Eelmise sajandi 50ndate alguses oli Nõukogude Liidus ainult kaks hävitajate disainibürood: A. I. Mikoyan ja A. S. Jakovleva. Tundub, et neist oleks pidanud saama peamised konkurendid uut tüüpi võitlejate loomisel. Kuid nagu esimeses osas kirjeldatud, pressiti Jakovlev lihtsalt konkurentsist välja. Võistlus tuli siiski välja ja üsna intrigeeriv. Peamine rivaal A. I. Mikoyan, häbistatud P. O. Sukhoi, viimati ametisse nimetatud kaitseministeeriumi ministeeriumi korraldusega nr 223, 14. mai 1953, OKB-1 peadisainer V. V. Kondratjev. Varem 1949. aastal suleti Pavel Osipovitši disainibüroo konflikti tõttu NSV Liidu relvajõudude ministriga N. A. Bulganin. Ametliku versiooni kohaselt likvideeriti see disainibüroo seoses kogenud Su-15 pealtkuulaja katastroofiga ja töö üldise "ebaefektiivsusega": lõppude lõpuks oli projekteerimisbüroo olemasolu ajal ainult üks masin Su-2 võeti vastu.
Olles aktsepteerinud materiaalse baasi kesklennuvälja territooriumil, P. O. Sukhoi asus kohe inimeste värbamisele ja organisatsiooniliste probleemide lahendamisele. Ja 5. juulil 1953 anti välja NSV Liidu Ministrite Nõukogu tuntud määrus, mis käskis "hävitaja" projekteerimisbürool alustada uut tüüpi lennukite väljatöötamist; mõeldud kõrgeks ülehelikiiruseks (vähemalt 1750 km / h). Määratud omaduste tasemelt oli selge, et loodavast lennukist ei saa mitte ainult uus masin, vaid see peab pakkuma olulist läbimurret maksimaalsel kiirusel. Tuletame meelde, et 1953. aastaks polnud NSV Liidus üldse ühtegi ülehelikiirusega lennukit. Vaatamata ülesande uudsusele ja keerukusele asus äsja moodustatud meeskond eesotsas P. O. Sukhimiga projekti aktiivselt arendama. Selle aluseks oli Su-17 (R) projekt, mis valmis 1948. aastal.
Su-17 (R) lennukite projektsioonid
Töö käis kahes suunas. Esimene on rindehävitaja (just temast sai MiG-21 peamine konkurent) ja teine on õhutõrje pealtkuulaja. Mõlemad lennukid töötati välja kahes versioonis, mis erinevad tiibade poolest: üks traditsioonilise pühkitud tiivaga, teine uue kolmnurkse tiivaga. Pühitud tiivaga rindehävitaja sai tähise S-1 (Strelka) ja kolmnurkse tiivaga-T-1. Vastavalt nimetati pealtkuulajaid: C-3 ja T-3. Sukhoi soovis mõlemat tiivatüüpi paralleelselt katsetada ja parima võimaluse kasutusele võtta. Pärast esialgse projekti "R" ümberkujundamist vastavalt TsAGI uusimatele soovitustele kasutasid C1 / C3 lennukid tiiba, mille pühkimine oli 60 ° piki sümmeetrilise profiili 1/4 akordijoont suhtelise paksusega 7% ja pöörlev horisontaalne saba. Samal ajal paigaldati kõrgsurvehüdraulikasüsteem, kõigi kanalite pöördumatu võimendi juhtimissüsteem, telje sümmeetriline reguleeritav õhu sisselaskeava koos sissetõmmatava keskkorpusega ja palju muud. Pardal olnud relvade arv oli piiratud kahega - üks kummaski tiivalennukis. S-1 / S-3 suurema lennukiiruse saavutamiseks kui "R", otsustas Pavel Osipovitš kasutada ka uut turboreaktiivmootorit (TRD), mille on välja töötanud A. M. Häll AL-7F deklareeritud tõukejõuga järelpõletil 10 000 kgf. Tõsi, mootor polnud veel valmis ja ajutise meetmena oleks prototüübile saanud tarnida oma jõuallikata versiooni AL-7, mis arendas kolmandiku võrra vähem tõukejõudu. Arvutused näitasid, et isegi nii nõrga turboreaktiivmootoriga saavutab lennuk "C" ülehelikiiruse.
