Luchador experimental soviético Yak-1000
En TsAGI, en la segunda mitad de 1945, se inició una extensa investigación sobre cómo encontrar la forma de un ala para un avión a reacción. En el marco del instituto, pronto se formaron dos direcciones en esta área, que parecían competir entre sí. Lo primero fue desarrollar alas barridas. El trabajo fue dirigido por un joven científico de entonces, y hoy en día el famoso académico Struminsky V.V. El segundo fue crear un ala de pequeño alargamiento. En TsAGI, las alas de este tipo recibieron el nombre generalizado "en forma de diamante", aunque en términos de su forma diferían significativamente del rombo y estaban cerca de ser triangulares. Para tales alas, el complejo de trabajo se llevó a cabo bajo la dirección del científico aerodinámico P. Krasilytsikov.
Al principio, las alas barridas eran una prioridad en el uso práctico. Pero, a medida que la velocidad de vuelo de los luchadores se acercaba a la velocidad del sonido, el ala de la elongación pequeña se hizo más atractiva para los científicos y diseñadores. La principal ventaja aerodinámica de estas alas era una resistencia frontal mucho menor a velocidades trans y supersónicas, en comparación con las alas barridas. Además, la pequeña ala de extensión tenía una mejor estabilidad longitudinal en ángulos de ataque altos y durante la transición a través de la velocidad del sonido, y su diseño era más rígido y tenía la mitad del peso. Según las estimaciones realizadas en ese momento, con las mismas áreas de la superficie del rodamiento, la masa de un diseño de caza con un ala en forma de diamante se obtuvo en 7-10 por ciento menos que con barrido. Sin embargo, las alas de pequeño alargamiento, con todas sus ventajas, causaron muchos problemas serios. Por ejemplo, en los modos de despegue y aterrizaje, era difícil proporcionar características de carga aceptables, y los problemas de controlabilidad y estabilidad lateral eran complicados. A pesar de esto, los partidarios del ala de alargamiento pequeño, estas tareas se consideraron solucionables y el trabajo continuó.
TsAGI Aerodinámica al final de 1940. Logró crear un ala de pequeña elongación, que sería adecuada para el uso práctico. En primer lugar, los diseñadores de los combatientes se familiarizaron con el trabajo en esta área, ya que en ese momento las alas del pequeño alargamiento solo eran adecuadas para esta clase de aviones. Yakovlev AS mostró el mayor interés en la implementación de ideas, aunque antes de eso, su departamento de diseño fue muy cauteloso con las innovaciones aerodinámicas en el diseño de caza. Pero en este caso, Yakovlev fue probablemente convencido por los argumentos de los seguidores de la nueva ala, especialmente porque fueron promovidos por TsAGI, cuya autoridad creció sustancialmente en ese momento. Y Yakovlev A.S. decidí intentarlo.
Según el esquema propuesto por TsAGI, se planificó crear un caza supersónico equipado con un nuevo diseño TRD TR-5 (AL-5) de Lyulka AM en la Oficina de Diseño de Yakovlev. La velocidad máxima de diseño del luchador fue de aproximadamente M = 1,7, un valor sin precedentes para ese momento. Entendiendo que todavía hay muchos problemas poco claros y no resueltos para crear de inmediato un vehículo de combate, Yakovlev, después de haber coordinado el problema con el Instituto Central Aerohidrodinámico, en octubre, 1950 ordenó desarrollar y construir un pequeño avión experimental equipado con un motor RD-500 (inglés “Dervent-V »Fabricado en la URSS bajo licencia). Este avión recibió el nombre de Yak-1000. Yak-1000 era como un modelo del futuro luchador y estaba destinado a probar los modos de despegue y aterrizaje y probar la configuración aerodinámica en vuelo.
El Yak-1000 fue diseñado y construido inusualmente rápido. El avión a fines de febrero, 1951, estaba en la estación de pruebas de vuelo de la compañía en Zhukovsky en el aeropuerto LII. Para entonces, los estudios completaron un simulacro de combate a gran escala en el gran túnel de viento TsAGI T-101. Principalmente estudiado propiedades aerodinámicas durante el despegue y el aterrizaje. Simultáneamente probamos modelos en túneles de viento supersónicos.
La velocidad máxima de vuelo horizontal del caza experimental Yak-1000 en altura, según los especialistas, debería haber alcanzado los 1100 kilómetros por hora, que correspondían aproximadamente a la velocidad del sonido. Para el motor RD-500, esta cifra fue sorprendentemente alta. En comparación, la velocidad del caza ligero Yak-23 con un ala recta equipada con un motor RD-500 fue menor en 200 km / h. El aumento de la velocidad se debió a un diseño aerodinámico fundamentalmente diferente del caza Yak-1000.
Yak-1000, además del diseño aerodinámico, tenía una serie de características que lo distinguían.
