All'inizio degli anni '50 del secolo scorso, in Unione Sovietica c'erano solo due uffici di progettazione di caccia: A. I. Mikoyan e A. S. Yakovleva. Sembrerebbe che avrebbero dovuto diventare i principali concorrenti nella creazione di un nuovo tipo di combattente. Ma, come descritto nella prima parte, Yakovlev è stato semplicemente escluso dalla competizione. Tuttavia, la lotta competitiva si è ancora rivelata e piuttosto intrigante. Il principale rivale di A. I. Mikoyan, il disgraziato P. O. Sukhoi, da ultimo nominato con ordinanza del Ministero dell'Industria della Difesa n. 223 del 14 maggio 1953, capo progettista di OKB-1 al posto di V. V. Kondratyev. All'inizio del 1949, l'ufficio di progettazione di Pavel Osipovich fu chiuso a causa del suo conflitto con il ministro delle forze armate dell'URSS N. A. Bulganina. Secondo la versione ufficiale, questo ufficio di progettazione è stato liquidato in relazione al disastro dell'esperto intercettore Su-15 e alla generale "inefficienza" del lavoro: dopotutto, durante l'esistenza dell'ufficio di progettazione, solo una macchina Su-2 è stato adottato.
Accettata la base materiale sul territorio dell'Aerodromo Centrale, P. O. Sukhoi iniziò immediatamente a reclutare persone ea risolvere problemi organizzativi. E il 5 luglio 1953 fu emesso il noto decreto del Consiglio dei ministri dell'URSS, che ordinava all'ufficio di progettazione "caccia" di iniziare a sviluppare nuovi tipi di aerei; progettato per un'elevata velocità di volo supersonico (almeno 1750 km / h). Dal livello delle caratteristiche specificate, era chiaro che l'aereo in fase di creazione doveva diventare non solo una nuova macchina, ma fornire un significativo passo avanti nella velocità massima. Ricordiamo che nel 1953 non c'erano affatto aerei supersonici seriali in URSS. Nonostante la novità e la complessità dell'incarico, il team appena formato, guidato da P. O. Sukhim, ha iniziato attivamente a sviluppare il progetto. La base era il progetto Su-17 (R), preparato nel 1948.
Proiezioni di aerei Su-17 (R)
Il lavoro è andato in due direzioni. Il primo è un combattente di prima linea (è stato lui a diventare il principale concorrente del MiG-21) e il secondo è un intercettore di difesa aerea. Entrambi i velivoli sono stati sviluppati in due versioni, diverse per le ali: una con la tradizionale ala a freccia, l'altra con una nuova ala triangolare. Un combattente di prima linea con un'ala a freccia era designato S-1 (Strelka) e con un'ala triangolare - T-1. Gli intercettori sono stati nominati di conseguenza: C-3 e T-3. Sukhoi voleva testare entrambi i tipi di ala in parallelo e mettere in servizio l'opzione migliore. Dopo la riprogettazione del progetto iniziale "R" in conformità con le ultime raccomandazioni di TsAGI, i velivoli C1 / C3 hanno utilizzato un'ala con un'apertura di 60 ° lungo una linea di corda di 1/4 di un profilo simmetrico con uno spessore relativo del 7% e una coda orizzontale che gira tutto. Allo stesso tempo, hanno installato un impianto idraulico ad alta pressione, un sistema di controllo del booster irreversibile in tutti i canali, una presa d'aria regolabile assialsimmetricamente con un corpo centrale a scomparsa e molto altro. Il numero di cannoni a bordo era limitato a due, uno per ogni aereo alare. Per raggiungere velocità di volo S-1/S-3 superiori rispetto alla "R", Pavel Osipovich ha anche deciso di utilizzare un nuovo motore turbogetto (TRD) progettato da A. M. Culla AL-7F con una spinta dichiarata al postcombustore di 10.000 kgf. È vero, il motore non era ancora pronto e, come misura temporanea, il prototipo avrebbe potuto essere fornito con la sua versione non motorizzata dell'AL-7, che ha sviluppato un terzo in meno di spinta. I calcoli hanno mostrato che anche con un motore a turbogetto così debole, l'aereo "C" raggiungerà velocità supersoniche.