Hävitaja S-1 disain läks üsna hoogsalt, sest selle disain kordas suuresti varem ehitatud "R". Muidugi oli Su-17 oma aja kohta revolutsiooniline ja arenenud disain, kuid selle projekteerimisest on möödas 5 aastat ja KB töötajad eirasid seda mõnikord. See tõi kaasa asjaolu, et projekteerimise valmimise ajaks oli töö käik häiritud üldtüüpide brigaadiülema E. G. Adler. Ta kirjutas sellest oma mälestustes järgmiselt: „Su-17-ga seotud eufooriast surutud, mis hävines juba 1948. aastal, jälgisin passiivselt, kuidas eskiislahendusmeeskonna Sizov, Ryumin, Ponomarev ja Polyakov noored töötajad usinalt kordasid selle ideaali põhijooned … Aga kui eelprojekteerimismeeskonna joonised kolisid disainibüroo põhimeeskondadesse, kasvas minus tasapisi rahulolematuse tunne ja soovitas teistsugust konstruktiivset lahendust. Allkirjastades joonistusi üha vastikumaks, ei suutnud ma lõpuks vastu panna ja läksin süüdlase peaga Sukhoisse …"
Vestluses Sukhoiga tegi Adler ettepaneku projekt oluliselt läbi vaadata. Demokraatlik ja rahulik Sukhoi kiitis "revolutsiooni" heaks. Adler tutvustas meeskonnale oma seisukohti projekti muutmise kohta paar päeva hiljem. Peamised muudatused mõjutasid peamise maandumisseadme asukohta - need kavatseti viia kerest tiivale ja vaba ruum võeti kütusepaakidega. Liftidega reguleeritav horisontaalne saba tuleks asendada pööratava stabilisaatoriga. See tuli nihutada kiililt kere kere saba poole, sest kiil ei mahtunud võimsate võimendite külge.
Alguses esitasid E. G. Adlerit ei lükatud tagasi ja brigaadid hakkasid uut ülesannet välja töötama. Kuid teliku ümberkorraldamine nõudis tiiva jõuallika ja šassii enda kinemaatilise skeemi muutmist. Juhtimissüsteemis oli mõningaid nüansse jne Töö aeglustus. Adler ise kulutas palju aega mitte ainult tekkinud probleemide lahendamisele, vaid ka töötajate veenmisele, et neil on õigus, mis tegelikult muutis end palju pahatahtlikeks. Konflikt süvenes ja E. G. Adler oli sunnitud lahkuma Sukhoist Jakovlevi disainibüroos. Selle loo tulemusena kirjutas Adler: „Su-7 kahe disaini variandi kaalude võrdleva arvutamise käigus leiti, et kogu kaalusääst uues versioonis oli 665 kg … ma ei varja, et on meeldiv kuulda, kui ühel päeval kiitusest kooner Sukhoi viskas ühel koosolekul sellegipoolest fraasi: "Adleri skeemide kohaselt, struktuure on lihtsam hankida."
Valminud S-1 projektil oli tagasihoidlik silindriline kere, millel oli suur kuvasuhe, eesmine õhuvõtuava, millel oli keskkoonus, keskel pühkiv tiib ja ühe uimega sabaüksus. Kõik need disainilahendused olid suunatud aerodünaamilise takistuse vähendamisele ja suurte kiiruste saavutamisele, eriti kuna sellist skeemi uuris TsAGI nii palju kui võimalik. Ja kui purilennuk S-1 oli kodumaiste lennukite jaoks tuttav ja isegi klassikaline, siis elektrijaam oli sel ajal ainulaadne. Arkhip Mihhailovitš Lyulka otsustas oma uut turboreaktiivmootorit AL-7 arendades saavutada tõukejõu suurendamise, suurendades kompressori õhukompressioonisuhet. Selle probleemi saaks lahendada lihtsalt etappide lisamisega, kuid samal ajal kasvasid mootori kaal ja mõõtmed. Ja oli võimalik kasutada ka nn ülehelikompressorit. Selles liigub tänu labade eriprofiilile nendevaheline õhuvool helikiirusest kiiremini. Sellel on vähem samme, kuid õhurõhk on suurem. Seega vähem kaalu ja rohkem veojõudu.
Ülehelikompressorist on aga väga raske stabiilset jõudlust saavutada. Lisaks sellele on terad tugevate koormuste all ja isegi väikesed pinnal olevad täkked võivad neid hävitada. Neid puudusi silmas pidades ei tehta tavaliselt kõiki etappe ülehelikiiruseks, vaid ainult mõnda, siis on neid lihtsam tööle panna. Cradle otsustas teha ainult esimese etapi ülehelikiiruseks. Tõhususe poolest asendas see 3-4 alahelikiirust.
Survepea suurendamiseks suurendati uue astme ratta läbimõõtu, kuid vanade astmete läbimõõt jäi samaks, seetõttu tekkis õhuteele iseloomulik küür. Katsete ajal hakkas mootor tööle ja näitas arvutatud omadusi, kuid selle küür ei andnud disainimeeskonnale puhkust. Kuid kõiki nende katseid "inetust" parandada pole õnnestunud. Sile kompressor ei tahtnud kangekaelselt töötada. Lõpuks jäi ta üksi ja AL-7 kompressori voolutee ebatavaline kuju sai tema tunnusjooneks.
