In het begin van de jaren 50 van de vorige eeuw waren er in de Sovjet-Unie slechts twee ontwerpbureaus voor jachtvliegtuigen: A. I. Mikoyan en A. S. Jakovleva. Het lijkt erop dat ze de belangrijkste concurrenten hadden moeten worden bij het creëren van een nieuw type jager. Maar, zoals beschreven in het eerste deel, werd Yakovlev gewoon uit de competitie geperst. De concurrentie bleek echter nog steeds erg intrigerend. De belangrijkste rivaal van A. I. Mikoyan, de in ongenade gevallen P. O. Sukhoi, meest recentelijk benoemd in opdracht van het Ministerie van Defensie Industrie nr. 223 van 14 mei 1953, hoofdontwerper van OKB-1 in plaats van V. V. Kondratjev. Eerder in 1949 werd het ontwerpbureau van Pavel Osipovich gesloten vanwege zijn conflict met de minister van de strijdkrachten van de USSR N. A. bulganin. Volgens de officiële versie werd dit ontwerpbureau geliquideerd in verband met de ramp van de ervaren Su-15-interceptor en de algemene "inefficiëntie" van het werk: tijdens het bestaan van het ontwerpbureau was er immers maar één Su-2-machine was geadopteerd.
Na de materiële basis op het grondgebied van het Central Aerodrome te hebben aanvaard, heeft P. O. Sukhoi ging direct aan de slag met het werven van mensen en het oplossen van organisatorische vraagstukken. En op 5 juli 1953 werd het bekende decreet van de Raad van Ministers van de USSR uitgevaardigd, waarin het ontwerpbureau "jager" werd bevolen om nieuwe soorten vliegtuigen te ontwikkelen; ontworpen voor hoge supersonische vliegsnelheid (minimaal 1750 km / h). Gezien het niveau van de gespecificeerde kenmerken, was het duidelijk dat het vliegtuig dat werd gemaakt niet alleen een nieuwe machine zou worden, maar een belangrijke doorbraak in maximale snelheid zou bieden. Bedenk dat er in 1953 helemaal geen seriële supersonische vliegtuigen in de USSR waren. Ondanks de nieuwheid en complexiteit van de opdracht, begon het nieuw gevormde team, onder leiding van P. O. Sukhim, actief aan de ontwikkeling van het project. De basis daarvoor was het Su-17 (R)-project, voorbereid in 1948.
Su-17 (R) vliegtuigprojecties
Het werk ging in twee richtingen. De eerste is een frontliniejager (hij was het die de belangrijkste concurrent van de MiG-21 werd), en de tweede is een luchtverdedigingsinterceptor. Beide toestellen werden ontwikkeld in twee versies, verschillend in vleugels: één met een traditionele geveegde vleugel, de andere met een nieuwe driehoekige vleugel. Een frontliniejager met een geveegde vleugel kreeg de aanduiding S-1 (Strelka) en met een driehoekige vleugel - T-1. De interceptors werden dienovereenkomstig genoemd: C-3 en T-3. Sukhoi wilde beide typen vleugel parallel testen en de beste optie in gebruik nemen. Na het herontwerp van het oorspronkelijke project "R" in overeenstemming met de nieuwste TsAGI-aanbevelingen, gebruikten C1 / C3-vliegtuigen een vleugel met een zwaai van 60 ° langs een 1/4 koordelijn van een symmetrisch profiel met een relatieve dikte van 7% en een alles draaiende horizontale staart. Tegelijkertijd werden een hydraulisch hogedruksysteem, een onomkeerbaar boosterregelsysteem voor alle kanalen, een axiaal symmetrische verstelbare luchtinlaat met een intrekbaar centraal lichaam en nog veel meer geïnstalleerd. Het aantal kanonnen aan boord was beperkt tot twee - één in elk vleugelvliegtuig. Om S-1 / S-3 hogere vliegsnelheden te bereiken dan de "R", besloot Pavel Osipovich ook om een nieuwe turbojetmotor (TRD) te gebruiken, ontworpen door A. M. Cradle AL-7F met een aangegeven stuwkracht bij naverbrander van 10.000 kgf. Toegegeven, de motor was nog niet klaar en als tijdelijke maatregel had het prototype kunnen worden geleverd met zijn niet-aangedreven versie van de AL-7, die een derde minder stuwkracht ontwikkelde. Berekeningen toonden aan dat zelfs met zo'n zwakke turbostraalmotor, vliegtuig "C" supersonische snelheden zal bereiken.