El sistema de control de la aeronave era original. En ese momento, todos los cazas de alta velocidad ya estaban equipados con impulsores hidráulicos (propulsores), pero el Yak-1000 no los tenía. La palanca de control estaba equipada con un electromecanismo, que cambió la longitud del perno rey. Debido a esto, se cambió la relación de transmisión desde la perilla de control a los ascensores y alerones. Este mecanismo funcionó automáticamente a una cierta velocidad o manualmente a petición del piloto.
Chasis tipo bicicleta, que se ha convertido en una característica corporativa para los luchadores de Yak, (instalado a partir de Yak-50).
Como el ala de baja extensión tenía malas propiedades de apoyo, fue necesaria una poderosa mecanización del borde posterior. Casi todo el tramo de las solapas. No quedaba espacio para los alerones, por lo que se transfirieron a las partes posteriores de las aletas.
Las pruebas en tierra del Yak-1000 comenzaron el 3 de marzo del año. Piloto de prueba Zyuzin D.V. señaló que la aeronave a baja velocidad en rodaje estable, fácil de soportar directamente, aumenta rápidamente la velocidad. Sin embargo, pronto surgieron problemas. Cuando tuvo lugar el despegue de la aeronave con las aletas lanzadas, cuando se alcanzó el 1951 km / h, incluso con un leve viento lateral, el automóvil comenzó a desplegarse debido al gran esfuerzo que se produjo en un tren de aterrizaje bajo el ala, lo que proporcionó un gran momento de despliegue. A esta velocidad, la efectividad de los alerones no era suficiente para detener los momentos del giro y reducir la presión en el bastidor de alas, y el luchador estaba saliendo de la pista. Hubo tantos esfuerzos en el bastidor que la rueda inferior no pudo soportar siquiera una velocidad de rodaje. Durante el período previo con las aletas retraídas, esta situación se produjo a una velocidad de 150 km / h. Por lo tanto, se reveló la inadecuación del esquema de tren de aterrizaje adoptado para este esquema de aeronave. La presencia de tal deficiencia excluye la posibilidad de volar. Además, los expertos temían seriamente que durante un aterrizaje con un resbalón (con viento lateral) en frenada brusca o en el momento de tocar el suelo, el avión se volcara sobre su espalda.
Después de las primeras corridas, que trajeron tantos problemas, los diseñadores desarrollaron medidas para finalizar el avión. Por ejemplo, se planeaba reemplazar las ruedas inferiores por resortes, colocar un kilogramo de carga 100 en la nariz de la aeronave para que la rueda delantera durante la pista "mantuviera la pista mejor" y el viento no girara el automóvil. También se propuso cambiar el diseño del fuselaje trasero y la cola. Las pruebas en el túnel de viento de una maqueta de Yak-1000 de tamaño completo, que terminó en marzo en 1951, revelaron que las velocidades de despegue y aterrizaje serán mucho más altas de lo que inicialmente se esperaba. Esto requirió modificaciones adicionales al chasis y exacerbó al límite los ya difíciles problemas de despegue / aterrizaje.
Las dificultades que surgieron durante la creación de los modos Yak-1000, despegue y aterrizaje no se agotaron. Las propiedades de amortiguación del ala también fueron muy malas. Además, el caza tenía relaciones de tiempo de inercia extremadamente desfavorables en relación con los ejes longitudinal y transversal, lo que dificultaría el pilotaje. La relación de estos momentos de inercia es un parámetro muy importante, que determina en gran medida las características de vuelo de la aeronave. La magnitud de esta relación para los luchadores de 1940. Rango dentro de 2,2 - 3,6. Sin embargo, su valor para el Yak-1000 era 16, que era cinco veces mayor que el del caza MiG-15 y un tercio más grande que el de los combatientes supersónicos del final de 1950. Su-9 y MiG-21, en los sistemas de control de los cuales había ofertas especiales. Dispositivos para mejorar artificialmente la sostenibilidad.
La combinación de todo esto en vuelo podría llevar a la acumulación del balanceo y la pérdida de control de la aeronave. Así, alrededor del avión experimental Yak-1000 surgieron muchos problemas nuevos e intratables, y el entusiasmo de los creadores comenzó a dar paso al escepticismo. Las dudas se relacionaron principalmente no con el Yak-1000, sino con la idea de que un avión tenga un patrón similar. Se hizo más y más obvio: este diseño aerodinámico no es adecuado para un luchador. Pero a pesar de esto, el trabajo en el Yak-1000 continuó durante algún tiempo.
TsAGI en junio, 1951 presentó a la oficina de diseño sus recomendaciones sobre cómo mejorar al luchador. Para eliminar los giros no controlados durante la carrera y la carrera, los especialistas del instituto sugirieron reemplazar una rueda del tren de aterrizaje principal con dos ruedas de calibre 500-600 mm (no fue posible usar un chasis convencional en el diseño terminado). Además, se hicieron sugerencias para mejorar la estabilidad y reducir el esfuerzo en la palanca de control. Además, el piloto recibió consejos sobre qué modos de vuelo deberían usarse en el primer vuelo como seguro.