Cradle isegi naljatas selle üle. Ühel päeval külastas tema OKB -d Ameerika delegatsioon General Electricust. Ettevõtte juhtiv spetsialist, nähes "seitsme" kompressorit, küsis Lyulkalt üllatunult: "Miks teie mootoril on küüruline kompressor?" Mille peale ta naljaga pooleks vastas: "Ta on selline sünnist saati!"
Ülehelikiirusel tõsteti AL-7 kompressori tihendussuhe 9-le, 1. Kui eelmisel tavalise kompressoriga AL-5-l oli see vaid 4, 5. Maksimaalne tõukejõud kasvas 1340 kgf võrreldes viiega.
Konkureerival mootoril AM-11 (RIF-300), mis töötati välja Mikojani lennukite jaoks Mikulini disainibüroos, oli täielikult ülehelikiirusel asuv kuueastmeline kompressor. Kuid General Electric oma Ameerika mootorsõidukile F-104 mõeldud mootorile (mida peeti Nõukogude masinate projekteerimisel peamiseks vaenlaseks) läks lihtsal viisil etappide arvu suurendamiseks. Disainerid on neid kogunud J79 -sse 17 (Tuleb meenutada, et ühe reaktiivmootoritera maksumus on mitukümmend dollarit ja mootori maksumus kasvab proportsionaalselt etappide arvuga. Lisaks on mõõtmed ja mootori kaal kasvab.)
Disainerid valisid täiesti erinevaid teid nii mootori töö stabiilsuse tagamisel kui ka tõusu vastu võitlemisel. Häll rakendas vooluteelt õhu ümbersõitu. "Liigne" õhk eemaldati neljandalt ja viiendalt etapilt ning visati atmosfääri mootori korpuse aukude kaudu, mis olid joondatud kahe väljalõikega lennukikere ülemises osas. Normaalses olekus olid mootori augud kaetud teraslintidega. Ümbersõit oli kõige lihtsam ja samal ajal kõige ökonoomsem süsteem. Turboreaktiivmootori korpuses olevate aukude avamise hetkel tõukejõud vähenes ja kütusekulu suurenes.
General Electricus kasutati mootori stabiilsuse tagamiseks pöördkompressori juhtlabasid. Sellel süsteemil praktiliselt puudusid kõrvaltoimed, kuid see on suurusjärgu võrra keerulisem ja kallim kui ümbersõit. Mikulini mootoril kasutati kaheastmelist kompressorit, mis ei nõudnud üldse midagi, kogu regulatsioon tagas madal- ja kõrgsurve rootorite pöörlemise erinevatel kiirustel.
Võrreldes mootoreid peate teadma, et arenenum turboreaktiivmootor on selline, mis saavutab kliendi määratud tõukejõu minimaalse kaalu, mõõtmete ja kütusekuluga. Veelgi enam, iga lisakilogramm mootori massi suurendab lennuki massi umbes kolme kilogrammi võrra.
Mootori konstruktsiooni täiuslikkuse taseme saab määrata selle erikaalu järgi - massi ja maksimaalse tõukejõu suhte järgi. Mida väiksem see on, seda parem: seda ratsionaalsemalt valitakse selle konstruktiivne skeem.
Nagu tabeli analüüsist nähtub, võib AM-11 (R11F-300) AA mootorit õigustatult nimetada kolme turboreaktiivmootori parimaks. Mikulin. Lyulkovi AL-7 mootorid ei olnud oma klassi parimatest parimad, kuid nende tõukejõud oli võrreldamatu ja Sukhoi toetus sellele. Väga suure mootori, selle süsteemid ja kütuse oli aga võimalik paigutada ainult piisavalt mahukasse kere. Seetõttu tundus S-1 kodu- ja välismaiste konkurentide taustal väga muljetavaldav.
Su-7 nägi muljetavaldav välja ka eelmise põlvkonna hävitajate taustal.
Pühitud tiivaga esivõitleja eskiisprojekt (variant "S-1") kaitsti novembris 1953 ja veebruaris 1954 võeti vastu makettkomisjon. 26. oktoobri 1953. aasta korraldusega MAP nr 135 viidi OKB-1 tootmisbaasina üle tehase nr 51 MAP filiaalile.
