestao. Idući let završio je isto. Postalo je jasno da će letovi za postizanje maksimalne brzine morati biti prekinuti sve dok se ne razjasne razlozi za porast i ne razviju sredstva za njegovo prevladavanje. No, čak i tada je postignuta brzina premašila potrebni TTT zračnih snaga, što je izazvalo entuzijazam kupaca i vodstva MAP-a, budući da je obećavalo naglo povećanje maksimalne brzine u odnosu na najbrži sovjetski lovac MiG-19 u to vrijeme… u motor i pojave zastoja na lopaticama nadzvučne pozornice. Tada su dizajneri promijenili oblik konusa nosa, što je omogućilo Mahalinu da ubrza do 2,03 M (2170 km / h) i konačno uzme "drugi zvuk".
Avion S-1 tokom testiranja najvećom brzinom
Reference:
Adler E. G. Zemlja i nebo. Beleške dizajnera aviona.
Markovsky V. Yu., Prikhodchenko I. V. Prvi supersonični lovac-bombarder Su-7B. "Bježi iz sjene!"
Zrakoplovstvo i vrijeme // 2011. №5. "Ravan ere mlaznog klasicizma."
AviO. Zbornik Su-7.
Krila domovine // Adler E. G. Kako je nastao Su-7
Tsikhosh E. Supersonični avion.
Krila domovine // Ageev V. Na pragu "drugog zvuka".
Astakhov R. Prednji lovac Su-7.
Istorija dizajna aviona u SSSR-u 1951-1965
