Au début des années 50 du siècle dernier, il n'y avait que deux bureaux de conception de chasseurs en Union soviétique: A. I. Mikoyan et A. S. Yakovleva. Il semblerait qu'ils auraient dû devenir les principaux concurrents dans la création d'un nouveau type de combattant. Mais, comme décrit dans la première partie, Yakovlev a simplement été éliminé de la compétition. Cependant, la compétition s'est toujours avérée et assez intrigante. Le principal rival de l'A. I. Mikoyan, le P. O. déshonoré. Sukhoi, nommé en dernier lieu par arrêté du ministère de l'Industrie de la Défense n° 223 du 14 mai 1953, concepteur en chef de l'OKB-1 à la place de V. V. Kondratiev. Plus tôt en 1949, le bureau d'études de Pavel Osipovich a été fermé en raison de son conflit avec le ministre des Forces armées de l'URSS N. A. Boulganine. Selon la version officielle, ce bureau d'études a été liquidé en raison du désastre de l'intercepteur Su-15 expérimenté et de "l'inefficacité" générale du travail: après tout, pendant l'existence du bureau d'études, une seule machine Su-2 a été adopté.
Ayant accepté la base matérielle sur le territoire de l'Aérodrome Central, P. O. Sukhoi s'est immédiatement mis à recruter des personnes et à résoudre des problèmes d'organisation. Et le 5 juillet 1953, le célèbre décret du Conseil des ministres de l'URSS a été publié, qui a ordonné au bureau d'études "de combat" de commencer à développer de nouveaux types d'avions; conçu pour une vitesse de vol supersonique élevée (au moins 1750 km / h). Au niveau des caractéristiques spécifiées, il était clair que l'avion en cours de création ne devait pas seulement devenir une nouvelle machine, mais fournir une avancée significative en matière de vitesse maximale. Rappelons qu'en 1953, il n'y avait aucun avion supersonique en série en URSS. Malgré la nouveauté et la complexité de la mission, l'équipe nouvellement formée, dirigée par P. O. Sukhim, a activement commencé à développer le projet. La base était le projet Su-17 (R), préparé en 1948.
Projections de l'avion Su-17 (R)
Le travail est allé dans deux directions. Le premier est un chasseur de première ligne (c'est lui qui est devenu le principal concurrent du MiG-21), et le second est un intercepteur de défense aérienne. Les deux avions ont été développés en deux versions, différant par des ailes: l'une avec une aile en flèche traditionnelle, l'autre avec une nouvelle aile triangulaire. Un combattant de première ligne avec une aile en flèche a reçu la désignation S-1 (Strelka) et avec une aile triangulaire - T-1. Les intercepteurs ont été nommés en conséquence: C-3 et T-3. Sukhoi voulait tester les deux types d'aile en parallèle et mettre en service la meilleure option. Après la refonte du projet initial "R" conformément aux dernières recommandations TsAGI, les avions C1/C3 ont utilisé une aile avec un balayage de 60° le long d'une ligne de corde 1/4 d'un profil symétrique avec une épaisseur relative de 7% et une queue horizontale tout-tournant. Parallèlement, un système hydraulique haute pression, un système de contrôle de surpression irréversible pour tous les canaux, une prise d'air axisymétrique réglable avec un corps central rétractable, et bien plus encore ont été installés. Le nombre de canons à bord était limité à deux - un dans chaque voilure. Pour atteindre des vitesses de vol S-1 / S-3 plus élevées que le "R", Pavel Osipovich a également décidé d'utiliser un nouveau turboréacteur (TRD) conçu par A. M. Berceau AL-7F avec une poussée déclarée à la postcombustion de 10 000 kgf. Certes, le moteur n'était pas encore prêt, et à titre provisoire, le prototype aurait pu être fourni avec sa version non motorisée de l'AL-7, qui développait un tiers de poussée en moins. Les calculs ont montré que même avec un turboréacteur aussi faible, l'avion "C" atteindra des vitesses supersoniques.