AS Yakovlev, después de haber recibido las propuestas de TsAGI, sopesó todos los pros y los contras, después de lo cual decidió no traer el avión. El riesgo de las pruebas de vuelo fue injustificadamente grande, y las perspectivas de crear un caza de pleno derecho basado en el Yak-1000 experimental parecía poco realista a la luz de la experiencia adquirida. Uno de los especialistas del Instituto Aerohidrodinámico Central en el campo de la dinámica y la mecánica de vuelo, recordando la epopeya con el Yak-1000, la decisión de Yakovlev AS. consideró el único correcto y expresó la opinión de que incluso si este avión despegara, lo más probable es que se rompa debido a sus características específicas.
Yak-1000 en algunos aspectos antes de su tiempo. Más tarde, se crearon dispositivos especiales (amortiguadores de vibración), después de lo cual se incluyeron en el sistema de control, se aseguró el pilotaje seguro de los aviones, incluso como el Yak-1000. Pero al comienzo de 1950, la ciencia aún no podía resolver todos los problemas asociados con esta máquina.
Parecería que las ideas de los adherentes del ala de "alargamiento pequeño" en forma de "diamante" resultaron insostenibles. Sin embargo, en la vida todo resultó al revés. En primer lugar, las alas de un diseño similar encontraron aplicación en algunos misiles. En segundo lugar, el fracaso con el Yak-1000 experimental para los científicos de TsAGI fue el impulso para una mayor búsqueda, revisión y replanteamiento de algunas ideas bien establecidas sobre el diseño de los combatientes supersónicos y sus parámetros principales. Esto ha tenido un impacto significativo en el progreso adicional. aviación URSS En tercer lugar, el grupo de aerodinámica TsAGI encabezado por P.P. Krasilytsikov expandió el frente de la investigación, pasando del ala "en forma de diamante" con un alargamiento de 1,5 a un triangular, con un alargamiento mayor (aproximadamente 2). Durante dos años, trabajaron en la aerodinámica de estas alas. El ala triangular en la aviación soviética ha encontrado una amplia aplicación. Baste recordar el Su-9 y el MiG-21. Pero este éxito incuestionable fue precedido por el Yak-1000 que nunca despegó. El verdadero papel de este avión en la historia de la aviación de la URSS resultó ser mucho mayor que el de muchos aviones voladores y lo que podría parecer a primera vista.
Breve descripción técnica del caza experimental Yak-1000.
Yak-1000 según el esquema era un sredneplan. Ala muy fina, consistía en un par de consolas individuales. Su marco de poder estaba formado por tres largueros, cinco vigas, diez costillas y largueros paralelos. La nariz del ala se hizo por separado. En el borde de ataque de los grados 60 del ala de barrido. Estaba compuesto por perfiles simétricos de TsAGI, cuyo grosor relativo estaba en la raíz de 3,4%, al final y en la parte media de 4,5%.
La forma de la cola vertical y horizontal en el plano repetía casi completamente la forma del ala.
El fuselaje, un semi-monocasco completamente metálico con una piel funcional, era un cuerpo de rotación (diámetro máximo 1200 mm). El marco del fuselaje es dural, formado por marcos 30 th, rayos 3 th power, un conjunto de largueros. Los frenos de aire fueron instalados en su sección de cola. Se colocaron dos tanques de queroseno en el fuselaje: la capacidad del frente 430 l; Trasero - 167 l.
Chasis tipo bicicleta, con amortiguación de aire y aceite, retráctil, consistía en la parte delantera, la principal y dos bastidores inferiores. Las ruedas de los pilares delanteros y principales son frenos de doble cámara con neumáticos de alta presión, milímetros de tamaño 570x140. Rueda delantera - accionada. En la posición retraída, la rueda del pilar principal no encajaba completamente en el fuselaje, y la parte que sobresalía de los contornos se cerró con un carenado. La limpieza y producción de chasis, frenos de aire, flaps y control de los frenos de las ruedas se llevaron a cabo utilizando un sistema neumático.
El piloto estaba en una cabina hermética, que estaba equipada con un asiento de expulsión. La linterna proporcionó una buena visión general del hemisferio superior.
características de performance de la aeronave:
Modificación - Yak-1000;
Envergadura - 4,59 m;
Longitud - 11,69 m;
Altura - 4,26 m;
Área del ala - 14,00 m2;
Peso en vacío - 1860 kg;
Peso normal de despegue - 2470 kg;
Tipo de motor - RD-500 turborreactor;
Empuje - 1590 kgf;
Velocidad máxima - 1100 km / h;
Rango práctico - 600 km;
Techo práctico - 12100 m;
Tripulación - hombre 1;
Armamento - dos pistolas soldadoras de calibre 20 mm.
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