Vào đầu những năm 50 của thế kỷ trước, ở Liên Xô chỉ có hai phòng thiết kế máy bay chiến đấu: A. I. Mikoyan và A. S. Yakovleva. Có vẻ như lẽ ra họ phải trở thành đối thủ cạnh tranh chính trong việc tạo ra một loại máy bay chiến đấu mới. Nhưng, như mô tả trong phần đầu tiên, Yakovlev chỉ đơn giản là bị loại khỏi cuộc thi. Tuy nhiên, cuộc cạnh tranh vẫn diễn ra, và khá hấp dẫn. Đối thủ chính của A. I. Mikoyan, P. O bị thất sủng Sukhoi, gần đây nhất được bổ nhiệm theo lệnh của Bộ Công nghiệp Quốc phòng số 223 ngày 14 tháng 5 năm 1953, Thiết kế trưởng của OKB-1 thay cho V. V. Kondratyev. Trước đó vào năm 1949, văn phòng thiết kế của Pavel Osipovich đã bị đóng cửa do mâu thuẫn của ông với Bộ trưởng Các lực lượng vũ trang của Liên Xô N. A. Bulganin. Theo phiên bản chính thức, phòng thiết kế này đã bị thanh lý liên quan đến thảm họa của máy bay đánh chặn Su-15 có kinh nghiệm và sự “kém hiệu quả” chung của công việc: xét cho cùng, trong suốt thời gian tồn tại của phòng thiết kế, chỉ có một chiếc Su-2. được nhận nuôi.
Sau khi chấp nhận cơ sở vật chất trên lãnh thổ của Sân bay Trung tâm, P. O. Sukhoi ngay lập tức bắt tay vào việc tuyển dụng người và giải quyết các vấn đề về tổ chức. Và vào ngày 5 tháng 7 năm 1953, Nghị định nổi tiếng của Hội đồng Bộ trưởng Liên Xô được ban hành, trong đó ra lệnh cho phòng thiết kế "máy bay chiến đấu" bắt đầu phát triển các loại máy bay mới; được thiết kế cho tốc độ bay siêu âm cao (ít nhất 1750 km / h). Từ mức độ của các đặc tính đã định, rõ ràng chiếc máy bay được tạo ra không chỉ trở thành một cỗ máy mới mà còn mang đến một bước đột phá đáng kể về tốc độ tối đa. Nhớ lại rằng vào năm 1953, không có máy bay siêu thanh nối tiếp nào ở Liên Xô. Bất chấp sự mới mẻ và phức tạp của nhiệm vụ, nhóm mới được thành lập, đứng đầu là P. O. Sukhim, đã tích cực bắt đầu phát triển dự án. Cơ sở cho nó là dự án Su-17 (R), được chuẩn bị từ năm 1948.