La conception du chasseur S-1 s'est déroulée assez rapidement, car sa conception a largement répété le "R" précédemment construit. Bien sûr, pour l'époque, le Su-17 était une conception révolutionnaire et avancée, mais 5 ans se sont écoulés depuis sa conception, et cela a parfois été ignoré par le personnel de KB. Cela a conduit au fait qu'au moment où la conception a été achevée, le cours des travaux a été interrompu par le chef de la brigade des types généraux E. G. Adler. Il a écrit à ce sujet dans ses mémoires comme suit: « Poussé par l'euphorie associée au Su-17, qui a été ruiné en 1948, j'ai regardé passivement les jeunes employés de l'équipe de conception de croquis Sizov, Ryumin, Ponomarev et Polyakov répéter avec diligence les principales caractéristiques de cet idéal… Mais au fur et à mesure que les dessins de l'équipe d'avant-projet se sont déplacés vers les équipes principales du bureau d'études, un sentiment de mécontentement s'est progressivement installé en moi et une solution constructive différente s'est imposée. Signant les dessins avec de plus en plus de dégoût, je n'ai finalement pas pu résister et suis allé à Sukhoi avec une tête coupable…"
Dans sa conversation avec Sukhoi, Adler a proposé de réviser considérablement le projet. Le Sukhoi démocrate et calme approuvait la « révolution ». Adler a présenté ses vues sur la modification du projet à l'équipe quelques jours plus tard. Les principaux changements ont affecté l'emplacement du train d'atterrissage principal - ils devaient être transférés du fuselage à l'aile, et l'espace vacant devait être occupé avec des réservoirs de carburant. L'empennage horizontal réglable avec élévateurs doit être remplacé par un stabilisateur orientable. Il a dû être déplacé de la quille à la queue du fuselage, car la quille ne s'adaptait pas à des boosters puissants.
Dans un premier temps, les innovations d'E. G. Adler n'a pas été rejeté et les brigades ont commencé à élaborer une nouvelle tâche. Mais le réarrangement du train d'atterrissage a nécessité une modification de la puissance de l'aile et du schéma cinématique du châssis lui-même. Il y avait quelques nuances dans le système de contrôle, etc. Le travail a ralenti. Adler lui-même a passé beaucoup de temps non seulement à résoudre les problèmes qui s'étaient posés, mais aussi à convaincre les employés qu'ils avaient raison, ce qui, en fait, lui a fait beaucoup de malfaiteurs. Le conflit grandissait et E. G. Adler a été contraint de quitter Sukhoi dans le bureau de conception de Yakovlev. À la suite de cette histoire, Adler a écrit: « À partir d'un calcul comparatif des poids des deux variantes de conception du Su-7 en même temps, il a été constaté que le le gain de poids total dans la nouvelle version était de 665 kg … Je ne cacherai pas qu'il est agréable de l'entendre lorsqu'un jour Sukhoi, avare d'éloges, a néanmoins lancé la phrase lors d'une des réunions: "Selon les schémas d'Adler, les structures sont plus faciles à obtenir."
Le projet S-1 achevé avait un fuselage cylindrique sans prétention avec un grand allongement, une prise d'air frontale avec un cône central, une aile à mi-course et un empennage à une seule aileron. Toutes ces solutions de conception visaient à réduire la traînée aérodynamique et à atteindre des vitesses élevées, d'autant plus qu'un tel schéma a été étudié autant que possible par TsAGI. Et si le planeur S-1 était familier et même classique pour les avions domestiques, alors la centrale électrique était unique à cette époque. Lors du développement de son nouveau turboréacteur AL-7, Arkhip Mikhailovich Lyulka a décidé d'augmenter la poussée en augmentant le taux de compression de l'air dans le compresseur. Ce problème pouvait être résolu en ajoutant simplement des étages, mais en même temps, le poids et les dimensions du moteur augmentaient. Et il était possible d'utiliser le soi-disant compresseur supersonique. Dans celui-ci, grâce au profil spécial des pales, le flux d'air entre elles se déplace plus rapidement que la vitesse du son. Il y a moins de marches, mais la pression de l'air est plus grande. En conséquence, moins de poids et plus de traction.
Cependant, il est très difficile d'obtenir des performances stables à partir d'un compresseur supersonique. De plus, les lames sont soumises à de lourdes charges et même de petites entailles en surface peuvent entraîner leur destruction. Compte tenu de ces lacunes, toutes les étapes ne sont généralement pas rendues supersoniques, mais seulement quelques-unes, il est alors plus facile de les faire fonctionner. Cradle a décidé de ne faire que le premier étage supersonique. En termes d'efficacité, il a remplacé 3-4 subsoniques.
Pour augmenter la hauteur de pression, le diamètre de la roue du nouvel étage a été augmenté, mais le diamètre des anciens étages est resté le même, à cause de cela, une bosse caractéristique s'est formée dans le trajet de l'air. Pendant les tests, le moteur a commencé à fonctionner et a montré les caractéristiques calculées, mais sa bosse n'a pas laissé de repos à l'équipe de conception. Mais toutes leurs tentatives pour corriger la « laideur » n'ont pas été couronnées de succès. Le compresseur lisse ne voulait obstinément pas fonctionner. En fin de compte, il a été laissé seul et la forme inhabituelle du chemin d'écoulement du compresseur AL-7 est devenue sa marque de fabrique.
