A principis dels anys 50 del segle passat, a la Unió Soviètica només hi havia dues oficines de disseny de combatents: A. I. Mikoyan i A. S. Iakovleva. Sembla que s’haurien d’haver convertit en els principals competidors en la creació d’un nou tipus de combat. Però, tal com es descriu a la primera part, Yakovlev simplement va ser tret de la competència. Tot i això, la competència encara resultava força intrigant. El principal rival de A. I. Mikoyan, el deshonrat P. O. Sukhoi, nomenat més recentment per ordre del Ministeri de la Indústria de Defensa núm. 223 del 14 de maig de 1953, dissenyador en cap d’OKB-1 en lloc de V. V. Kondratyev. A principis de 1949, l’oficina de disseny de Pavel Osipovich va ser tancada a causa del seu conflicte amb el ministre de les Forces Armades de l’URSS N. A. Bulganina. Segons la versió oficial, aquesta oficina de disseny es va liquidar en relació amb el desastre de l'experimentat interceptor Su-15 i la "ineficiència" general del treball: al cap i a la fi, durant l'existència de l'oficina de disseny, només una màquina Su-2 va ser adoptat.
Després d’haver acceptat la base material al territori de l’aeròdrom central, P. O. Sukhoi es va dedicar immediatament a reclutar persones i resoldre problemes organitzatius. I el 5 de juliol de 1953 es va emetre el conegut Decret del Consell de Ministres de la URSS que ordenava a l’oficina de disseny de “caces” que comencés a desenvolupar nous tipus d’avions; dissenyat per a una alta velocitat de vol supersònica (almenys 1.750 km / h). Pel nivell de les característiques especificades, era evident que l'avió que es creava esdevindria no només una màquina nova, sinó que proporcionaria un avanç significatiu en la velocitat màxima. Recordem que el 1953 no hi havia cap avió supersònic en sèrie a la URSS. Malgrat la novetat i la complexitat de la tasca, l'equip recentment format, dirigit per P. O. Sukhim, va començar activament a desenvolupar el projecte. La base va ser el projecte Su-17 (R), preparat el 1948.
Projeccions d’avions Su-17 (R)
El treball va anar en dues direccions. El primer és un lluitador de primera línia (va ser ell qui es va convertir en el principal competidor del MiG-21) i el segon és un interceptor de defensa aèria. Tots dos avions es van desenvolupar en dues versions, que difereixen en ales: una amb una ala tradicional escombrada, l'altra amb una nova ala triangular. Un lluitador de primera línia amb una ala escombrada va rebre la designació S-1 (Strelka), i amb una ala triangular - T-1. Els interceptors van rebre el nom corresponent: C-3 i T-3. Sukhoi volia provar ambdós tipus d’ala en paral·lel i posar en servei la millor opció. Després del redisseny del projecte inicial "R" d'acord amb les darreres recomanacions de TsAGI, l'avió C1 / C3 va utilitzar una ala amb una amplitud de 60 ° al llarg d'una línia d'acords de 1/4 d'un perfil simètric amb un gruix relatiu del 7% i una cua horitzontal que gira tot. Al mateix temps, es va instal·lar un sistema hidràulic d'alta pressió, un sistema de control de reforç irreversible per a tots els canals, una entrada d'aire ajustable aximètricament amb un cos central retràctil i molt més. El nombre d'armes a bord es limitava a dues, una a cada ala. Per aconseguir velocitats de vol S-1 / S-3 més altes que la "R", Pavel Osipovich també va decidir utilitzar un nou motor turborreactor (TRD) dissenyat per A. M. Bressol AL-7F amb una empenta declarada a la postcombustió de 10.000 kgf. És cert que el motor encara no estava llest i, com a mesura temporal, el prototip es podria haver subministrat amb la seva versió sense motor de l'AL-7, que va desenvolupar una tercera empenta menys. Els càlculs van demostrar que, fins i tot amb un motor de turborreactor tan feble, l'avió "C" assolirà velocitats supersòniques.
