Pada awal 50-an abad terakhir, hanya ada dua biro desain pesawat tempur di Uni Soviet: A. I. Mikoyan dan A. S. Yakovleva. Tampaknya mereka seharusnya menjadi pesaing utama dalam penciptaan tipe petarung baru. Tapi, seperti yang dijelaskan di bagian pertama, Yakovlev tersingkir dari kompetisi. Namun, persaingan tetap berjalan, dan cukup menarik. Saingan utama A. I. Mikoyan, P. O. yang dipermalukan. Sukhoi, yang terakhir diangkat atas perintah Menteri Perindustrian Pertahanan No. 223 tanggal 14 Mei 1953, Kepala Perancang OKB-1 menggantikan V. V. Kondratyev. Sebelumnya pada tahun 1949, biro desain Pavel Osipovich ditutup karena konfliknya dengan Menteri Angkatan Bersenjata Uni Soviet N. A. Bulgaria. Menurut versi resmi, biro desain ini dilikuidasi sehubungan dengan bencana pencegat Su-15 yang berpengalaman dan "inefisiensi" umum pekerjaan: lagipula, selama keberadaan biro desain, hanya satu mesin Su-2 diadopsi.
Setelah menerima basis material di wilayah Central Aerodrome, P. O. Sukhoi segera mulai merekrut orang dan memecahkan masalah organisasi. Dan pada 5 Juli 1953, Dekrit Dewan Menteri Uni Soviet yang terkenal dikeluarkan, yang memerintahkan biro desain "pesawat tempur" untuk mulai mengembangkan jenis pesawat baru; dirancang untuk kecepatan penerbangan supersonik tinggi (setidaknya 1750 km / jam). Dari tingkat karakteristik yang ditentukan, jelas bahwa pesawat yang dibuat tidak hanya menjadi mesin baru, tetapi memberikan terobosan signifikan dalam kecepatan maksimum. Ingatlah bahwa pada tahun 1953, tidak ada pesawat supersonik serial di Uni Soviet sama sekali. Terlepas dari kebaruan dan kompleksitas tugas, tim yang baru dibentuk, dipimpin oleh P. O. Sukhim, secara aktif mulai mengembangkan proyek. Basisnya adalah proyek Su-17 (R), yang disiapkan pada tahun 1948.
Proyeksi pesawat Su-17 (R)
Pekerjaan itu berjalan dua arah. Yang pertama adalah pejuang garis depan (dialah yang menjadi pesaing utama MiG-21), dan yang kedua adalah pencegat pertahanan udara. Kedua pesawat dikembangkan dalam dua versi, berbeda dalam sayap: satu dengan sayap menyapu tradisional, yang lain dengan sayap segitiga baru. Seorang pejuang garis depan dengan sayap menyapu menerima penunjukan S-1 (Strelka), dan dengan sayap segitiga - T-1. Pencegat diberi nama yang sesuai: C-3 dan T-3. Sukhoi ingin menguji kedua jenis sayap secara paralel dan memberikan opsi terbaik untuk digunakan. Setelah desain ulang proyek awal "R" sesuai dengan rekomendasi TsAGI terbaru, pesawat C1/C3 menggunakan sayap dengan sapuan 60° sepanjang 1/4 chord line profil simetris dengan ketebalan relatif 7% dan ekor horizontal serba bisa. Pada saat yang sama, sistem hidraulik tekanan tinggi, sistem kontrol booster ireversibel untuk semua saluran, asupan udara yang dapat disesuaikan secara aksisimetris dengan bodi tengah yang dapat ditarik, dan banyak lagi yang dipasang. Jumlah senjata di kapal dibatasi dua - satu di setiap sayap pesawat. Untuk mencapai kecepatan terbang S-1 / S-3 yang lebih tinggi daripada "R", Pavel Osipovich juga memutuskan untuk menggunakan mesin turbojet (TRD) baru yang dirancang oleh A. M. Cradle AL-7F dengan daya dorong yang dinyatakan pada afterburner 10.000 kgf. Benar, mesinnya belum siap, dan sebagai tindakan sementara, prototipe bisa saja dilengkapi dengan versi AL-7 yang tidak bertenaga, yang mengembangkan daya dorong lebih sedikit sepertiga. Perhitungan menunjukkan bahwa bahkan dengan mesin turbojet yang begitu lemah, pesawat "C" akan mencapai kecepatan supersonik.