Dự kiến máy bay Su-17 (R)
Công việc đã đi theo hai hướng. Loại thứ nhất là máy bay tiêm kích tiền tiêu (chính anh ta đã trở thành đối thủ cạnh tranh chính của MiG-21), và loại thứ hai là máy bay đánh chặn phòng không. Cả hai máy bay đều được phát triển thành hai phiên bản, khác nhau về cánh: một loại có cánh xuôi truyền thống, loại còn lại có cánh tam giác mới. Một máy bay chiến đấu tiền tuyến với cánh xuôi nhận được định danh S-1 (Strelka), và với cánh tam giác - T-1. Các tên lửa đánh chặn được đặt tên tương ứng: C-3 và T-3. Sukhoi muốn thử nghiệm song song cả hai loại cánh và đưa phương án tốt nhất vào sử dụng. Sau khi thiết kế lại dự án ban đầu "R" theo các khuyến nghị mới nhất của TsAGI, máy bay C1 / C3 sử dụng cánh có độ quét 60 ° dọc theo đường dây hợp âm 1/4 của mặt cắt đối xứng với độ dày tương đối là 7% và một cái đuôi quay ngang hoàn toàn. Đồng thời, một hệ thống thủy lực áp suất cao, một hệ thống điều khiển tăng áp không thể đảo ngược cho tất cả các kênh, một bộ hút khí điều chỉnh không đối xứng trục với một thân trung tâm có thể thu vào và nhiều hơn thế nữa đã được lắp đặt. Số lượng súng trên máy bay được giới hạn ở hai - một khẩu trên mỗi cánh máy bay. Để đạt được tốc độ bay cao hơn S-1 / S-3 so với "R", Pavel Osipovich cũng quyết định sử dụng một động cơ tuốc bin phản lực (TRD) mới do A. M. Cradle AL-7F với lực đẩy được công bố ở đầu đốt sau là 10.000 kgf. Đúng như vậy, động cơ vẫn chưa sẵn sàng, và như một biện pháp tạm thời, nguyên mẫu có thể được cung cấp phiên bản AL-7 không được tăng sức mạnh của nó, loại động cơ này đã phát triển lực đẩy ít hơn một phần ba. Các tính toán cho thấy rằng ngay cả với một động cơ phản lực yếu như vậy, máy bay "C" sẽ đạt tốc độ siêu thanh.
Thiết kế của máy bay chiến đấu S-1 khá nổi tiếng, vì thiết kế của nó phần lớn lặp lại chữ "R" đã được chế tạo trước đó. Tất nhiên, vào thời điểm đó, Su-17 là một thiết kế tiên tiến và mang tính cách mạng, nhưng đã 5 năm trôi qua kể từ khi được thiết kế, và điều này đôi khi bị các nhân viên KB bỏ qua. Điều này dẫn đến một thực tế là vào thời điểm thiết kế hoàn thành, quá trình làm việc đã bị gián đoạn bởi người đứng đầu lữ đoàn các loại tổng hợp E. G. Adler. Ông đã viết về điều này trong hồi ký của mình như sau: “Bị thúc đẩy bởi sự phấn khích liên quan đến chiếc Su-17, thứ đã bị phá hủy vào năm 1948, tôi thụ động nhìn các nhân viên trẻ của nhóm thiết kế phác thảo Sizov, Ryumin, Ponomarev và Polyakov miệt mài lặp lại. những đặc điểm chính của lý tưởng này … Nhưng khi các bản vẽ từ nhóm thiết kế sơ bộ chuyển sang nhóm chính của phòng thiết kế, tôi dần dần cảm thấy bất mãn và một giải pháp xây dựng khác đã tự đề xuất. Ký vào bản vẽ càng ngày càng thấy ghê tởm, cuối cùng không thể chống cự mà đi đến chỗ Sukhoi với cái đầu tội lỗi …"
Trong cuộc trò chuyện với Sukhoi, Adler đã đề xuất sửa đổi đáng kể dự án. Sukhoi dân chủ và bình tĩnh đã tán thành "cuộc cách mạng". Adler đã trình bày quan điểm của mình về việc thay đổi dự án cho nhóm vài ngày sau đó. Những thay đổi chính ảnh hưởng đến vị trí của bộ hạ cánh chính - chúng sẽ được chuyển từ thân máy bay sang cánh, và chỗ trống sẽ được lấy các thùng nhiên liệu. Đuôi ngang có thể điều chỉnh được với thang máy nên được thay thế bằng bộ ổn định xoay hoàn toàn. Nó phải được di chuyển từ khoang tàu đến phần đuôi của thân máy bay, vì khoang tàu không phù hợp với các tên lửa đẩy mạnh.
