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. No, kako je opisano u prvom dijelu, Yakovlev je jednostavno istisnut iz konkurencije. Međutim, natjecanje je ipak ispalo i prilično intrigantno. Glavni suparnik A. I. Mikoyan, osramoćeni P. O. Sukhoi, koji je nedavno imenovan naredbom Ministarstva obrambene industrije broj 223 od 14. svibnja 1953., glavni projektant OKB-1 umjesto V. V. Kondratjev. Ranije 1949. projektni 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 "neučinkovitošću" rada: uostalom, tijekom postojanja projektantskog biroa, samo jedan stroj Su-2 je usvojen.
Prihvativši materijalnu bazu na području Središnjeg aerodroma, P. O. Sukhoi je odmah pristupio zapošljavanju ljudi i rješavanju organizacijskih pitanja. A 5. srpnja 1953. izdana je poznata uredba Vijeća ministara SSSR-a koja je nalagala dizajnerskom birou "lovaca" da počne s razvojem novih tipova zrakoplova; dizajniran za velike nadzvučne brzine leta (najmanje 1750 km / h). S razine navedenih karakteristika bilo je jasno da je zrakoplov koji se stvara trebao postati ne samo novi stroj, već omogućiti značajan proboj u najvećoj brzini. Podsjetimo da do 1953. godine u SSSR -u uopće nije bilo serijskih nadzvučnih zrakoplova. 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. godine.
Projekcije aviona Su-17 (R)
Rad je išao u dva smjera. Prvi je lovac s prve linije (upravo je on postao glavni konkurent MiG-21), a drugi je presretač protuzračne obrane. Oba zrakoplova razvijena su u dvije verzije, koje se razlikuju po krilima: jedna s tradicionalnim pometenim krilom, druga s novim trokutastim krilom. Lovački borac s zamahnutim krilom dobio je oznaku S-1 (Strelka), a s trokutastim krilom-T-1. Presretači su prema tome nazvani: C-3 i T-3. Sukhoi je htio paralelno testirati obje vrste krila i staviti najbolju opciju u uporabu. Nakon redizajniranja početnog projekta "R" u skladu s najnovijim preporukama TsAGI -a, zrakoplovi C1 / C3 koristili su krilo s zamahom od 60 ° uz liniju akorda 1/4 simetričnog profila s relativnom debljinom od 7% i vodoravni rep koji se sve okreće. Istodobno je ugrađen hidraulički sustav pod visokim tlakom, nepovratni sustav upravljanja pojačalom za sve kanale, osno simetrično podesivi dovod zraka s uvlačivim središnjim tijelom i još mnogo toga. Broj pištolja na brodu bio je ograničen na dva - po jedan u svakom krilnom avionu. Kako bi postigao S-1 / S-3 veće brzine leta od "R", Pavel Osipovich je također odlučio upotrijebiti novi turboreaktivni motor (TRD) koji je projektirao A. M. Kolijevka AL-7F s deklariranim potiskom pri izgaranju od 10.000 kgf. Istina, motor još nije bio spreman, a kao privremenu mjeru, prototip je mogao biti opremljen svojom inačicom AL-7 bez pogona, koja je razvila trećinu manje potiska. Proračuni su pokazali da će i s tako slabim turboreaktivnim motorom zrakoplov "C" dosezati nadzvučne brzine.
Dizajn lovca S-1 išao je prilično žustro, jer je njegov dizajn uvelike ponavljao prethodno izgrađen "R". Naravno, za svoje vrijeme Su-17 je bio revolucionaran i napredan dizajn, ali je od njegovog projektiranja prošlo 5 godina, a zaposlenici KB-a su to ponekad ignorirali. 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 napisao sljedeće: „Potisnuti euforijom povezanom sa Su-17, koji je uništen daleke 1948. godine, pasivno sam gledao kako mladi zaposlenici tima za izradu skica Sizov, Ryumin, Ponomarev i Polyakov marljivo ponavljaju glavne značajke ovog ideala … No kako su se crteži iz tima za prethodni dizajn preselili u glavne timove dizajnerskog biroa, u meni je postupno narastao osjećaj nezadovoljstva i predložilo se drugačije konstruktivno rješenje. Potpisujući crteže sa sve većim gađenjem, konačno nisam mogao odoljeti i s krivom sam glavom otišao u Suhoj …"
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 mjesto glavnog stajnog trapa - trebalo ih je prenijeti s trupa na krilo, a upražnjeni prostor zauzeti spremnicima za gorivo. Podesivi vodoravni rep s liftovima treba zamijeniti stabilizatorom koji se može okretati. Morala se premjestiti s kobilice na rep trupa, jer kobilica nije odgovarala snažnim pojačivačima.