1. juunil 1955 avati Žukovski LII juures tehase nr 51 lennutestijaam (LIS) - S -1 ehituse lõpetamiseni oli jäänud vaid paar nädalat. Pärast sõlmede ja süsteemide katsetamist transporditi lennuk Moskvast LIS-i katte alla vastavalt kõikidele turvanõuetele ja politsei eskort mootorratastel ööl vastu 15. juulit 1955. aastal. Katsetiimi juhtis juhtivinsener V. P. Baluev. Kuna OKB-51-l polnud veel oma katselendureid, siis A. Kochetkov õhujõudude riikliku punase lipu teadusliku testimise instituudist (GK NII VVS), kes oli varem katsetanud esimest reaktiivlennukit P. O. Sukhoi Su-9. 27. juuli A. G. Kochetkov sooritas esimese rullimise C-1-s. Järgnesid uued jooksud juba ninaratta eraldamisega, kuid vaatamata auto kohta kommentaaride puudumisele lükati esimese lennu kuupäev siiski edasi. 6. september P. O. Sukhoi saatis esimese C-1 lennu jaoks MAP-ile avalduse, kuid järgmise päeva sündmused tegid omad kohandused. 7. septembril oli plaanis järjekordne taksosõit ja väike lähenemine, kuid niipea, kui auto ribalt lahti murdis, tõusis see järsku 15 meetrit. Maandumisriba pikkus ees oli selgelt ebapiisav. Pilootil ei jäänud muud üle kui aidata "lendavat" masinat. Olles suurendanud turboreaktiivmootori tõukejõudu maksimaalsele kiirusele, hakkas A. G. Kochetkov jätkas oma lendu. Teinud ringikujulise lennu, tegi C-1 maandumise. Prototüübi päästmise eest kiideti pilooti ja talle maksti boonust kuupalga ulatuses. Pealiku tuju ei rikkunud isegi see, et konkurentidel õnnestus teda edestada - nende autod läksid tiivale 1954. aastal. Esimesena eristas end Mikojan - tema E -2 E. K kontrolli all. Mosolov tõusis õhku 14. veebruaril ja kaks ja pool nädalat hiljem tõusis tehase lennurajalt õhku Johnsoni hävitaja XF-104A.
Järelpõletiga turboreaktiivmootoriga AL-7 varustatud S-1 tehasekatsete esimene etapp lõpetati 23. jaanuaril 1956. aastal. Selleks ajaks oli auto lõpetanud 11 lendu ja lennanud neli tundi ja viis minutit. Samal ajal oli võimalik tasasel lennul ületada helibarjäär ning määrata kindlaks lennuki stabiilsuse ja juhitavuse põhiomadused. Vahepeal valmistasid mootoriehitajad mootori AL-7F lennukoopia koos järelpõleti ja reguleeritava kaheasendilise otsikuga. Mootori tõukejõud oli maksimaalselt 6850 kg ja järelpõleti 8800 kg. Pärast väiksemaid muudatusi paigaldati see C-1-le ja märtsis 1956 algas masina testimise teine etapp. Juba esimestel lendudel, pärast järelpõleti sisselülitamist, kiirendas lennuk kergesti kiirusele M = 1, 3-1, 4. Üks samm veel ja barjäär M = 1, 7. Võeti nüüd testrid. kahe helikiirusega!
Ainus prototüübi kaotamise ohu vähendamiseks suurendati igal uuel lennukiirusel kiirust 0,1 Machi võrra. 9. juunil saavutas lennuk kiiruse 2070 km / h (M = 1, 96), kuid äkki algas õhu sissevoolu tõus, millega kaasnes kere nina värisemine, hüpped ja õhu sisselaskekanalis "mullitamine", samuti mootori tõukejõu perioodilised muutused. Makhalin, lülitades järelpõleti välja, aeglustas kiirust. Tõus on peatunud. Järgmine lend lõppes sama. Selgus, et lennud maksimaalse kiiruse saavutamiseks tuleb katkestada, kuni on selgitatud hüppe põhjused ja välja töötatud vahendid selle ületamiseks. Kuid isegi siis ületas saavutatud kiirus õhujõudude nõutavat TTT-d, mis äratas kliendis ja MAP-i juhtkonnas entusiasmi, kuna lubas toona maksimaalse kiiruse järsku tõusu võrreldes Nõukogude kiireima hävitajaga MiG-19… mootorisse ja seiskamisnähtustesse ülehelikiirusega lava labadel. Seejärel muutsid disainerid ninakoonuse kuju, mis võimaldas Makhalinil kiirendada 2,03M (2170 km / h) ja lõpuks võtta "teine heli".
Lennuk S-1 maksimaalse kiirusega katsetamise ajal
Viited:
Adler E. G. Maa ja taevas. Lennukidisaineri märkmed.
Markovski V. Ju, Prhodšenko I. V. Esimene ülehelikiirusega hävitaja-pommitaja Su-7B. "Kao varjust välja!"
Lennundus ja aeg // 2011. №5. "Jet -klassitsismi ajastu lennuk."
AviO. Su-7 antoloogia.
Emamaa tiivad // Adler E. G. Kuidas Su-7 sündis.
Tsikhosh E. Ülehelikiirusega lennuk.
Emamaa tiivad // Ageev V. "Teise heli" lävel.
Astahov R. Rindehävitaja Su-7.
Lennukidisaini ajalugu NSV Liidus 1951-1965