Lúc đầu, những đổi mới của E. G. Adler không bị từ chối, và các lữ đoàn bắt đầu thực hiện một nhiệm vụ mới. Nhưng việc bố trí lại bộ phận hạ cánh đòi hỏi sự thay đổi trong bộ công suất của cánh và sơ đồ động học của chính khung gầm. Có một số sắc thái trong hệ thống điều khiển, v.v. Công việc bị chậm lại. Bản thân Adler đã dành rất nhiều thời gian không chỉ để giải quyết các vấn đề nảy sinh mà còn để thuyết phục nhân viên rằng họ đúng, điều này trên thực tế đã khiến bản thân trở thành những kẻ thiếu khôn ngoan. Xung đột ngày càng gia tăng và E. G. Adler đã buộc phải rời Sukhoi đến Phòng thiết kế Yakovlev Kết quả của câu chuyện này, Adler đã viết: “Từ một tính toán so sánh về trọng lượng của hai biến thể thiết kế của Su-7 cùng một lúc, người ta thấy rằng Tổng trọng lượng tiết kiệm được trong phiên bản mới là 665 kg … Tôi sẽ không giấu rằng điều đó thật thú vị khi nghe thấy một ngày Sukhoi, người keo kiệt với những lời khen ngợi, nhưng lại ném cụm từ vào một trong những cuộc họp: "Theo kế hoạch của Adler, các cấu trúc dễ lấy hơn."
Dự án S-1 đã hoàn thành có thân máy bay hình trụ đơn giản với tỷ lệ khung hình lớn, khe hút gió phía trước với hình nón ở giữa, cánh xuôi ở giữa và bộ phận đuôi dạng vây đơn. Tất cả các giải pháp thiết kế này đều nhằm mục đích giảm lực cản khí động học và đạt được tốc độ cao, đặc biệt là vì kế hoạch như vậy đã được TsAGI nghiên cứu nhiều nhất có thể. Và nếu tàu lượn S-1 quen thuộc và thậm chí là kinh điển đối với máy bay nội địa, thì nhà máy điện này là duy nhất vào thời điểm đó. Trong khi phát triển động cơ phản lực AL-7 mới của mình, Arkhip Mikhailovich Lyulka quyết định tăng lực đẩy bằng cách tăng tỷ số nén không khí trong máy nén. Vấn đề này có thể được giải quyết bằng cách đơn giản là thêm các giai đoạn, nhưng đồng thời trọng lượng và kích thước của động cơ cũng tăng lên. Và nó đã có thể sử dụng cái gọi là máy nén siêu âm. Trong đó, nhờ cấu tạo đặc biệt của các cánh quạt, luồng không khí giữa chúng di chuyển nhanh hơn cả tốc độ âm thanh. Nó có ít bước hơn, nhưng áp suất không khí lớn hơn. Theo đó, trọng lượng ít hơn và nhiều lực kéo hơn.
Tuy nhiên, rất khó để đạt được hiệu suất ổn định từ máy nén siêu thanh. Ngoài ra, các lưỡi dao phải chịu tải trọng nặng, và ngay cả những vết nứt nhỏ trên bề mặt cũng có thể dẫn đến việc chúng bị phá hủy. Theo quan điểm của những thiếu sót này, thường không phải tất cả các công đoạn đều được làm siêu thanh, mà chỉ một số công đoạn, sau đó dễ dàng làm cho chúng hoạt động hơn. Cradle quyết định chỉ làm cho giai đoạn đầu siêu âm. Về hiệu quả của nó, nó thay thế 3-4 cái cận âm.
Để tăng cột áp, đường kính của bánh xe của giai đoạn mới được tăng lên, nhưng đường kính của các giai đoạn cũ vẫn được giữ nguyên, do đó, một cái bướu đặc trưng được hình thành trong đường dẫn khí. Trong quá trình thử nghiệm, động cơ bắt đầu hoạt động và thể hiện các đặc tính đã được tính toán, nhưng phần gù của nó không cho đội thiết kế yên tâm. Nhưng tất cả những nỗ lực của họ để sửa chữa "xấu xí" đã không được đăng quang thành công. Máy nén mịn cứng đầu không muốn hoạt động. Cuối cùng, anh ta bị bỏ lại một mình, và hình dạng bất thường của đường dẫn dòng chảy của máy nén AL-7 đã trở thành dấu ấn của anh ta.