Het ontwerp van de S-1 jager verliep vrij vlot, omdat het ontwerp grotendeels de eerder gebouwde "R" herhaalde. Natuurlijk was de Su-17 voor zijn tijd een revolutionair en geavanceerd ontwerp, maar er zijn 5 jaar verstreken sinds het ontwerp, en dit werd soms genegeerd door het KB-personeel. Dit leidde ertoe dat tegen de tijd dat het ontwerp voltooid was, de gang van zaken werd verstoord door het hoofd van de brigade van algemene typen E. G. Adler. Hij schreef hierover in zijn memoires als volgt: "Gedreven door de euforie geassocieerd met de Su-17, die in 1948 werd verwoest, keek ik passief toe terwijl de jonge medewerkers van het schetsontwerpteam Sizov, Ryumin, Ponomarev en Polyakov ijverig herhaalden de belangrijkste kenmerken van dit ideaal … Maar toen de tekeningen van het voorlopige ontwerpteam naar de hoofdteams van het ontwerpbureau verhuisden, groeide geleidelijk een gevoel van onvrede in mij en stelde zich een andere constructieve oplossing voor. Terwijl ik de tekeningen met steeds meer walging signeerde, kon ik het uiteindelijk niet laten en ging ik met een schuldig hoofd naar Sukhoi …"
In zijn gesprek met Sukhoi stelde Adler voor om het project aanzienlijk te herzien. De democratische en kalme Sukhoi keurde de 'revolutie' goed. Adler presenteerde een paar dagen later zijn visie op het veranderen van het project aan het team. De belangrijkste veranderingen hadden invloed op de locatie van het hoofdlandingsgestel - ze moesten van de romp naar de vleugel worden overgebracht en de lege ruimte moest worden ingenomen met brandstoftanks. De verstelbare horizontale staart met liften moet worden vervangen door een all-turning stabilisator. Het moest van de kiel naar de staart van de romp worden verplaatst, omdat de kiel niet paste op krachtige boosters.
Aanvankelijk waren de innovaties van E. G. Adler werd niet afgewezen en de brigades begonnen een nieuwe taak uit te werken. Maar de herschikking van het landingsgestel vereiste een verandering in de vermogensset van de vleugel en het kinematische schema van het chassis zelf. Er waren wat nuances in het besturingssysteem, enz. Het werk vertraagde. Adler zelf besteedde niet alleen veel tijd aan het oplossen van de ontstane problemen, maar ook aan het overtuigen van de werknemers dat ze gelijk hadden, wat hem in feite tot veel tegenstanders maakte. Het conflict groeide en E. G. Adler werd gedwongen om Sukhoi te verlaten in het Yakovlev Design Bureau. Als resultaat van dit verhaal schreef Adler: "Uit een vergelijkende berekening van de gewichten van de twee ontwerpvarianten van de Su-7 tegelijkertijd, bleek dat de totale gewichtsbesparing in de nieuwe versie was 665 kg … Ik zal niet verbergen dat het prettig is dat het werd gehoord toen op een dag Sukhoi, die gierig was van lof, toch de zin op een van de vergaderingen gooide: "Volgens de schema's van Adler, zijn structuren makkelijker te verkrijgen."