Desain pesawat tempur S-1 berjalan cukup cepat, karena desainnya sebagian besar mengulangi "R" yang dibuat sebelumnya. Tentu saja, pada masanya, Su-17 adalah desain yang revolusioner dan canggih, tetapi 5 tahun telah berlalu sejak desainnya, dan ini terkadang diabaikan oleh staf KB. Ini mengarah pada fakta bahwa pada saat desain selesai, jalannya pekerjaan terganggu oleh kepala brigade tipe umum E. G. Adler. Dia menulis tentang ini dalam memoarnya sebagai berikut: “Didorong oleh euforia yang terkait dengan Su-17, yang hancur pada tahun 1948, saya secara pasif menyaksikan karyawan muda dari tim desain sketsa Sizov, Ryumin, Ponomarev dan Polyakov dengan rajin mengulanginya. fitur utama dari ideal ini … Tetapi ketika gambar dari tim desain awal dipindahkan ke tim utama biro desain, perasaan tidak puas secara bertahap tumbuh dalam diri saya dan solusi konstruktif yang berbeda muncul dengan sendirinya. Menandatangani gambar dengan semakin jijik, saya akhirnya tidak bisa menahan diri dan pergi ke Sukhoi dengan kepala bersalah …"
Dalam percakapannya dengan Sukhoi, Adler mengusulkan untuk merevisi proyek secara signifikan. Sukhoi yang demokratis dan tenang menyetujui "revolusi". Adler mempresentasikan pandangannya tentang mengubah proyek ke tim beberapa hari kemudian. Perubahan utama mempengaruhi lokasi roda pendarat utama - mereka akan dipindahkan dari badan pesawat ke sayap, dan ruang kosong akan diambil dengan tangki bahan bakar. Ekor horizontal yang dapat disesuaikan dengan elevator harus diganti dengan stabilizer serba bisa. Itu harus dipindahkan dari lunas ke ekor badan pesawat, karena lunasnya tidak cocok dengan booster yang kuat.
Pada awalnya, inovasi E. G. Adler tidak ditolak, dan brigade mulai mengerjakan tugas baru. Tetapi penataan ulang roda pendarat membutuhkan perubahan set daya sayap dan skema kinematik sasis itu sendiri. Ada beberapa nuansa dalam sistem kontrol, dll. Pekerjaan melambat. Adler sendiri menghabiskan banyak waktu tidak hanya untuk memecahkan masalah yang muncul, tetapi juga untuk meyakinkan karyawan bahwa mereka benar, yang, pada kenyataannya, membuat dirinya banyak simpatisan. Konflik berkembang, dan E. G. Adler terpaksa meninggalkan Sukhoi di Biro Desain Yakovlev. Sebagai hasil dari cerita ini, Adler menulis: “Dari perhitungan komparatif bobot dua varian desain Su-7 secara bersamaan, ditemukan bahwa total penghematan berat dalam versi baru adalah 665 kg … Saya tidak akan menyembunyikan bahwa itu menyenangkan terdengar ketika suatu hari Sukhoi, yang pelit dengan pujian, namun melemparkan ungkapan di salah satu pertemuan: "Menurut skema Adler, struktur lebih mudah didapat."