Il design del caccia S-1 è andato abbastanza vivacemente, perché il suo design ha in gran parte ripetuto la "R" precedentemente costruita. Naturalmente, per il suo tempo, il Su-17 era un design rivoluzionario e avanzato, ma sono passati 5 anni dal suo design, e questo a volte è stato ignorato dallo staff della KB. Ciò ha portato al fatto che quando il progetto è stato completato, il corso dei lavori è stato interrotto dal capo della brigata dei tipi generali E. G. Adler. Ha scritto su questo nelle sue memorie come segue: "Spinto dall'euforia associata al Su-17, che è stato rovinato nel 1948, ho guardato passivamente mentre i giovani dipendenti del team di progettazione degli schizzi Sizov, Ryumin, Ponomarev e Polyakov ripetevano diligentemente le caratteristiche principali di questo ideale… Ma man mano che i disegni del team di progettazione preliminare sono stati trasferiti ai team principali del Design Bureau, un sentimento di malcontento è cresciuto gradualmente in me e si è suggerita una diversa soluzione costruttiva. Firmando i disegni con sempre più disgusto, alla fine non ho resistito e sono andato a Sukhoi con la testa colpevole …"
Nella sua conversazione con Sukhoi, Adler ha proposto di rivedere in modo significativo il progetto. Il democratico e calmo Sukhoi ha approvato la "rivoluzione". Adler ha presentato le sue opinioni sulla modifica del progetto al team pochi giorni dopo. Le principali modifiche riguardavano la posizione del carrello di atterraggio principale: dovevano essere trasferiti dalla fusoliera all'ala e lo spazio libero doveva essere occupato da serbatoi di carburante. La coda orizzontale regolabile con elevatori dovrebbe essere sostituita con uno stabilizzatore tutto-girevole. Doveva essere trasferito dalla chiglia alla coda della fusoliera, perché la chiglia non si adattava a potenti booster.
In un primo momento, le innovazioni di E. G. Adler non fu respinto e le brigate iniziarono a elaborare un nuovo compito. Ma il riassetto del carrello di atterraggio ha richiesto un cambiamento nella potenza dell'ala e nello schema cinematico del telaio stesso. C'erano alcune sfumature nel sistema di controllo, ecc. Il lavoro è rallentato. Lo stesso Adler ha trascorso molto tempo non solo a risolvere i problemi che erano sorti, ma anche a convincere i dipendenti che avevano ragione, il che, in effetti, si è reso molti malvagi. Il conflitto stava crescendo e E. G. Adler è stato costretto a lasciare Sukhoi nello Yakovlev Design Bureau. Come risultato di questa storia, Adler ha scritto: "Da un calcolo comparativo dei pesi delle due varianti di design del Su-7 allo stesso tempo, si è scoperto che il il risparmio di peso totale nella nuova versione era di 665 kg … Non nascondo che è piacevole che sia stato sentito quando un giorno Sukhoi, che era avaro di lodi, ha comunque lanciato la frase in uno degli incontri: "Secondo gli schemi di Adler, le strutture sono più facili da ottenere."
Il progetto S-1 completato aveva una fusoliera cilindrica senza pretese con un ampio allungamento, una presa d'aria frontale con un cono centrale, un'ala a metà e un'unità di coda a pinna singola. Tutte queste soluzioni progettuali miravano a ridurre la resistenza aerodinamica e raggiungere alte velocità, soprattutto perché tale schema è stato studiato il più possibile da TsAGI. E se l'aliante S-1 era familiare e persino classico per gli aerei domestici, allora la centrale elettrica era unica in quel momento. Durante lo sviluppo del suo nuovo motore turbogetto AL-7, Arkhip Mikhailovich Lyulka ha deciso di ottenere un aumento della spinta aumentando il rapporto di compressione dell'aria nel compressore. Questo problema poteva essere risolto semplicemente aggiungendo degli stadi, ma allo stesso tempo il peso e le dimensioni del motore crescevano. Ed è stato possibile utilizzare il cosiddetto compressore supersonico. In esso, grazie allo speciale profilo delle pale, il flusso d'aria tra di esse si muove più velocemente della velocità del suono. Ha meno passaggi, ma la pressione dell'aria è maggiore. Di conseguenza, meno peso e più trazione.
Tuttavia, è molto difficile ottenere prestazioni stabili da un compressore supersonico. Inoltre, le lame sono soggette a carichi pesanti e anche piccole intaccature sulla superficie possono portare alla loro distruzione. In considerazione di queste carenze, di solito non tutti gli stadi vengono resi supersonici, ma solo alcuni, quindi è più facile farli funzionare. Cradle decise di rendere supersonico solo il primo stadio. In termini di efficacia, ha sostituito 3-4 subsonici.
Per aumentare la prevalenza, è stato aumentato il diametro della ruota del nuovo stadio, mentre il diametro dei vecchi stadi è rimasto lo stesso, per questo si è formata una caratteristica gobba nel percorso dell'aria. Durante i test, il motore ha iniziato a funzionare e ha mostrato le caratteristiche calcolate, ma la sua gobba non ha dato tregua al team di progettazione. Ma tutti i loro tentativi di correggere la "bruttezza" non sono stati coronati da successo. Il compressore liscio ostinatamente non voleva funzionare. Alla fine, è stato lasciato solo e la forma insolita del percorso del flusso del compressore AL-7 è diventata il suo segno distintivo.