El disseny del lluitador S-1 va ser força ràpid, perquè el seu disseny repetia en gran mesura la "R" construïda anteriorment. Per descomptat, per la seva època, el Su-17 era un disseny revolucionari i avançat, però han passat cinc anys des del seu disseny, i això de vegades va ser ignorat pel personal de KB. Això va conduir al fet que quan es va acabar el disseny, el cap de la brigada de tipus general E. G. Adler. Va escriure sobre això a les seves memòries de la següent manera: «Empenyit per l'eufòria associada al Su-17, que es va arruïnar el 1948, vaig veure passivament com els joves empleats de l'equip de disseny d'esbossos Sizov, Ryumin, Ponomarev i Polyakov repetien diligentment les principals característiques d’aquest ideal … Però a mesura que els dibuixos de l’equip de disseny preliminar es van traslladar als principals equips de l’oficina de disseny, va créixer gradualment un sentiment de descontentament i es va suggerir una solució constructiva diferent. Signant els dibuixos amb més i més fàstic, finalment no vaig poder resistir-me i vaig anar a Sukhoi amb el cap culpable …"
En la seva conversa amb Sukhoi, Adler va proposar revisar significativament el projecte. El democràtic i tranquil Sukhoi va aprovar la "revolució". Adler va presentar la seva opinió sobre el canvi del projecte a l'equip pocs dies després. Els principals canvis van afectar la ubicació del tren d’aterratge principal: havien de ser transferits del fuselatge a l’ala i l’espai lliure s’havia d’agafar amb dipòsits de combustible. La cua horitzontal ajustable amb ascensors s’ha de substituir per un estabilitzador que giri completament. S’havia de traslladar de la quilla a la cua del fuselatge, perquè la quilla no s’adaptava a reforços potents.
Al principi, les innovacions de E. G. Adler no va ser rebutjat i les brigades van començar a desenvolupar una nova tasca. Però la reordenació del tren d’aterratge va requerir un canvi en el conjunt de potència de l’ala i l’esquema cinemàtic del mateix xassís. Hi havia alguns matisos en el sistema de control, etc. La feina es va alentir. El mateix Adler va dedicar molt de temps no només a resoldre els problemes sorgits, sinó també a convèncer els empleats que tenien raó, cosa que, de fet, es convertia en un gran nombre de malvats. El conflicte creixia i E. G. Adler es va veure obligat a deixar Sukhoi al Yakovlev Design Bureau. Com a resultat d'aquesta història, Adler va escriure: "A partir d'un càlcul comparatiu dels pesos de les dues variants de disseny del Su-7 al mateix temps, es va trobar que l'estalvi total de pes a la nova versió va ser de 665 kg … No amagaré que és agradable que es va sentir quan un dia Sukhoi, que era avar de lloances, va llançar la frase a una de les reunions: "Segons els esquemes d'Adler, les estructures són més fàcils d’obtenir."
El projecte S-1 completat tenia un fuselatge cilíndric sense pretensions amb una gran relació d'aspecte, una entrada d'aire frontal amb un con central, una ala barrada mitjana i una unitat de cua d'una sola aleta. Totes aquestes solucions de disseny tenien com a objectiu reduir l’arrossegament aerodinàmic i aconseguir velocitats elevades, sobretot perquè TsAGI va estudiar aquest esquema al màxim. I si el planador S-1 era familiar i fins i tot clàssic per a avions nacionals, llavors la central era única en aquell moment. Mentre desenvolupava el seu nou motor turborreactor AL-7, Arkhip Mikhailovich Lyulka va decidir aconseguir un augment de l’empenta augmentant la relació de compressió d’aire al compressor. Aquest problema es podria solucionar simplement afegint etapes, però al mateix temps el pes i les dimensions del motor van créixer. I era possible utilitzar l’anomenat compressor supersònic. En ell, gràcies al perfil especial de les aspes, el flux d’aire entre elles es mou més ràpid que la velocitat del so. Té menys graons, però la pressió de l’aire és més gran. En conseqüència, menys pes i més tracció.
Tot i això, és molt difícil aconseguir un rendiment estable des d’un compressor supersònic. A més, les fulles estan sotmeses a càrregues pesades, i fins i tot petites entelles a la superfície poden provocar-ne la destrucció. Tenint en compte aquestes deficiències, en general no totes les etapes es fan supersòniques, sinó només algunes, és més fàcil fer-les funcionar. Cradle va decidir fer només la primera etapa supersònica. Pel que fa a la seva efectivitat, va substituir 3-4 subsonics.
Per augmentar el cap de pressió, es va augmentar el diàmetre de la roda de la nova etapa, però el diàmetre de les velles etapes es va mantenir igual, a causa d'això, es va formar una gepa característica a la ruta de l'aire. Durant les proves, el motor va començar a funcionar i va mostrar les característiques calculades, però la seva gepa no va donar descans a l'equip de disseny. Però tots els seus intents per corregir la "lletjor" no s'han coronat amb èxit. El compressor suau, tossudament, no volia funcionar. Al final, es va quedar sol i la forma inusual del recorregut del compressor AL-7 es va convertir en el seu segell distintiu.
