Competidores del legendario MiG-21. Parte dos Su-7: primer dvuhmahovy
A principios de los 50-s del siglo pasado en la Unión Soviética solo había dos armas destructivas: A.I. Mikoyan y A.S. Yakovlev. Parece que deberían haberse convertido en los principales competidores en la creación de un nuevo tipo de luchador. Pero, como se describe en la primera parte, Yakovlev simplemente fue expulsado de la competencia. Sin embargo, la competencia aún resultó, y bastante intrigante. El principal rival A.I. Mikoyan se convirtió en la desgraciada P.O. Seco, nombrado más recientemente por la Orden del MOP No. 223 de 14 en mayo 1953, el Diseñador Jefe de OKB-1 en lugar de V.V. Kondratieff. A principios de 1949, la oficina de diseño de Pavel Osipovich se cerró debido a su conflicto con el Ministro de las Fuerzas Armadas de la URSS N.A. Bulganin. Según la versión oficial, esta oficina de diseño se eliminó debido a la catástrofe del experimentado interceptor Su-15 y la "ineficiencia" general del trabajo: después de todo, solo una máquina, Su-2, fue aceptada durante la vida de la oficina de diseño.
Habiendo adoptado la base material en el territorio del Aeródromo Central, P.O. Sukhoi inmediatamente comenzó a reclutar personas y resolver problemas de organización. Y ya en julio, 5, 1953 emitió el conocido Decreto del Consejo de Ministros de la URSS, que ordenó a la oficina de diseño "exterminador" comenzar el desarrollo de nuevos tipos de aviones; diseñado para alta velocidad de vuelo supersónico (al menos 1750 km / h). En cuanto a las características dadas, estaba claro que la aeronave que se estaba creando no solo se convertiría en una nueva máquina, sino que proporcionaría un avance significativo en la velocidad máxima. Recordemos que por el 1953-mu en la URSS no existía un avión supersónico en serie. A pesar de la novedad y la complejidad de la tarea, el equipo recientemente formado, encabezado por P. O. Sukhim, comenzó a desarrollar activamente el proyecto. La base para ello fue el proyecto Su-17 (P), preparado nuevamente en 1948.
El trabajo fue en dos direcciones. El primero es el luchador de primera línea (se convirtió en el principal rival del MiG-21), y el segundo es el interceptor de defensa aérea. Ambos aviones se desarrollaron en dos versiones, con diferentes alas: una con barrido tradicional y la otra con un triangular nuevo. Un luchador con un ala barrida recibió la designación C-1 (Flecha), y con un triangular - T-1. Los interceptores fueron nombrados en consecuencia: C-3 y T-3. Sukhoi quería probar ambos tipos de alas en paralelo y poner en servicio la mejor opción. Después de volver a trabajar en el diseño inicial de la "P" de acuerdo con las últimas recomendaciones de TsAGI, en el avión С1 / С3, se utilizó un ala con un barrido 60 a lo largo de la línea 1 / 4 de las cuerdas de un perfil simétrico con un grosor relativo de 7% y un giro horizontal completo. Al mismo tiempo, se instaló un sistema hidráulico de alta presión, un sistema de control de refuerzo irreversible en todos los canales, una entrada de aire ajustable asimétricamente con un cuerpo central retráctil y mucho más. El número de cañones a bordo se limitó a dos, uno en cada plano del ala. Para lograr C-1 / C-3 velocidades de vuelo más altas que la "P", Pavel Osipovich también decidió usar el nuevo diseñador de turborreactores (TRD) A.M. Cunas de AL-7F con el bolardo declarado en el dispositivo de poscombustión 10000 kgf. Es cierto que el motor aún no estaba listo y, como medida provisional, se podría incluir una versión no forzada del AL-7 en el prototipo, que desarrolló un tercer empuje menos. Los cálculos mostraron que, incluso con un motor turborreactor tan débil, los aviones C llegarían a velocidades supersónicas.