Isprva 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 sustavu upravljanja itd. Rad se usporio. Sam Adler potrošio je puno 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 usporednog izračuna težina dviju varijanti dizajna Su-7 istodobno je utvrđeno da ukupna ušteda na težini u novoj verziji bila je 665 kg … Neću skrivati da je ugodno što se čulo kad je jednog dana Sukhoi, koji je bio škrt na pohvalama, ipak na jednom od sastanaka bacio frazu: "Prema Adlerovim shemama, strukture je lakše dobiti."
Završeni projekt S-1 imao je nepretenciozan cilindrični trup s velikim omjerom stranica, prednji 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 što je moguće više proučavao TsAGI. A ako je jedrilica S-1 bila poznata, pa čak i klasična za domaće zrakoplove, onda je elektrana u to vrijeme bila jedinstvena. Razvijajući svoj novi turbo-mlazni motor AL-7, Arkhip Mikhailovich Lyulka odlučio je postići povećanje potiska povećanjem omjera kompresije zraka u kompresoru. Taj se problem mogao riješiti jednostavnim dodavanjem stupnjeva, ali istodobno su rasle težina i dimenzije motora. A 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 tlak zraka veći. Sukladno tome, manja težina i više vuče.
Međutim, vrlo je teško postići stabilne performanse pomoću nadzvučnog 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. Što se tiče njegove učinkovitosti, zamijenila je 3-4 podzvučna.
Kako bi se povećala tlačna visina, povećan je promjer kotača novog stupnja, ali je promjer starih stupnjeva ostao isti, zbog toga je u zračnom putu nastala karakteristična grba. Tijekom ispitivanja motor je počeo s radom i pokazivao je izračunate karakteristike, ali njegova grba nije dala mira dizajnerskom timu. No, svi njihovi pokušaji ispravljanja "ružnoće" nisu okrunjeni uspjehom. Glatki kompresor tvrdoglavo nije htio raditi. Na kraju je ostao sam, a neobičan oblik puta protoka kompresora AL-7 postao mu je zaštitni znak.
Cradle se na to čak i našalio. Jednog dana njegov OKB posjetila je američka delegacija tvrtke General Electric. Vodeći stručnjak tvrtke, vidjevši kompresor "sedam", iznenađeno je upitao Lyulku: "Zašto vaš motor ima grbavi kompresor?" Na što je u šali odgovorio: "Takav je od rođenja!"
Nadzvučni stupanj povisio 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".
Konkurentni motor AM-11 (RIF-300), razvijen za Mikoyanove zrakoplove u Mikulin Design Bureau, imao je potpuno nadzvučni šestostepeni kompresor. No, General Electric za svoj motor namijenjen američkom lovcu na prvoj liniji F-104 (koji se smatrao glavnim neprijateljem u dizajnu sovjetskih strojeva) išao je jednostavnim načinom povećanja broja stupnjeva. Dizajneri su ih nagomilali 17 u J79 (Valja podsjetiti da je cijena jedne oštrice mlaznog motora nekoliko desetaka dolara, a trošak motora raste proporcionalno broju stupnjeva. Osim toga, dimenzije i težina motora raste.)
Dizajneri su krenuli potpuno različitim putovima kako u osiguravanju stabilnosti rada motora, tako iu borbi protiv naleta. Kolijevka primjenjuje zaobilaznicu zraka s puta 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 zrakoplova. U normalnom stanju, rupe na motoru bile su prekrivene čeličnim trakama. Zaobilaznica je bila najjednostavniji i ujedno najneekonomičniji sustav. 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 sustav praktički nije imao nuspojava, ali je za red reda složeniji i skuplji od zaobilaznice. Na motoru Mikulin korišten je dvostupanjski kompresor koji nije zahtijevao baš ništa, sva regulacija osiguravala je rotaciju rotora niskog i visokog tlaka pri različitim brzinama.
Uspoređujući motore, morate znati da je napredniji turboreaktivni motor onaj koji postiže potisak koji je odredio kupac s minimalnom težinom, dimenzijama i potrošnjom goriva. Štoviše, svaki dodatni kilogram mase motora uzrokuje povećanje mase zrakoplova za oko tri kilograma.
Dizajn savršenstva motora može se odrediti njegovom specifičnom težinom - omjerom mase i najvećeg potiska. Što je manji, to bolje: što je racionalnije odabrana njegova konstruktivna shema.
Kao što se može vidjeti iz analize tablice, motor AM-11 (R11F-300) A. A. s pravom se može nazvati najboljim od tri turboreaktivna motora. Mikulin. Lyulkov motori AL-7 nisu bili najbolji od najboljih u svojoj klasi, ali njihov potisak bio je bez premca i Suhoj se na to oslanjao. Međutim, bilo je moguće postaviti vrlo veliki motor, njegove sustave i gorivo samo u dovoljno voluminozan trup. Zbog toga je S-1 izgledao vrlo impresivno na pozadini domaćih i stranih konkurenata.
Su-7 je također izgledao impresivno na pozadini lovaca prethodne generacije.