Cradle thậm chí còn nói đùa về điều này. Một ngày nọ, OKB của ông được một phái đoàn Mỹ từ General Electric đến thăm. Chuyên gia hàng đầu của công ty khi nhìn thấy máy nén của "số bảy" đã ngạc nhiên hỏi Lyulka: "Tại sao động cơ của bạn lại có một máy nén có gù?" Mà anh ấy đã trả lời một cách đùa cợt: "Anh ấy từ khi sinh ra đã như vậy rồi!"
Giai đoạn siêu thanh nâng tỷ số nén của máy nén AL-7 lên 9, 1. Trong khi trên AL-5 trước đó với máy nén thông thường, nó chỉ là 4, 5. Lực đẩy tối đa tăng 1340 kgf so với "năm".
Động cơ cạnh tranh AM-11 (RIF-300), được phát triển cho máy bay của Mikoyan tại Cục thiết kế Mikulin, có một máy nén sáu tầng hoàn toàn siêu thanh. Nhưng General Electric cho động cơ dành cho máy bay chiến đấu tiền tuyến F-104 của Mỹ (vốn được coi là kẻ thù chính trong thiết kế máy móc của Liên Xô) đã đi theo một cách đơn giản là tăng số giai đoạn. Các nhà thiết kế đã chất đống 17 chiếc trong số chúng vào J79 (Cần nhớ lại rằng chi phí của một cánh động cơ phản lực là vài chục đô la, và chi phí của động cơ tăng lên tương ứng với số lượng giai đoạn. Ngoài ra, kích thước và trọng lượng của động cơ phát triển.)
Các nhà thiết kế đã đi những con đường hoàn toàn khác nhau cả trong việc đảm bảo sự ổn định của hoạt động động cơ và trong cuộc chiến chống nước dâng. Giá đỡ áp dụng không khí đi qua khỏi đường dẫn dòng chảy. Không khí "dư thừa" được loại bỏ từ giai đoạn thứ tư và thứ năm, và được ném vào khí quyển qua các lỗ trên vỏ động cơ, được căn chỉnh với hai lỗ khoét ở phần trên của thân máy bay. Ở trạng thái bình thường, các lỗ trên động cơ được bao phủ bởi các dải thép. Đường tránh là hệ thống đơn giản nhất và đồng thời là hệ thống không kinh tế nhất. Tại thời điểm mở các lỗ trên vỏ của động cơ phản lực, lực đẩy giảm và mức tiêu thụ nhiên liệu tăng lên.
Tại General Electric, để đảm bảo sự ổn định của động cơ, người ta đã sử dụng các cánh gạt dẫn hướng máy nén quay. Hệ thống này thực tế không có tác dụng phụ, nhưng nó là một thứ tự phức tạp hơn và đắt hơn so với bỏ qua. Trên động cơ Mikulin được sử dụng máy nén hai cấp, không yêu cầu gì cả, tất cả các quy định đảm bảo quay các rôto áp suất thấp và cao ở các tốc độ khác nhau.
So sánh động cơ, bạn cần biết rằng động cơ tuốc bin phản lực tiên tiến hơn là loại động cơ đạt được lực đẩy do khách hàng chỉ định với trọng lượng, kích thước và mức tiêu thụ nhiên liệu tối thiểu. Hơn nữa, mỗi kilôgam khối lượng động cơ tăng thêm khiến khối lượng của máy bay tăng thêm khoảng ba kilôgam.
Mức độ hoàn thiện trong thiết kế của một động cơ có thể được xác định bằng trọng lượng riêng của nó - tỷ lệ giữa khối lượng và lực đẩy cực đại. Nó càng nhỏ càng tốt: sơ đồ xây dựng của nó được lựa chọn hợp lý hơn.