Het voltooide S-1-project had een pretentieloze cilindrische romp met een grote beeldverhouding, een frontale luchtinlaat met een centrale kegel, een middenvleugel en een staarteenheid met één vin. Al deze ontwerpoplossingen waren gericht op het verminderen van de luchtweerstand en het bereiken van hoge snelheden, vooral omdat een dergelijk schema zoveel mogelijk door TsAGI werd bestudeerd. En als het S-1-zweefvliegtuig bekend en zelfs klassiek was voor binnenlandse vliegtuigen, dan was de krachtcentrale in die tijd uniek. Tijdens de ontwikkeling van zijn nieuwe AL-7 turbojetmotor, besloot Arkhip Mikhailovich Lyulka een verhoging van de stuwkracht te bereiken door de luchtcompressieverhouding in de compressor te verhogen. Dit probleem kon worden opgelost door simpelweg trappen toe te voegen, maar tegelijkertijd groeide het gewicht en de afmetingen van de motor. En het was mogelijk om de zogenaamde supersonische compressor te gebruiken. Daarin beweegt de luchtstroom ertussen dankzij het speciale profiel van de bladen sneller dan de snelheid van het geluid. Het heeft minder stappen, maar de luchtdruk is groter. Dus minder gewicht en meer tractie.
Het is echter erg moeilijk om stabiele prestaties te bereiken met een supersonische compressor. Bovendien worden de messen zwaar belast en kunnen zelfs kleine inkepingen op het oppervlak tot vernietiging leiden. Gezien deze tekortkomingen worden meestal niet alle trappen supersonisch gemaakt, maar slechts een paar, dan is het gemakkelijker om ze te laten werken. Cradle besloot alleen de eerste trap supersonisch te maken. In termen van zijn effectiviteit verving het 3-4 subsonische.
Om de drukhoogte te vergroten, werd de diameter van het wiel van de nieuwe trap vergroot, maar de diameter van de oude trappen bleef hetzelfde, hierdoor ontstond een karakteristieke bult in de luchtbaan. Tijdens de tests begon de motor te werken en vertoonde de berekende kenmerken, maar de bult gaf het ontwerpteam geen rust. Maar al hun pogingen om de "lelijkheid" te corrigeren zijn niet met succes bekroond. Gladde compressor wilde koppig niet werken. Uiteindelijk bleef hij met rust en de ongebruikelijke vorm van het stroompad van de AL-7-compressor werd zijn kenmerk.
Cradle maakte er zelfs grapjes over. Op een dag kreeg zijn OKB bezoek van een Amerikaanse delegatie van General Electric. De toonaangevende specialist van het bedrijf, die de compressor van de "zeven" zag, vroeg Lyulka verbaasd: "Waarom heeft uw motor een bultcompressor?" Waarop hij gekscherend antwoordde: "Hij is zo vanaf de geboorte!"
De supersonische trap verhoogde de compressieverhouding van de AL-7-compressor tot 9, 1. Op de vorige AL-5 met een conventionele compressor was dit slechts 4, 5. De maximale stuwkracht nam toe met 1340 kgf vergeleken met de "vijf".
De concurrerende motor AM-11 (RIF-300), ontwikkeld voor Mikoyan's vliegtuigen bij het Mikulin Design Bureau, had een volledig supersonische zestraps compressor. Maar General Electric voor zijn motor bedoeld voor de Amerikaanse frontliniejager F-104 (die werd beschouwd als de belangrijkste vijand bij het ontwerp van Sovjetmachines) ging door een eenvoudige manier om het aantal trappen te vergroten. De ontwerpers hebben er 17 opgestapeld in J79 (Er moet aan worden herinnerd dat de kosten van één straalmotorblad enkele tientallen dollars bedragen, en de kosten van de motor groeien evenredig met het aantal trappen. Bovendien zijn de afmetingen en gewicht van de motor groeien.)
De ontwerpers hebben totaal verschillende wegen ingeslagen, zowel om de stabiliteit van de motorwerking te waarborgen als in de strijd tegen pieken. De wieg paste luchtomleiding toe vanaf het stroompad. "Overtollige" lucht werd verwijderd uit de vierde en vijfde fase en werd in de atmosfeer gegooid door gaten in de motorbehuizing, die waren uitgelijnd met twee uitsparingen in het bovenste deel van de vliegtuigromp. In de normale staat waren de gaten op de motor bedekt met stalen banden. De bypass was het eenvoudigste en tegelijkertijd het meest oneconomisch systeem. Op het moment van het openen van de gaten in de behuizing van de turbojetmotor nam de stuwkracht af en nam het brandstofverbruik toe.