Proyek S-1 yang telah selesai memiliki badan pesawat silindris yang sederhana dengan rasio aspek yang besar, asupan udara frontal dengan kerucut tengah, sayap tengah yang disapu, dan unit ekor sirip tunggal. Semua solusi desain ini ditujukan untuk mengurangi hambatan aerodinamis dan mencapai kecepatan tinggi, terutama karena skema seperti itu dipelajari sebanyak mungkin oleh TsAGI. Dan jika glider S-1 sudah tidak asing lagi dan bahkan klasik untuk pesawat domestik, maka pembangkit listrik itu unik saat itu. Saat mengembangkan mesin turbojet AL-7 barunya, Arkhip Mikhailovich Lyulka memutuskan untuk mencapai peningkatan daya dorong dengan meningkatkan rasio kompresi udara di kompresor. Masalah ini dapat diselesaikan hanya dengan menambahkan tahapan, tetapi pada saat yang sama bobot dan dimensi mesin bertambah. Dan dimungkinkan untuk menggunakan apa yang disebut kompresor supersonik. Di dalamnya, berkat profil khusus bilah, aliran udara di antara mereka bergerak lebih cepat daripada kecepatan suara. Ini memiliki langkah yang lebih sedikit, tetapi tekanan udara lebih besar. Dengan demikian, lebih sedikit bobot dan lebih banyak traksi.
Namun, sangat sulit untuk mencapai kinerja yang stabil dari kompresor supersonik. Selain itu, bilah mengalami beban berat, dan bahkan goresan kecil di permukaan dapat menyebabkan kehancurannya. Mengingat kekurangan tersebut, biasanya tidak semua tahapan dibuat supersonik, tetapi hanya beberapa, maka lebih mudah untuk membuatnya bekerja. Cradle memutuskan untuk membuat hanya supersonik tahap pertama. Dalam hal keefektifannya, ia menggantikan 3-4 subsonik.
Untuk meningkatkan kepala tekanan, diameter roda tahap baru ditingkatkan, tetapi diameter tahap lama tetap sama, karena ini, punuk karakteristik terbentuk di jalur udara. Selama pengujian, mesin mulai bekerja dan menunjukkan karakteristik yang diperhitungkan, tetapi punuknya tidak memberikan istirahat kepada tim desain. Tetapi semua upaya mereka untuk memperbaiki "keburukan" belum dimahkotai dengan kesuksesan. Kompresor halus keras kepala tidak mau bekerja. Pada akhirnya, ia ditinggalkan sendirian, dan bentuk jalur aliran kompresor AL-7 yang tidak biasa menjadi ciri khasnya.
Cradle bahkan bercanda tentang ini. Suatu hari OKB-nya dikunjungi oleh delegasi Amerika dari General Electric. Spesialis terkemuka perusahaan, melihat kompresor "tujuh", bertanya pada Lyulka dengan heran: "Mengapa mesin Anda memiliki kompresor berpunuk?" Yang dengan bercanda dia menjawab: "Dia seperti itu sejak lahir!"
Tahap supersonik menaikkan rasio kompresi kompresor AL-7 menjadi 9, 1. Sedangkan pada AL-5 sebelumnya dengan kompresor konvensional hanya 4, 5. Daya dorong maksimum meningkat 1340 kgf dibandingkan dengan "lima".
Mesin pesaing AM-11 (RIF-300), yang dikembangkan untuk pesawat Mikoyan di Biro Desain Mikulin, memiliki kompresor enam tahap yang sepenuhnya supersonik. Tetapi General Electric untuk mesinnya yang ditujukan untuk pesawat tempur garis depan Amerika F-104 (yang dianggap sebagai musuh utama dalam desain mesin Soviet) menempuh cara sederhana untuk meningkatkan jumlah tahapan. Para perancang telah menumpuk 17 di antaranya di J79 (Harus diingat bahwa biaya satu bilah mesin jet adalah beberapa puluh dolar, dan biaya mesin bertambah sebanding dengan jumlah tahapan. Selain itu, dimensi dan berat mesin bertambah.)
Para perancang mengambil jalan yang sama sekali berbeda baik dalam memastikan stabilitas operasi mesin maupun dalam memerangi lonjakan. Cradle menerapkan bypass udara dari jalur aliran. Udara "kelebihan" dikeluarkan dari tahap keempat dan kelima, dan dibuang ke atmosfer melalui lubang di rumah mesin, yang disejajarkan dengan dua lubang di bagian atas badan pesawat. Dalam keadaan normal, lubang pada mesin ditutupi dengan pita baja. Bypass adalah sistem yang paling sederhana dan sekaligus paling tidak ekonomis. Pada saat membuka lubang di rumah mesin turbojet, daya dorong menurun dan konsumsi bahan bakar meningkat.