El diseño del caza C-1 fue bastante enérgico, ya que su diseño repitió en gran medida la "P" que se construyó previamente. Por supuesto, para su época, el Su-17 era un diseño revolucionario y avanzado, pero 5 han pasado años desde su diseño, y el personal de la oficina de diseño a veces lo ignoró. Esto llevó al hecho de que, para cuando se completó el diseño, el jefe de la brigada de tipos general E.G. había violado el curso del trabajo. Adler Escribió sobre esto en sus memorias de la siguiente manera: "Impulsado por la euforia asociada con Su-17, que se arruinó tan pronto como 1948, observé pasivamente que los empleados jóvenes de la brigada de diseño de bocetos Sizov, Ryumin, Ponomarev y Polyakov repetían diligentemente las principales características de este el ideal ... Pero a medida que los planos de la brigada de diseño de croquis se trasladaron a las brigadas principales de OKB, la sensación de descontento creció gradualmente en mí y se sugirió otra solución constructiva. Firmando todos los dibujos con gran disgusto, finalmente me derrumbé y fui a Sukhoi con una cabeza culpable ... "
En su conversación con Sukhoi, Adler propuso volver a trabajar sustancialmente el proyecto. Demócrata y tranquilo Sukhoi aprobó la "revolución". Adler presentó sus ideas sobre cambiar el proyecto unos días después al equipo. Los cambios principales se referían a la ubicación de los soportes del tren de aterrizaje principal: desde el fuselaje debían transferirse al ala y al asiento vacío para tomar los tanques de combustible. El plumaje horizontal ajustable con elevadores se debe reemplazar con un estabilizador de giro completo. Tuvo que ser transferido de la quilla a la cola del fuselaje, porque los poderosos refuerzos no podían colocarse en la quilla.
Inicialmente, las innovaciones de E.G. Adler no causó rechazo, y los equipos comenzaron a trabajar una nueva tarea. Pero la reorganización del chasis requirió un cambio en el conjunto de aletas y el esquema cinemático del chasis mismo. Hubo matices en el sistema de control, etc. El trabajo se desaceleró. El propio Adler dedicó mucho tiempo, no solo a resolver los problemas que habían surgido, sino también a convencer a los empleados de que tenían razón, lo que, de hecho, hizo que muchos de los que deseen llegaran mal. El conflicto creció, y E.G. Adler se vio obligado a dejar Sukhoi en la Oficina de Diseño de Yakovlev. Basado en los resultados de este historias Adler escribió: "A partir de un cálculo comparativo de los pesos de las dos versiones diseñadas simultáneamente del diseño de Su-7, se encontró que el ahorro de peso total en la nueva versión era 665 kg ... No oculto que fue agradable escuchar cuando una vez, tacaño, aún de alabanza frase de reuniones: "Según los esquemas de Adler, las estructuras son más fáciles de obtener".
El proyecto C-1 completado tenía un fuselaje cilíndrico simple con un alargamiento grande, una entrada de aire frontal con un cono central, un ala de barrido medio y una unidad de cola de cola única. Todas estas soluciones de diseño tenían como objetivo reducir la resistencia aerodinámica y lograr altas velocidades, especialmente porque TsAGI estudió este esquema en la mayor medida posible. Y si el fuselaje C-1 era familiar e incluso clásico para los aviones domésticos, entonces la central eléctrica era única en ese momento. Al desarrollar su nuevo motor de turborreactor AL-7, Arhip M. Lyulka decidió aumentar el empuje al aumentar la relación de compresión del aire en el compresor. Esta tarea podría resolverse simplemente agregando pasos, pero el peso y las dimensiones del motor también aumentaron. Y fue posible aplicar el llamado compresor supersónico. En ella, debido al perfil especial de las cuchillas, el flujo de aire entre ellas se mueve más rápido que la velocidad del sonido. Tiene menos pasos, pero más presión de aire. En consecuencia, menos peso y más empuje.
Sin embargo, es muy difícil lograr un rendimiento estable de un compresor supersónico. Además, las cuchillas están sometidas a cargas pesadas, e incluso pequeñas muescas en la superficie pueden conducir a su destrucción. En vista de estas deficiencias, generalmente no todos los pasos son supersónicos, sino solo algunos, y luego los hacen más fáciles. La cuna decidió hacer solo la primera etapa supersónica. En su efectividad, reemplazó al subsónico 3-4.
Para aumentar la presión, el diámetro de la rueda del nuevo escalón se incrementó, y el diámetro de los escalones antiguos se mantuvo igual, debido a esto, una característica joroba formada en la trayectoria del aire. En las pruebas, el motor obtuvo y mostró las características de diseño, pero su joroba no dio descanso al equipo de diseño. Pero todos sus intentos de corregir la "fealdad" no han sido coronados con éxito. Compresor igual no quería trabajar obstinadamente. Al final, se quedó solo, y la forma inusual de la parte de flujo del compresor AL-7 se convirtió en su sello distintivo.
La cuna incluso bromeó al respecto. Una vez que su OKB fue visitado por una delegación estadounidense de General Electric. El especialista líder de la compañía, al ver el compresor de los "siete", preguntó a Lyulka con sorpresa: "¿Por qué su motor tiene un compresor jorobado?" A lo que él respondió en tono de broma: "¡Él nació así!"