Như có thể thấy từ bảng phân tích, động cơ AM-11 (R11F-300) A. A. có thể được gọi là tốt nhất trong ba động cơ tuốc bin phản lực. Mikulin. Động cơ AL-7 của Lyulkov không phải là loại tốt nhất trong phân khúc của họ, nhưng lực đẩy của chúng là vô song, và Sukhoi đã tin tưởng vào nó. Tuy nhiên, có thể đặt một động cơ rất lớn, các hệ thống và nhiên liệu của nó chỉ trong một thân máy bay đủ lớn. Kết quả là S-1 trông rất ấn tượng so với nền tảng của các đối thủ trong và ngoài nước.
Su-7 cũng trông rất ấn tượng so với nền của các máy bay chiến đấu thế hệ trước.
Bản phác thảo thiết kế máy bay chiến đấu tiền tuyến có cánh xuôi (biến thể "S-1") được bảo vệ vào tháng 11 năm 1953, và vào tháng 2 năm 1954, ủy ban chế tạo đã được thông qua. Theo lệnh của MAP số 135 ngày 26 tháng 10 năm 1953, OKB-1 được chuyển làm cơ sở sản xuất cho một chi nhánh của nhà máy MAP số 51.
Vào ngày 1 tháng 6 năm 1955, một trạm bay thử nghiệm (LIS) của nhà máy số 51 đã được khai trương tại LII ở Zhukovsky - chỉ còn vài tuần nữa là hoàn thành việc chế tạo S-1. Sau khi thử nghiệm các tổ hợp và hệ thống, chiếc máy bay được vận chuyển từ Moscow đến LIS dưới vỏ bọc tuân thủ mọi quy định an ninh và có cảnh sát hộ tống trên xe máy vào đêm 15-16 tháng 7 năm 1955. Nhóm thử nghiệm do kỹ sư hàng đầu V. P. Baluev. Vì OKB-51 chưa có phi công thử nghiệm riêng nên A. Kochetkov từ Viện Thử nghiệm Khoa học Biểu ngữ Đỏ của Không quân (GK NII VVS), người trước đó đã thử nghiệm chiếc máy bay phản lực đầu tiên P. O. Sukhoi Su-9. Ngày 27 tháng 7 A. G. Kochetkov thực hiện lần đầu tiên trong C-1. Tiếp sau đó là những chuyến chạy mới đã được tháo rời bánh mũi, nhưng dù không có bình luận nào về chiếc xe, ngày bay đầu tiên vẫn bị hoãn lại. Ngày 6 tháng 9. Sukhoi đã gửi đơn đến MAP cho chuyến bay C-1 đầu tiên, nhưng các sự kiện của ngày hôm sau đã tự điều chỉnh. Vào ngày 7 tháng 9, một chiếc taxi khác và một hướng tiếp cận nhỏ đã được lên kế hoạch, nhưng ngay khi chiếc xe lao ra khỏi dải phân cách, nó bất ngờ lao vút lên 15 mét. Chiều dài của dải đáp phía trước rõ ràng là không đủ. Phi công không còn lựa chọn nào khác ngoài việc giúp chiếc máy rất "bay". Sau khi tăng lực đẩy của động cơ phản lực lên tốc độ tối đa, A. G. Kochetkov tiếp tục chuyến bay của mình. Sau khi thực hiện một chuyến bay theo vòng tròn, C-1 đã hạ cánh. Đối với việc bảo tồn nguyên mẫu, phi công đã được tuyên dương và thưởng một khoản tiền lương hàng tháng. Tâm trạng của Chief thậm chí còn không bị ảnh hưởng bởi thực tế là các đối thủ đã cố gắng bỏ xa anh ta - xe của họ cất cánh vào năm 1954. Mikoyan là người đầu tiên phân biệt chính mình - chiếc E-2 của anh ta dưới sự điều khiển của E. K. Mosolov cất cánh vào ngày 14 tháng 2, và hai tuần rưỡi sau, tiêm kích XF-104A của Johnson cất cánh từ đường băng của nhà máy.