Bij General Electric werden voor de stabiliteit van de motor roterende compressorleischoepen gebruikt. Dit systeem had praktisch geen bijwerkingen, maar is een orde van grootte ingewikkelder en duurder dan een bypass. Op de Mikulin-motor werd een tweetrapscompressor gebruikt, die helemaal niets nodig had, alle regulering zorgde voor de rotatie van de lage- en hogedrukrotoren met verschillende snelheden.
Als u motoren vergelijkt, moet u weten dat een meer geavanceerde turbostraalmotor er een is die de door de klant gespecificeerde stuwkracht bereikt met een minimaal gewicht, afmetingen en brandstofverbruik. Bovendien zorgt elke extra kilogram motormassa voor een toename van de massa van het vliegtuig met ongeveer drie kilogram.
Het ontwerpniveau van perfectie van een motor kan worden bepaald door zijn soortelijk gewicht - de verhouding tussen massa en maximale stuwkracht. Hoe kleiner het is, hoe beter: hoe rationeler het constructieve schema wordt gekozen.
Zoals uit de analyse van de tabel blijkt, kan de AM-11 (R11F-300) AA-motor met recht de beste van de drie turbojetmotoren worden genoemd. Mikulin. De AL-7-motoren van Lyulkov waren niet de beste van de beste in hun klasse, maar hun stuwkracht was ongeëvenaard en Sukhoi vertrouwde erop. Het was echter mogelijk om een zeer grote motor, zijn systemen en brandstof alleen in een voldoende volumineuze romp te plaatsen. Daardoor zag de S-1 er zeer indrukwekkend uit tegen de achtergrond van binnen- en buitenlandse concurrenten.
De Su-7 zag er ook indrukwekkend uit tegen de achtergrond van de vorige generatie jagers.
Een conceptontwerp van een frontliniejager met een geveegde vleugel (variant "S-1") werd in november 1953 verdedigd en in februari 1954 werd een proefcommissie aangenomen. In opdracht van MAP nr. 135 van 26 oktober 1953 werd OKB-1 als productiebasis overgebracht naar een tak van fabriek nr. 51 MAP.
Op 1 juni 1955 werd een testvluchtstation (LIS) van fabriek nr. 51 geopend aan de LII in Zhukovsky - er waren nog maar een paar weken over tot de voltooiing van de constructie van S-1. Na het testen van de assemblages en systemen, werd het vliegtuig in de nacht van 15 op 16 op 16 juli 1955 onder overkappingen en een politie-escorte op motorfietsen van Moskou naar LIS vervoerd. Het testteam stond onder leiding van de leidende ingenieur V. P. Baloev. Aangezien OKB-51 nog geen eigen testpiloten had, heeft A. Kochetkov van het State Red Banner Scientific Testing Institute of the Air Force (GK NII VVS), die eerder het eerste straalvliegtuig P. O. Soechoi Su-9. 27 juli AG Kochetkov deed het eerste taxiën in C-1. Daarna volgden nieuwe runs al met een detachement van het neuswiel, maar ondanks het uitblijven van commentaar op de auto werd de datum van de eerste vlucht toch uitgesteld. 6 september PO Sukhoi stuurde een aanvraag naar de MAP voor de eerste C-1 vlucht, maar de gebeurtenissen van de volgende dag maakten hun eigen aanpassingen. Op 7 september stond er weer een taxirit en een kleine nadering op het programma, maar zodra de auto wegreed van de strip, schoot hij ineens 15 meter omhoog. De lengte van de landingsbaan aan de voorkant was duidelijk niet genoeg. De piloot had geen andere keuze dan de zeer "vliegende" machine te helpen. Nadat de stuwkracht van de turbojetmotor tot maximale snelheid was verhoogd, heeft A. G. Kochetkov zette zijn vlucht voort. Na een vlucht in een cirkel te hebben gemaakt, maakte de C-1 een landing. Voor de redding van het prototype werd de piloot geprezen en kreeg hij een bonus ter hoogte van een maandsalaris. De stemming van de Chief werd niet eens bedorven door het feit dat de concurrenten hem wisten te overtreffen - hun auto's gingen in 1954 naar de vleugel. Mikoyan was de eerste die zich onderscheidde - zijn E-2 onder de controle van E. K. Mosolov vertrok op 14 februari en twee en een halve week later vertrok Johnson's XF-104A-jager van de fabrieksbaan.