La etapa supersónica elevó la relación de compresión del compresor AL-7 a 9,1. Mientras que en el AL-5 anterior con un compresor convencional, era igual a todo el 4,5. El empuje máximo en comparación con los "cinco" aumentó en 1340 kgf.
El motor rival AM-11 (RIF-300), diseñado para los aviones de Mikoyan en el Mikulin Design Bureau, tenía un compresor de seis velocidades totalmente supersónico. Pero General Electric por su motor diseñado para el luchador de primera línea estadounidense F-104 (que fue considerado el principal adversario al diseñar autos soviéticos) fue una forma sencilla de aumentar el número de etapas. Los diseñadores las acumulan en J79 tanto como las piezas 17 (debe recordarse que el costo de una pala de un motor a reacción es de unas pocas decenas de dólares, y el costo del motor aumenta en proporción al número de pasos. Además, aumenta el tamaño y el peso del motor).
Los diseñadores adoptaron formas completamente diferentes para garantizar la estabilidad del motor y en la lucha contra la sobretensión. La cuna aplicó bypass de aire desde la parte de flujo. El aire "excesivo" se eliminó de la cuarta y quinta etapa, y se emitió a la atmósfera a través de aberturas en la caja del motor, que se combinaron con dos muescas en la parte superior del fuselaje de la aeronave. En el estado normal, los orificios del motor se cerraron con cintas de acero. El desvío fue el sistema más simple y, al mismo tiempo, el más antieconómico. En el momento de abrir los orificios de la carcasa en TRD, disminuyó el empuje y aumentó el consumo de combustible.
En General Electric para la estabilidad del motor se utilizaron palas de guía rotativas del compresor. Este sistema casi no tuvo efectos secundarios, pero es un orden de magnitud más complicado y más costoso que un bypass. En el motor de Mikulin, se utilizó un compresor de dos etapas, que no requería nada en absoluto, toda la regulación prevista para la rotación de rotores de baja y alta presión a diferentes velocidades.
Al comparar los motores, debe saber que se considera que el turbofan más perfecto es aquel en el que se logra el empuje establecido por el cliente con la masa, las dimensiones y el consumo de combustible mínimos. Además, cada kilogramo adicional de masa del motor provoca un aumento de aproximadamente tres kilogramos en la masa de la aeronave.
El nivel constructivo de perfección del motor se puede determinar por su masa específica: la relación entre la masa y el empuje máximo. Cuanto más pequeño sea, mejor: cuanto más racionalmente elegido es su esquema de diseño.
Como se puede ver en el análisis de la tabla, al mejor de los tres TRD se le puede llamar el motor AM-11 (Р11F-300) A.A. Mikulin Los motores AL-7 Lyulkovskie no eran los mejores de su clase, pero su tracción no tenía igual, y Sukhoi confió en ello. Sin embargo, era posible acomodar un motor muy dimensional, sus sistemas y combustible solo en un fuselaje bastante voluminoso. Como resultado, C-1 se veía muy impresionante en el contexto de los competidores nacionales y extranjeros.
El Su-7 también se veía impresionante en el contexto de los luchadores de la generación anterior.
El diseño de contorno de un luchador de primera línea con un ala barrida (la variante C-1) se defendió en noviembre del 1953, y en febrero del 1954, la comisión prototipo fue aprobada. Mediante la Orden en el No. de MAP 135 de octubre 26 1953, el OKB-1 se transfirió a la base de producción como una rama de la planta No. 51 MAP.