Cradle a même plaisanté à ce sujet. Un jour, son OKB a reçu la visite d'une délégation américaine de General Electric. Le principal spécialiste de l'entreprise, voyant le compresseur du « sept », a demandé à Lyulka avec surprise: « Pourquoi votre moteur a-t-il un compresseur à bosse ? » A quoi il a répondu en plaisantant: "Il est comme ça depuis la naissance!"
L'étage supersonique a porté le taux de compression du compresseur AL-7 à 9, 1. Alors que sur le précédent AL-5 avec un compresseur conventionnel, il n'était que de 4, 5. La poussée maximale a augmenté de 1340 kgf par rapport au "cinq".
Le moteur concurrent AM-11 (RIF-300), développé pour l'avion de Mikoyan au Mikulin Design Bureau, avait un compresseur à six étages complètement supersonique. Mais General Electric pour son moteur destiné au chasseur de première ligne américain F-104 (qui était considéré comme l'ennemi principal dans la conception des machines soviétiques) est passé par un moyen simple d'augmenter le nombre d'étages. Les concepteurs en ont empilé 17 en J79 (Rappelons que le coût d'une aube de réacteur est de plusieurs dizaines de dollars, et le coût du moteur croît proportionnellement au nombre d'étages. De plus, les dimensions et le poids du moteur augmente.)
Les concepteurs ont emprunté des chemins complètement différents à la fois pour assurer la stabilité du fonctionnement du moteur et pour lutter contre le pompage. Le berceau a appliqué une dérivation d'air à partir du chemin d'écoulement. L'air "en excès" a été retiré des quatrième et cinquième étages et a été rejeté dans l'atmosphère par des trous dans le carter du moteur, qui étaient alignés avec deux découpes dans la partie supérieure du fuselage de l'avion. A l'état normal, les trous du moteur étaient recouverts de bandes d'acier. Le bypass était le système le plus simple et en même temps le moins économique. Au moment de l'ouverture des trous dans le carter du turboréacteur, la poussée diminue et la consommation de carburant augmente.
Chez General Electric, pour la stabilité du moteur, des aubes directrices de compresseurs rotatifs ont été utilisées. Ce système n'a pratiquement pas eu d'effets secondaires, mais c'est un ordre de grandeur plus compliqué et plus cher qu'un bypass. Sur le moteur Mikulin, un compresseur à deux étages était utilisé, qui ne nécessitait rien du tout, toute la régulation assurait la rotation des rotors basse et haute pression à différentes vitesses.
En comparant les moteurs, vous devez savoir qu'un turboréacteur plus avancé est celui qui atteint la poussée spécifiée par le client avec un poids, des dimensions et une consommation de carburant minimum. De plus, chaque kilogramme supplémentaire de masse moteur provoque une augmentation de la masse de l'avion d'environ trois kilogrammes.
Le niveau de perfection de conception d'un moteur peut être déterminé par sa gravité spécifique - le rapport de la masse à la poussée maximale. Plus il est petit, mieux c'est: plus son schéma constructif est choisi de manière rationnelle.
Comme le montre l'analyse du tableau, le moteur AM-11 (R11F-300) A. A. peut à juste titre être qualifié de meilleur des trois turboréacteurs. Mikulin. Les moteurs AL-7 de Lyulkov n'étaient pas les meilleurs de leur catégorie, mais leur poussée était inégalée et Sukhoi s'y fiait. Cependant, il était possible de placer un très gros moteur, ses systèmes et son carburant uniquement dans un fuselage suffisamment volumineux. En conséquence, le S-1 avait l'air très impressionnant dans le contexte des concurrents nationaux et étrangers.
Le Su-7 était également impressionnant dans le contexte des chasseurs de la génération précédente.
Un projet de conception d'un chasseur de première ligne avec une aile en flèche (variante "S-1") a été défendu en novembre 1953, et en février 1954, une commission de maquette a été adoptée. Par arrêté du MAP n° 135 du 26 octobre 1953, OKB-1 est transféré comme base de production à une succursale de l'usine n° 51 MAP.