Di General Electric, untuk stabilitas mesin, digunakan baling-baling pemandu kompresor putar. Sistem ini praktis tidak memiliki efek samping, tetapi urutan besarnya lebih rumit dan lebih mahal daripada bypass. Pada mesin Mikulin, kompresor dua tahap digunakan, yang tidak memerlukan apa pun, semua regulasi memastikan rotasi rotor tekanan rendah dan tinggi pada kecepatan yang berbeda.
Membandingkan mesin, Anda perlu tahu bahwa mesin turbojet yang lebih canggih adalah mesin yang mencapai daya dorong yang ditentukan oleh pelanggan dengan berat, dimensi, dan konsumsi bahan bakar minimum. Selain itu, setiap ekstra kilogram massa mesin menyebabkan peningkatan massa pesawat sekitar tiga kilogram.
Tingkat kesempurnaan desain mesin dapat ditentukan oleh berat jenisnya - rasio massa terhadap daya dorong maksimum. Semakin kecil, semakin baik: semakin rasional skema konstruktifnya dipilih.
Seperti yang dapat dilihat dari analisis tabel, mesin AM-11 (R11F-300) A. A. berhak disebut yang terbaik dari tiga mesin turbojet. Mikulin. Mesin AL-7 Lyulkov bukanlah yang terbaik dari yang terbaik di kelasnya, tetapi daya dorongnya tak tertandingi, dan Sukhoi mengandalkannya. Namun, dimungkinkan untuk menempatkan mesin yang sangat besar, sistem dan bahan bakarnya hanya di badan pesawat yang cukup banyak. Akibatnya, S-1 terlihat sangat mengesankan dengan latar belakang pesaing domestik dan asing.
Su-7 juga tampak mengesankan dengan latar belakang pesawat tempur generasi sebelumnya.
Rancangan rancangan pesawat tempur garis depan dengan sayap menyapu (varian "S-1") dipertahankan pada November 1953, dan pada Februari 1954, komisi tiruan disahkan. Atas perintah MAP No. 135 tanggal 26 Oktober 1953, OKB-1 dipindahkan sebagai basis produksi ke cabang pabrik MAP No. 51.
Pada 1 Juni 1955, stasiun uji terbang (LIS) pabrik No. 51 dibuka di LII di Zhukovsky - hanya beberapa minggu tersisa sampai selesainya pembangunan S-1. Setelah menguji rakitan dan sistem, pesawat diangkut dari Moskow ke LIS di bawah selimut sesuai dengan semua peraturan keamanan dan pengawalan polisi dengan sepeda motor pada malam 15-16 Juli 1955. Tim penguji dipimpin oleh insinyur terkemuka V. P. Baluev. Karena OKB-51 belum memiliki pilot uji sendiri, A. Kochetkov dari Institut Pengujian Ilmiah Spanduk Merah Negara Angkatan Udara (GK NII VVS), yang sebelumnya telah menguji pesawat jet pertama P. O. Sukhoi Su-9. 27 Juli A. G. Kochetkov melakukan taxi pertama di C-1. Ini diikuti oleh perjalanan baru dengan detasemen roda hidung, tetapi, meskipun tidak ada komentar tentang mobil, tanggal penerbangan pertama masih ditunda. 6 September PO Sukhoi mengirim aplikasi ke MAP untuk penerbangan C-1 pertama, tetapi kejadian di hari berikutnya membuat penyesuaian sendiri. Pada tanggal 7 September, taksi lain dan pendekatan kecil direncanakan, tetapi segera setelah mobil memisahkan diri dari strip, tiba-tiba melonjak 15 meter. Panjang landasan di depan jelas tidak cukup. Pilot tidak punya pilihan selain membantu mesin yang sangat "terbang". Setelah meningkatkan daya dorong mesin turbojet hingga kecepatan maksimum, A. G. Kochetkov melanjutkan penerbangannya. Setelah melakukan penerbangan dalam lingkaran, C-1 melakukan pendaratan. Untuk keselamatan prototipe, pilot diapresiasi dan diberikan bonus sebesar gaji bulanan. Suasana hati Chief bahkan tidak dimanjakan oleh kenyataan bahwa para pesaing berhasil mengunggulinya - mobil mereka naik ke sayap pada tahun 1954. Mikoyan adalah yang pertama membedakan dirinya - E-2-nya di bawah kendali E. K. Mosolov lepas landas pada 14 Februari, dan dua setengah minggu kemudian, pesawat tempur XF-104A Johnson lepas landas dari landasan pabrik.