1 Junio 1955, la estación de prueba de vuelo (LIS) de la Planta No. 51, se abrió en el FRI en Zhukovsky; solo quedaron un par de semanas hasta la finalización del edificio C-1. Después de probar las unidades y los sistemas de la aeronave en la noche de 15 a 16 en julio, 1955 se cubrió a cubierto con el cumplimiento de todas las regulaciones del régimen y se transportó una motocicleta en motocicleta desde Moscú a LIS. El equipo de prueba estuvo encabezado por el ingeniero principal, V.P. Baluev. Dado que OKB-51 aún no tenía sus pilotos de prueba, para los primeros vuelos al C-1, AG fue invitado por un tiempo por acuerdo con la Fuerza Aérea. Kochetkov del Instituto Estatal de Pruebas Científicas de Bandera Roja del Estado de la Fuerza Aérea (GK NII VVS), que había probado previamente el primer P.O. Su-Su 9. Julio XNumx A.G. Kochetkov en C-27 realizó el primer rodaje. Luego siguieron nuevas carreras con la separación de la rueda delantera, pero, a pesar de la ausencia de comentarios sobre el automóvil, se pospuso la fecha del primer vuelo. Septiembre 1 P.O. Sukhoi envió una solicitud para el primer vuelo del C-6 a MAP, pero los eventos del día siguiente hicieron sus correcciones. 1 en septiembre planeaba rodajes regulares y un pequeño acercamiento, pero tan pronto como el auto se separó de la franja, repentinamente se elevó a los medidores 7. La longitud de la franja para aterrizar adelante era claramente insuficiente. El piloto no tuvo más remedio que ayudar a la máquina voladora. Aumento de los motores turborreactores de tracción a máxima velocidad, A.G. Kochetkov continuó el vuelo. Habiendo volado en un círculo, el C-15 aterrizó. Por salvar un automóvil experimental, se le agradeció al piloto y se le otorgó un bono por la cantidad de un salario mensual. El estado de ánimo del Jefe no se vio afectado ni siquiera por el hecho de que los competidores lograron adelantarse a ellos: sus autos se pusieron a la vanguardia en 1. Mikoyan fue el primero en distinguirse: su E-1954 manejado por Ye.K. Mosolov 2 despegó en febrero, y después de dos semanas y media, el caza Johnson XF-14А se sacudió de la tira de la fábrica.
La primera etapa de las pruebas de fábrica C-1, equipadas con el TRD rotativo AL-7, se completó en enero 23 del año 1956. Para entonces, la máquina había completado los vuelos de 11 y había volado cuatro horas y cinco minutos. Al mismo tiempo, fue posible pasar la barrera del sonido en vuelo horizontal y determinar las características principales de la estabilidad y la capacidad de control de la aeronave. Mientras tanto, los fabricantes de motores prepararon una copia de vuelo del motor AL-7F con un dispositivo de poscombustión y una boquilla ajustable de dos piezas. El máximo del motor era 6850 kg, y en el quemador posterior 8800 kg. Después de un pequeño ajuste, se instaló en el C-1, y en marzo 1956, comenzó la segunda fase de la prueba de la máquina. Ya en los primeros vuelos después de encender el dispositivo de poscombustión, el avión se aceleró fácilmente a la velocidad M = 1,3-1,4. Un paso más, y la barrera se tomó en M = 1,7. ¡Ahora los probadores giraron a dos velocidades de sonido!
En cada nuevo vuelo, para reducir el riesgo de perder la única máquina prototipo, Mach 0,1 aumentó la velocidad. El avión 9 de junio alcanzó la velocidad en 2070 km / h (M = 1,96), pero la admisión de aire comenzó a aumentar repentinamente, acompañada por la agitación de la parte frontal del fuselaje, el aplauso y el murmullo en el canal de admisión de aire, así como los cambios periódicos en el empuje del motor. Makhalin, apagando el dispositivo de poscombustión, disminuyó la velocidad. La oleada se ha detenido. El siguiente vuelo terminó igual. Quedó claro que los vuelos para alcanzar la velocidad máxima tendrían que detenerse hasta que se determinaran los motivos de la oleada y se desarrollaran los medios para superarla. Pero incluso entonces, la velocidad alcanzada superó la fuerza aérea TTT requerida, lo que inspiró al cliente y al liderazgo de MAP, porque prometía un fuerte aumento en la velocidad máxima en comparación con el luchador soviético más rápido MiG-19 en ese momento ... La irregularidad del flujo de aire en la entrada causó los efectos negativos en la vía aérea En el motor y los fenómenos disruptivos en las cuchillas de la etapa supersónica. Luego, los diseñadores cambiaron la forma del cono de la nariz, lo que permitió que Makhalin acelerara a 2,03M (2170 km / h) y finalmente tomara el "segundo sonido".
Aviones C-1 en el período de prueba para velocidad máxima
To be continued ...
Referencias:
Adler E.G. Tierra y cielo. Notas de aviones.
Markovskiy V.Yu., Prikhodchenko I.V. El primer bombardero supersónico Su-7B. "¡Sal de las sombras!"
Aviación y tiempo // 2011. No. 5. "Aviones de la era del clasicismo reactivo".
Avio Antología de Su-7.
Alas de la Patria // Adler E.G. Cómo nació Su-7.
Tsikhosh E. aviones supersónicos.
Wings of the Motherland // Ageev V. En el umbral del "segundo sonido".
Astakhov R. Luchador de primera línea Su-7.
La historia de las estructuras de aeronaves en la URSS 1951-1965.
información