Cradle fins i tot va fer broma sobre això. Un dia, el seu OKB va ser visitat per una delegació nord-americana de General Electric. El principal especialista de la companyia, en veure el compressor dels "set", va preguntar sorpresa a Lyulka: "Per què el vostre motor té un compressor encorbat?" Al que va respondre en broma: "És així des del naixement!"
L'etapa supersònica va elevar la proporció de compressió del compressor AL-7 a 9, 1. Mentre que a l'AL-5 anterior amb un compressor convencional, només era de 4, 5. L'empenta màxima va augmentar 1340 kgf en comparació amb els "cinc"..
El motor competidor AM-11 (RIF-300), desenvolupat per a l'avió de Mikoyan al Mikulin Design Bureau, tenia un compressor de sis etapes completament supersònic. Però General Electric, per al seu motor destinat al combat americà de primera línia F-104 (que era considerat el principal enemic en el disseny de màquines soviètiques), va seguir una manera senzilla d’augmentar el nombre d’etapes. Els dissenyadors n’han acumulat 17 a J79 (cal recordar que el cost d’una fulla del motor de reacció és de diverses desenes de dòlars i el cost del motor creix proporcionalment al nombre d’etapes. A més, les dimensions i el pes del motor creix.)
Els dissenyadors van emprendre camins completament diferents tant per garantir l’estabilitat del funcionament del motor com per lluitar contra la sobrecàrrega. El bressol ha aplicat una derivació d'aire des del recorregut del flux. L'aire "sobrant" es va eliminar de la quarta i cinquena etapa, i es va llançar a l'atmosfera a través de forats a la carcassa del motor, que estaven alineats amb dos retalls a la part superior del fuselatge de l'avió. En l'estat normal, els forats del motor es cobrien amb bandes d'acer. La derivació era el sistema més senzill i alhora el més poc econòmic. En el moment d’obrir els forats de la carcassa del motor turboreactor, l’empenta va disminuir i el consum de combustible va augmentar.
A General Electric, per a l’estabilitat del motor, s’utilitzaven paletes de guia del compressor rotatiu. Aquest sistema pràcticament no tenia efectes secundaris, però és un ordre de magnitud més complicat i més car que un bypass. Al motor Mikulin s’utilitzava un compressor de dues etapes que no requeria res, tota la regulació assegurava la rotació dels rotors de baixa i alta pressió a diferents velocitats.
Comparant motors, heu de saber que un motor turborreactor més avançat és el que aconsegueix l’empenta especificada pel client amb un pes, unes dimensions i un consum de combustible mínims. A més, cada quilogram addicional de massa del motor provoca un augment de la massa de l'avió en uns tres quilograms.
El nivell de perfecció de disseny d’un motor es pot determinar per la seva gravetat específica: la proporció de massa i empenta màxima. Com més petit sigui, millor: més racionalment s’escull el seu esquema constructiu.
Com es pot veure a l'anàlisi de la taula, el motor A. A. AM-11 (R11F-300) es pot anomenar, amb raó, el millor dels tres motors turborreactors. Mikulin. Els motors AL-7 de Lyulkov no eren els millors dels millors de la seva classe, però la seva empenta va ser inigualable i Sukhoi va confiar-hi. No obstant això, era possible col·locar un motor molt gran, els seus sistemes i combustible només en un fuselatge prou voluminós. Com a resultat, el S-1 semblava molt impressionant en el context de competidors nacionals i estrangers.
El Su-7 també semblava impressionant en el context dels combatents de la generació anterior.
El novembre de 1953 es va defensar un projecte de caça de primera línia amb ala escombrada (variant "S-1") i el febrer de 1954 va passar una comissió de maquetes. Per ordre del MAP núm. 135 del 26 d'octubre de 1953, OKB-1 es va transferir com a base de producció a una branca de la planta núm. 51 MAP.