De eerste fase van fabriekstests van de S-1, uitgerust met een naverbrander-turbojetmotor AL-7, werd op 23 januari 1956 voltooid. Tegen die tijd had de auto 11 vluchten voltooid en vier uur en vijf minuten gevlogen. Tegelijkertijd was het mogelijk om de geluidsbarrière in horizontale vlucht te passeren en de belangrijkste kenmerken van de stabiliteit en bestuurbaarheid van het vliegtuig te bepalen. Ondertussen maakten de motorbouwers een vliegkopie van de AL-7F-motor met een naverbrander en een verstelbare sproeier met twee standen. De maximale stuwkracht van de motor was 6850 kg en de naverbrander was 8800 kg. Na kleine aanpassingen werd het op de C-1 geïnstalleerd en in maart 1956 begon de tweede testfase van de machine. Al in de eerste vluchten, na het inschakelen van de naverbrander, versnelde het vliegtuig gemakkelijk tot een snelheid van M = 1, 3-1, 4. Nog een stap en de barrière bij M = 1, 7. Nu zwaaiden de testers met twee geluidssnelheden!
Bij elke nieuwe vlucht werd de snelheid verhoogd met Mach 0,1 om het risico van verlies van het enige prototype te verkleinen. Op 9 juni bereikte het vliegtuig een snelheid van 2070 km / u (M = 1, 96), maar plotseling begon de luchtinlaatgolf, vergezeld van een schudden van de rompneus, knallen en "borrelen" in het luchtinlaatkanaal, evenals periodieke veranderingen in de stuwkracht van de motor. Makhalin, die de naverbrander uitschakelde, vertraagde. De stijging is gestopt. De volgende vlucht eindigde hetzelfde. Het werd duidelijk dat vluchten om de maximale snelheid te bereiken zouden moeten worden stopgezet totdat de redenen voor de stijging waren opgehelderd en de middelen waren ontwikkeld om deze te overwinnen. Maar zelfs toen overtrof de bereikte snelheid de vereiste TTT van de luchtmacht, wat het enthousiasme van de klant en het MAP-leiderschap opwekte, omdat het een sterke toename van de maximale snelheid beloofde in vergelijking met de snelste Sovjet MiG-19-jager op dat moment… in de motor en blokkeerverschijnselen op de bladen van het supersonische podium. Vervolgens veranderden de ontwerpers de vorm van de neuskegel, waardoor Makhalin kon accelereren tot 2,03M (2170 km / h) en uiteindelijk het "tweede geluid" nam.
Vliegtuig S-1 tijdens testen op maximale snelheid
Referenties:
Adler EG Aarde en hemel. Aantekeningen van vliegtuigontwerpers.
Markovsky V. Yu., Prikhodchenko I. V. De eerste supersonische jachtbommenwerper Su-7B. "Ga uit de schaduw!"
Luchtvaart en tijd // 2011. №5. "Het vliegtuig van het tijdperk van jet classicisme."
AviO. Bloemlezing van Su-7.
Vleugels van het moederland // Adler E. G. Hoe de Su-7 werd geboren.
Tsikhosh E. Supersonische vliegtuigen.
Wings of the Motherland // Ageev V. Op de drempel van het "tweede geluid".
Astakhov R. Frontliniejager Su-7.
De geschiedenis van vliegtuigontwerpen in de USSR 1951-1965