Cradle ha persino scherzato su questo. Un giorno il suo OKB ricevette la visita di una delegazione americana della General Electric. Il principale specialista dell'azienda, vedendo il compressore dei "sette", chiese sorpresa a Lyulka: "Perché il tuo motore ha un compressore gobbo?" Al che ha risposto scherzosamente: "È così dalla nascita!"
Lo stadio supersonico ha aumentato il rapporto di compressione del compressore AL-7 a 9, 1. Mentre sul precedente AL-5 con un compressore convenzionale, era solo 4, 5. La spinta massima è aumentata di 1340 kgf rispetto ai "cinque".
Il motore concorrente AM-11 (RIF-300), sviluppato per l'aereo di Mikoyan presso il Mikulin Design Bureau, aveva un compressore a sei stadi completamente supersonico. Ma la General Electric per il suo motore destinato al combattente di prima linea americano F-104 (che era considerato il principale nemico nella progettazione delle macchine sovietiche) ha fatto un modo semplice per aumentare il numero di stadi. I progettisti ne hanno ammucchiati 17 in J79 (Va ricordato che il costo di una pala di un motore a reazione è di diverse decine di dollari, e il costo del motore cresce in proporzione al numero di stadi. Inoltre, le dimensioni e peso del motore cresce.)
I progettisti hanno preso strade completamente diverse sia nel garantire la stabilità del funzionamento del motore sia nella lotta contro le sovratensioni. La culla ha applicato il bypass dell'aria dal percorso del flusso. L'aria "in eccesso" è stata rimossa dal quarto e quinto stadio ed è stata gettata nell'atmosfera attraverso i fori nell'alloggiamento del motore, che erano allineati con due ritagli nella parte superiore della fusoliera dell'aereo. Nello stato normale, i fori sul motore erano coperti con bande d'acciaio. La tangenziale era il sistema più semplice e allo stesso tempo il più antieconomico. Al momento dell'apertura dei fori nell'alloggiamento del motore turbogetto, la spinta è diminuita e il consumo di carburante è aumentato.
Alla General Electric, per la stabilità del motore, sono state utilizzate palette di guida del compressore rotativo. Questo sistema non ha avuto praticamente effetti collaterali, ma è un ordine di grandezza più complicato e più costoso di un bypass. Sul motore Mikulin è stato utilizzato un compressore a due stadi, che non ha richiesto nulla, tutta la regolazione ha assicurato la rotazione dei rotori di bassa e alta pressione a velocità diverse.
Confrontando i motori, è necessario sapere che un motore turbogetto più avanzato è considerato quello per il quale si ottiene la spinta specificata dal cliente con il minimo peso, dimensioni e consumo di carburante. Inoltre, ogni chilogrammo in più di massa del motore provoca un aumento della massa dell'aeromobile di circa tre chilogrammi.
Il livello di perfezione progettuale di un motore può essere determinato dal suo peso specifico - il rapporto tra massa e spinta massima. Più è piccolo, meglio è: più razionalmente viene scelto il suo schema costruttivo.
Come si può vedere dall'analisi della tabella, il motore AM-11 (R11F-300) A. A. può essere giustamente definito il migliore dei tre motori a turbogetto. Mikulin. I motori AL-7 di Lyulkov non erano i migliori della loro classe, ma la loro spinta non aveva eguali e Sukhoi faceva affidamento su di essa. Tuttavia, è stato possibile posizionare un motore molto grande, i suoi sistemi e il carburante solo in una fusoliera sufficientemente voluminosa. Di conseguenza, l'S-1 sembrava molto impressionante sullo sfondo dei concorrenti nazionali ed esteri.
Anche il Su-7 sembrava impressionante sullo sfondo dei caccia della generazione precedente.
Il progetto di progetto di un caccia di prima linea con un'ala a spazzata (variante "S-1") fu difeso nel novembre 1953 e nel febbraio 1954 fu approvata una commissione di simulazione. Con ordinanza MAP n. 135 del 26 ottobre 1953, OKB-1 è stata trasferita come base produttiva a una filiale dello stabilimento n. 51 MAP.