Nacrt nacrta lovca na prvoj liniji s zamahnutim krilom (varijanta "S-1") obranen je u studenom 1953., a u veljači 1954. godine provedena je maketa za povjerenje. Naredbom MAP-a br. 135 od 26. listopada 1953. OKB-1 je premješten kao proizvodna baza u podružnicu pogona br. 51 MAP.
1. lipnja 1955. u LII -u u Žukovskom otvorena je stanica za ispitivanje letenja (LIS) postrojenja broj 51 - ostalo je samo nekoliko tjedana do završetka izgradnje S -1. Nakon ispitivanja sklopova i sustava, zrakoplov je prevezen iz Moskve u LIS pod pokrivačem u skladu sa svim sigurnosnim propisima i policijskom pratnjom na motociklima u noći s 15. na 16. srpnja 1955. godine. Ispitni tim predvodio je vodeći inženjer V. P. Baluev. Budući da OKB-51 još nije imao vlastite probne pilote, A. Kochetkov s Državnog instituta za znanstveno ispitivanje Crvenih zastava zračnih snaga (GK NII VVS), koji je prethodno testirao prvi mlazni zrakoplov P. O. Suhoj Su-9. 27. srpnja A. G. Kochetkov je izvršio prvo taksiranje u C-1. Nakon toga su uslijedile nove vožnje s odvajanjem nosnog kotača, no, unatoč nedostatku komentara na automobil, datum prvog leta ipak je odgođen. 6. rujna P. O. Sukhoi je MAP-u poslao prijavu za prvi let C-1, ali su se događaji sljedećeg dana sami prilagodili. 7. rujna planirano je još jedno taksiranje i mali prilaz, no čim se automobil odvojio od trake, odjednom se vinuo 15 metara. Duljina trake za slijetanje ispred očito nije bila dovoljna. Pilotu nije preostalo ništa drugo nego pomoći vrlo "letećem" stroju. 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 plaće. Šefovo raspoloženje nije narušila ni činjenica da su ga natjecatelji uspjeli prestići - njihovi su se automobili popeli na krilo 1954. Mikoyan se prvi istaknuo - njegov E -2 pod kontrolom E. K. Mosolov je poletio 14. veljače, a dva i pol tjedna kasnije Johnsonov lovac XF-104A poletio je s tvorničke piste.
Prva faza tvorničkih ispitivanja S-1, opremljena turboreaktivnim motorom za izgaranje AL-7, završena je 23. siječnja 1956. godine. Do tada je automobil završio 11 letova i letio četiri sata i pet minuta. Istodobno je bilo moguće prijeći zvučnu barijeru u ravninskom letu i odrediti glavne karakteristike stabilnosti i upravljivosti zrakoplova. U međuvremenu su graditelji motora pripremili leteću kopiju motora AL-7F s raspršivačem i podesivom mlaznicom u dva položaja. Najveći potisak motora iznosio je 6850 kg, a gorionik 8800 kg. Nakon manjih preinaka, instaliran je na C-1, a u ožujku 1956. započela je druga faza ispitivanja stroja. Već u prvim letovima, nakon uključivanja dopunskog plamenika, avion je lako ubrzao do brzine M = 1, 3-1, 4. Još jedan korak, pa je zauzeta barijera pri M = 1, 7. Sada su ispitivači zamahnuli pri dvije brzine zvuka!
U svakom novom letu, kako bi se smanjio rizik od gubitka jedinog prototipa, brzina je povećana za 0,1 Mach. Zrakoplov je 9. lipnja postigao brzinu od 2070 km / h (M = 1, 96), no odjednom je počeo skok usisa zraka, popraćen drhtanjem nosa trupa, pucanjem i "mjehurićem" u kanalu za dovod zraka, kao i povremene promjene potiska motora. Makhalin je, isključivši 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 i tada je postignuta brzina premašila traženi TTT Zračnih snaga, što je izazvalo oduševljenje kupca i vodstva MAP-a, budući da je obećavalo naglo povećanje maksimalne brzine u usporedbi s tada najbržim sovjetskim lovcem MiG-19… u motor i pojave zastoja na lopaticama nadzvučne pozornice. Tada su dizajneri promijenili oblik konusa nosa, što je omogućilo Makhalinu da ubrza do 2,03M (2170 km / h) i konačno uzme "drugi zvuk".
Zrakoplov S-1 tijekom ispitivanja najvećom brzinom
Reference:
Adler E. G. Zemlja i nebo. Bilješke dizajnera zrakoplova.
Markovsky V. Yu., Prikhodchenko I. V. Prvi nadzvučni 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. Nadzvučni zrakoplovi.
Krila domovine // Ageev V. Na pragu "drugog zvuka".
Astakhov R. Prednji lovac Su-7.
Povijest dizajna zrakoplova u SSSR-u 1951-1965