Tahap pertama uji pabrik S-1, dilengkapi dengan mesin turbojet afterburner AL-7, selesai pada 23 Januari 1956. Pada saat ini, mobil telah menyelesaikan 11 penerbangan dan terbang empat jam lima menit. Pada saat yang sama, dimungkinkan untuk melintasi penghalang suara dalam penerbangan datar dan untuk menentukan karakteristik utama stabilitas dan kemampuan pengendalian pesawat. Sementara itu, pembuat mesin menyiapkan salinan penerbangan dari mesin AL-7F dengan afterburner dan nosel dua posisi yang dapat disesuaikan. Daya dorong mesin maksimum adalah 6850 kg, dan afterburner adalah 8800 kg. Setelah modifikasi kecil, itu dipasang pada C-1, dan pada Maret 1956, tahap kedua pengujian mesin dimulai. Sudah di penerbangan pertama, setelah menyalakan afterburner, pesawat dengan mudah berakselerasi ke kecepatan M = 1, 3-1, 4. Satu langkah lagi, dan penghalang di M = 1, 7. Sekarang penguji berayun pada dua kecepatan suara!
Dalam setiap penerbangan baru, untuk mengurangi risiko kehilangan satu-satunya prototipe, kecepatannya ditingkatkan sebesar Mach 0,1. Pada tanggal 9 Juni, pesawat mencapai kecepatan 2070 km / jam (M = 1, 96), tetapi tiba-tiba lonjakan asupan udara dimulai, disertai dengan getaran hidung pesawat, pops dan "bubbling" di saluran asupan udara, serta perubahan periodik pada daya dorong mesin. Makhalin, mematikan afterburner, melambat. Gelombang telah berhenti. Penerbangan berikutnya berakhir sama. Menjadi jelas bahwa penerbangan untuk mencapai kecepatan maksimum harus dihentikan sampai alasan lonjakan diklarifikasi dan cara untuk mengatasinya dikembangkan. Namun meskipun demikian, kecepatan yang dicapai melebihi TTT yang dipersyaratkan Angkatan Udara, yang membangkitkan antusiasme pelanggan dan pimpinan MAP, karena menjanjikan peningkatan tajam dalam kecepatan maksimum dibandingkan dengan pesawat tempur MiG-19 Soviet tercepat saat itu… ke dalam mesin dan fenomena stall pada bilah tahap supersonik. Kemudian para desainer mengubah bentuk kerucut hidung, yang memungkinkan Makhalin berakselerasi menjadi 2,03M (2170 km / jam) dan akhirnya mengambil "suara kedua".
Pesawat S-1 selama pengujian dengan kecepatan maksimum
Referensi:
Adler E. G. Bumi dan langit. Catatan desainer pesawat.
Markovsky V. Yu., Prikhodchenko I. V. Pesawat pembom tempur supersonik pertama Su-7B. "Keluar dari bayang-bayang!"
Penerbangan dan waktu // 2011. 5. "Pesawat era klasisisme jet."
AviO. Antologi Su-7.
Sayap Tanah Air // Adler E. G. Bagaimana Su-7 lahir.
Pesawat supersonik Tsikhosh E.
Sayap Tanah Air // Ageev V. Di ambang "suara kedua".
Astakhov R. Pesawat tempur garis depan Su-7.
Sejarah desain pesawat di Uni Soviet 1951-1965