Il 1 giugno 1955 fu aperta una stazione di test di volo (LIS) dell'impianto n. 51 presso la LII di Zhukovsky - rimasero solo un paio di settimane fino al completamento della costruzione dell'S-1. Dopo aver testato gli assemblaggi e i sistemi, l'aereo è stato trasportato da Mosca alla LIS sotto le coperture in conformità con tutte le norme di sicurezza e una scorta di polizia su motociclette nella notte del 15-16 luglio 1955. Il team di test era guidato dall'ingegnere leader V. P. Baluev. Poiché OKB-51 non aveva ancora i suoi piloti collaudatori, A. Kochetkov dello State Red Banner Scientific Testing Institute of the Air Force (GK NII VVS), che aveva precedentemente testato il primo aereo a reazione P. O. Sukhoi Su-9. 27 luglio A. G. Kochetkov ha eseguito il primo rullaggio in C-1. Seguono nuove corse con la ruota anteriore staccata, ma, nonostante l'assenza di commenti sulla vettura, la data del primo volo è stata posticipata. 6 settembre P. O. Sukhoi ha inviato una domanda al MAP per il primo volo C-1, ma gli eventi del giorno successivo hanno apportato le proprie modifiche. Il 7 settembre è stato pianificato un altro rullaggio e un piccolo avvicinamento, ma non appena l'auto si è staccata dalla pista, è improvvisamente salita di 15 metri. La lunghezza della pista di atterraggio di fronte non era chiaramente sufficiente. Il pilota non aveva altra scelta che aiutare la macchina molto "volante". Avendo aumentato la spinta del motore turbogetto alla massima velocità, A. G. Kochetkov continuò il suo volo. Dopo aver fatto un volo in cerchio, C-1 ha effettuato un atterraggio. Per la salvezza del prototipo, il pilota è stato lodato e ha ricevuto un bonus pari a uno stipendio mensile. L'umore del capo non è stato nemmeno rovinato dal fatto che i concorrenti sono riusciti a precederlo: le loro auto sono salite sull'ala nel 1954. Mikoyan è stato il primo a distinguersi: la sua E-2 sotto il controllo di E. K. Mosolov è decollato il 14 febbraio e due settimane e mezzo dopo il caccia XF-104A Johnson è decollato dalla pista della fabbrica.
La prima fase dei test di fabbrica dell'S-1, equipaggiato con un motore turbogetto postcombustore AL-7, fu completata il 23 gennaio 1956. A questo punto, l'auto aveva completato 11 voli e ha volato quattro ore e cinque minuti. Allo stesso tempo, è stato possibile attraversare la barriera del suono in volo livellato e determinare le principali caratteristiche di stabilità e controllabilità del velivolo. Nel frattempo, i costruttori di motori hanno preparato una copia di volo del motore AL-7F con un postcombustore e un ugello regolabile a due posizioni. La spinta del motore al massimo era di 6850 kg e il postcombustore era di 8800 kg. Dopo piccole modifiche, fu installato sul C-1 e nel marzo 1956 iniziò la seconda fase di test della macchina. Già nei primi voli dopo l'accensione del postbruciatore, l'aereo accelerò facilmente a una velocità di M = 1, 3-1, 4. Un altro passo e fu presa la barriera a M = 1, 7. Ora i tester hanno oscillato a due velocità del suono!
In ogni nuovo volo, per ridurre il rischio di perdere l'unico prototipo, la velocità è stata aumentata di Mach 0.1. Il 9 giugno, l'aereo ha raggiunto una velocità di 2070 km / h (M = 1, 96), ma all'improvviso è iniziata l'impennata della presa d'aria, accompagnata da uno scuotimento del muso della fusoliera, schiocchi e "gorgogliamento" nel canale di aspirazione dell'aria, così come i cambiamenti periodici nella spinta del motore. Makhalin, spegnendo il postbruciatore, rallentò. L'ondata si è fermata. Il volo successivo finì lo stesso. È diventato chiaro che i voli per raggiungere la massima velocità avrebbero dovuto essere interrotti fino a quando non fossero state chiarite le ragioni dell'impennata e fossero stati sviluppati i mezzi per superarla. Ma anche allora, la velocità raggiunta ha superato il TTT richiesto dell'Air Force, il che ha suscitato l'entusiasmo del cliente e della dirigenza MAP, poiché ha promesso un forte aumento della velocità massima rispetto al più veloce caccia MiG-19 sovietico in quel momento… nel motore e fenomeni di stallo sulle pale dello stadio supersonico. Quindi i progettisti hanno cambiato la forma del cono del naso, che ha permesso a Makhalin di accelerare a 2,03 M (2170 km / h) e infine di prendere il "secondo suono".
Velivolo S-1 durante il test alla massima velocità
Riferimenti:
Adler E. G. Terra e cielo. Appunti del progettista di aerei.
Markovsky V. Yu., Prikhodchenko I. V. Il primo cacciabombardiere supersonico Su-7B. "Fuori dall'ombra!"
Aviazione e tempo // 2011. №5. "L'aereo dell'era del classicismo a reazione".
AviO. Antologia di Su-7.
Le ali della patria // Adler E. G. Come è nato il Su-7.
Tsikhosh E. Velivolo supersonico.
Wings of the Motherland // Ageev V. Sulla soglia del "secondo suono".
Astakhov R. Combattente di prima linea Su-7.
La storia dei progetti di aeromobili nell'URSS 1951-1965