L'1 de juny de 1955 es va obrir a la LII de Zhukovsky una estació de proves de vol (LIS) de la planta núm. Després de provar els conjunts i els sistemes, l'avió va ser transportat de Moscou a LIS sota cobertures, de conformitat amb totes les normatives de seguretat i una escorta de policia en motocicletes la nit del 15 al 16 de juliol de 1955. L’equip de proves estava encapçalat per l’enginyer líder V. P. Baluev. Com que l’OKB-51 encara no tenia els seus propis pilots de prova, A. Kochetkov, de l'Institut Estatal de Proves Científiques de Banderes Vermelles (GK NII VVS), que prèviament havia provat el primer avió a reacció P. O. Sukhoi Su-9. 27 de juliol A. G. Kochetkov va realitzar el primer rodatge a C-1. Després van seguir noves carreres amb un despreniment de la roda del nas, però, malgrat l’absència de comentaris sobre el cotxe, la data del primer vol encara es va ajornar. 6 de setembre P. O. Sukhoi va enviar una sol·licitud al MAP per al primer vol C-1, però els fets del dia següent van fer els seus propis ajustos. El 7 de setembre es va planejar un altre rodatge i una petita aproximació, però tan bon punt el cotxe es va desvincular de la franja, de sobte es va disparar 15 metres. La longitud de la pista d’aterratge que hi havia al davant era clarament insuficient. El pilot no va tenir més remei que ajudar a la màquina "voladora". Després d’haver augmentat l’embranzida del motor turborreactor a la velocitat màxima, A. G. Kochetkov va continuar el seu vol. Havent fet un vol en cercle, C-1 va aterrar. Per la salvació del prototip, es va felicitar al pilot i se li va donar una bonificació per l'import d'un salari mensual. L’ànim del cap ni tan sols es va fer malbé pel fet que els competidors aconseguiren superar-lo (els seus cotxes van agafar l’ala el 1954. Mikoyan va ser el primer a distingir-se) el seu E-2 sota el control d’E. K. Mosolov va enlairar-se el 14 de febrer i, dues setmanes i mitja després, el combat XF-104A de Johnson va sortir de la pista de la fàbrica.
La primera etapa de les proves de fàbrica del S-1, equipat amb un motor turbo reactor AL-7, es va completar el 23 de gener de 1956. En aquest moment, el cotxe havia completat 11 vols i volava quatre hores i cinc minuts. Al mateix temps, era possible creuar la barrera del so en vol pla i determinar les principals característiques de l'estabilitat i controlabilitat de l'avió. Mentrestant, els constructors de motors van preparar una còpia de vol del motor AL-7F amb un postcombustible i un broquet ajustable de dues posicions. L’empenta màxima del motor va ser de 6850 kg i la postcombustió de 8800 kg. Després de petites modificacions, es va instal·lar al C-1 i el març de 1956 va començar la segona etapa de proves de la màquina. Ja en els primers vols, després d’encendre el postcombustible, l’avió va accelerar fàcilment fins a una velocitat de M = 1, 3-1, 4. Un pas més i es va fer la barrera a M = 1, 7. Ara els provadors van girar a dues velocitats de so!
A cada nou vol, per reduir el risc de perdre l'únic prototip, la velocitat es va incrementar en 0,1 Mach. El 9 de juny, l'avió va assolir una velocitat de 2070 km / h (M = 1, 96), però de sobte va començar la pujada d'entrada d'aire, acompanyada d'una sacsejada del nas del fuselatge, esclata i "bombolla" al canal d'entrada d'aire, així com canvis periòdics en l’empenta del motor. Makhalin, apagant la postcombustió, va disminuir la velocitat. La pujada s'ha aturat. El següent vol va acabar igual. Va quedar clar que els vols per aconseguir la màxima velocitat s’haurien d’aturar fins que s’aclarissin els motius de la pujada i es desenvolupessin els mitjans per superar-la. Però, fins i tot aleshores, la velocitat assolida va superar el TTT requerit per la Força Aèria, cosa que va despertar l’entusiasme del client i del lideratge del MAP, ja que prometia un fort augment de la velocitat màxima en comparació amb el combat MiG-19 soviètic més ràpid d’aquella època… cap al motor i atura els fenòmens de les pales de l’escenari supersònic. Després, els dissenyadors van canviar la forma del con del nas, cosa que va permetre a Makhalin accelerar a 2,03 M (2170 km / h) i finalment agafar el "segon so".
Avió S-1 durant les proves a velocitat màxima
Referències:
Adler E. G. Terra i cel. Notes del dissenyador d'avions.
Markovsky V. Yu., Prikhodchenko I. V. El primer bombarder supersònic Su-7B. "Surt de les ombres!"
Aviació i temps // 2011. №5. "L'avió de l'era del classicisme del jet".
AviO. Antologia del Su-7.
Les ales de la pàtria // Adler E. G. Com va néixer el Su-7.
Tsikhosh E. Avió supersònic.
Wings of the Motherland // Ageev V. Al llindar del "segon so".
Astakhov R. Lluitador de primera línia Su-7.
La història dels dissenys d'avions a la URSS 1951-1965