Giai đoạn đầu tiên của các cuộc thử nghiệm tại nhà máy đối với S-1, được trang bị động cơ phản lực đốt sau AL-7, được hoàn thành vào ngày 23 tháng 1 năm 1956. Đến thời điểm này, xe đã hoàn thành 11 chuyến bay và bay hết 4 giờ 5 phút. Đồng thời, có thể vượt qua rào cản âm thanh trong chuyến bay ngang bằng và xác định các đặc điểm chính về độ ổn định và khả năng điều khiển của máy bay. Trong thời gian chờ đợi, các nhà chế tạo động cơ đã chuẩn bị một bản sao chuyến bay của động cơ AL-7F với bộ đốt sau và vòi phun hai vị trí có thể điều chỉnh được. Lực đẩy tối đa của động cơ là 6850 kg và đốt sau là 8800 kg. Sau những sửa đổi nhỏ, nó đã được lắp đặt trên C-1, và vào tháng 3 năm 1956, giai đoạn thử nghiệm thứ hai của máy bắt đầu. Ngay trong những chuyến bay đầu tiên, sau khi bật bộ đốt sau, máy bay dễ dàng tăng tốc đến tốc độ M = 1, 3-1, 4. Đi thêm một bước nữa, vật cản ở M = 1, 7. Lúc này người thử nghiệm đã đu ở hai tốc độ âm thanh!
Trong mỗi chuyến bay mới, để giảm nguy cơ mất nguyên mẫu duy nhất, tốc độ đã được tăng lên 0,1 Mach. Vào ngày 9 tháng 6, máy bay đạt tốc độ 2070 km / h (M = 1, 96), nhưng đột ngột bắt đầu tăng lượng khí nạp, kèm theo sự rung lắc của mũi thân máy bay, bật ra và "sủi bọt" trong kênh nạp khí, cũng như sự thay đổi định kỳ về lực đẩy của động cơ. Makhalin, tắt đèn đốt sau, chạy chậm lại. Sự gia tăng đã dừng lại. Các chuyến bay tiếp theo cũng kết thúc như vậy. Rõ ràng rằng các chuyến bay để đạt được tốc độ tối đa sẽ phải dừng lại cho đến khi lý do của sự gia tăng được làm rõ và các phương tiện để khắc phục nó được phát triển. Nhưng ngay cả khi đó, tốc độ đạt được đã vượt quá yêu cầu TTT của Không quân, điều này đã khơi dậy sự nhiệt tình của khách hàng và ban lãnh đạo MAP, vì nó hứa hẹn sẽ tăng mạnh tốc độ tối đa so với tiêm kích MiG-19 nhanh nhất của Liên Xô lúc bấy giờ… vào động cơ và hiện tượng chết máy trên các cánh quạt của giai đoạn siêu âm. Sau đó, các nhà thiết kế đã thay đổi hình dạng của hình nón mũi, cho phép Makhalin tăng tốc lên 2.03M (2170 km / h) và cuối cùng là "âm thanh thứ hai".
Máy bay S-1 trong quá trình thử nghiệm ở tốc độ tối đa
Người giới thiệu:
Adler E. G. Trái đất và bầu trời. Ghi chú của nhà thiết kế máy bay.
Markovsky V. Yu., Prikhodchenko I. V. Máy bay chiến đấu-ném bom siêu thanh đầu tiên Su-7B. "Ra khỏi bóng tối!"
Hàng không và thời gian // 2011. №5. "Máy bay của thời đại của chủ nghĩa cổ điển máy bay phản lực."
AviO. Tuyển tập Su-7.
Wings of the Motherland // Adler E. G. Su-7 ra đời như thế nào.
Tsikhosh E. Máy bay siêu thanh.
Wings of the Motherland // Ageev V. Trên ngưỡng cửa của "âm thanh thứ hai".
Astakhov R. Tiêm kích tiền phương Su-7.
Lịch sử thiết kế máy bay ở Liên Xô 1951-1965