Le 1er juin 1955, une station d'essais en vol (LIS) de l'usine n ° 51 a été ouverte au LII à Joukovski - il ne restait que quelques semaines avant l'achèvement de la construction de S-1. Après avoir testé les ensembles et les systèmes, l'avion a été transporté de Moscou à LIS sous des couvertures conformes à toutes les règles de sécurité et une escorte de police à moto dans la nuit du 15 au 16 juillet 1955. L'équipe de test était dirigée par l'ingénieur principal V. P. Balouev. L'OKB-51 n'ayant pas encore ses propres pilotes d'essai, A. Kochetkov du State Red Banner Scientific Testing Institute of the Air Force (GK NII VVS), qui avait déjà testé le premier avion à réaction P. O. Sukhoï Su-9. 27 juillet A. G. Kochetkov a effectué le premier roulage en C-1. S'en sont suivis de nouveaux runs déjà avec un décollement de la roue avant, mais, malgré l'absence de commentaires sur la voiture, la date du premier vol a encore été repoussée. 6 septembre B. P. Sukhoi a envoyé une demande au MAP pour le premier vol C-1, mais les événements du lendemain ont fait leurs propres ajustements. Le 7 septembre, un autre roulage et une petite approche étaient prévus, mais dès que la voiture s'est détachée de la piste, elle s'est brusquement envolée de 15 mètres. La longueur de la piste d'atterrissage devant n'était clairement pas suffisante. Le pilote n'a eu d'autre choix que d'aider la machine très "volante". Ayant augmenté la poussée du turboréacteur jusqu'à la vitesse maximale, A. G. Kochetkov a continué son vol. Après avoir effectué un vol en cercle, C-1 a effectué un atterrissage. Pour le salut du prototype, le pilote a été félicité et a reçu une prime à hauteur d'un salaire mensuel. L'humeur du chef n'a même pas été gâchée par le fait que les concurrents ont réussi à le devancer - leurs voitures ont pris l'aile en 1954. Mikoyan a été le premier à se distinguer - son E-2 sous le contrôle d'E. K. Mosolov a décollé le 14 février et deux semaines et demie plus tard, le chasseur XF-104A de Johnson a décollé de la piste de l'usine.
La première étape des essais en usine du S-1, équipé d'un turboréacteur à postcombustion AL-7, s'achève le 23 janvier 1956. À ce moment-là, la voiture avait effectué 11 vols et volé quatre heures et cinq minutes. Dans le même temps, il a été possible de franchir le mur du son en vol en palier et de déterminer les principales caractéristiques de stabilité et de contrôlabilité de l'avion. Pendant ce temps, les motoristes ont préparé une copie de vol du moteur AL-7F avec une postcombustion et une tuyère réglable à deux positions. La poussée du moteur au maximum était de 6850 kg et la postcombustion était de 8800 kg. Après des modifications mineures, il a été installé sur le C-1, et en mars 1956, la deuxième étape de test de la machine a commencé. Déjà lors des premiers vols, après avoir allumé la postcombustion, l'avion a facilement accéléré à une vitesse de M = 1, 3-1, 4. Un pas de plus et la barrière à M = 1, 7 a été franchie. à deux vitesses du son !
A chaque nouveau vol, pour réduire le risque de perdre le seul prototype, la vitesse a été augmentée de Mach 0,1. Le 9 juin, l'avion a atteint une vitesse de 2070 km/h (M = 1, 96), mais soudain la poussée d'admission d'air a commencé, accompagnée d'une secousse du nez du fuselage, de claquements et de "bulles" dans le canal d'admission d'air, ainsi que des changements périodiques de la poussée du moteur. Makhalin, éteignant la postcombustion, ralentit. La poussée s'est arrêtée. Le vol suivant s'est terminé de la même manière. Il est devenu évident que les vols pour atteindre la vitesse maximale devraient être arrêtés jusqu'à ce que les raisons de la surtension soient clarifiées et que les moyens de la surmonter soient développés. Mais même alors, la vitesse atteinte dépassait le TTT requis de l'Air Force, ce qui a suscité l'enthousiasme du client et de la direction de MAP, car il promettait une forte augmentation de la vitesse maximale par rapport au chasseur soviétique MiG-19 le plus rapide de l'époque… dans le moteur et des phénomènes de décrochage sur les aubes de l'étage supersonique. Puis les concepteurs ont modifié la forme du cône de nez, ce qui a permis à Makhalin d'accélérer à 2,03M (2170 km/h) et enfin de prendre le "second son".
Avion S-1 pendant les essais à vitesse maximale
Les références:
Adler E. G. Terre et ciel. Notes du concepteur d'avions.
Markovsky V. Yu., Prikhodchenko I. V. Le premier chasseur-bombardier supersonique Su-7B. "Sortez de l'ombre !"
L'aviation et le temps // 2011. №5. "L'avion de l'ère du classicisme à réaction."
AviO. Anthologie de Su-7.
Les Ailes de la Patrie // Adler E. G. Comment le Su-7 est né.
Tsikhosh E. Avion supersonique.
Wings of the Motherland // Ageev V. Au seuil du "deuxième son".
Astakhov R. Combattant de première ligne Su-7.
L'histoire de la conception d'avions en URSS 1951-1965
