Авиация и Время 2011 05
Шрифт:
Люлька даже шутил по этому поводу. Однажды его ОКБ посетила американская делегация из General Electric. Ведущий специалист фирмы, увидев компрессор «семерки», удивленно спросил Люльку: «Почему у Вашего двигателя компрессор горбатый?». На что тот шутя ответил: «Он от рождения такой!»
Сверхзвуковая ступень подняла степень сжатия компрессора у АЛ-7 до 9,1. В то время как на предыдущем АП-5 с обычным компрессором она равнялась всего 4,5. Максимальная тяга по сравнению с «пятеркой» увеличилась на 1340 кгс.
Двигатель-конкурент АМ-11 (РИФ- 300), разработанный для самолетов Микояна в ОКБ Микулина, имел полностью сверхзвуковой шестиступенчатый компрессор. А вот General Electric пошла простым путем увеличения числа ступеней. Конструкторы нагородили их в J79 аж 17 штук, но довели при этом степень сжатия до рекордных 12-ти!
Совершенно разными путями пошли конструкторы и в обеспечении устойчивости работы двигателя, и в борьбе с помпажом. Люлька применил перепуск воздуха из проточной части.
У General Electric для устойчивости работы двигателя применялись поворотные направляющие лопатки компрессора. Эта система практически не имела побочных эффектов, но она на порядок сложнее и дороже перепуска. На двигателе Микулина был применен двухкаскадный компрессор, который вообще ничего не требовал, все регулирование обеспечивало вращение роторов низкого и высокого давления с разными скоростями.
Сравнивая двигатели, нужно знать, что более совершенным ТРД считается тот, у которого заданная заказчиком тяга достигается при минимальных массе, габаритах и расходах топлива. Причем каждый лишний килограмм массы двигателя вызывает увеличение массы самолета примерно натри килограмма.
Конструктивный уровень совершенства двигателя можно определить по его удельной массе — отношению массы к максимальной тяге. Чем она меньше, тем лучше — тем более рационально выбрана его конструктивная схема.
Как видно из анализа таблицы, лучшим из трех ТРД можно по праву назвать двигатель АМ-11 (Р11Ф-300) А.А. Микулина. Но довести свое лучшее изделие он так и не успел. В начале 1955 г. его сняли с поста главного конструктора с издевательской формулировкой в приказе: «Тов. Микулин допускает ошибки … вносит путаницу и затрудняет работу по созданию двигателей». Вот так-то. Причиной такого поворота судьбы стала дружба Александра Александровича с председателем Совмина Маленковым. Он часто ею «пользовался» и нажил себе опасных врагов в лице министра авиапромышленности П.В. Дементьева и главного конструктора B.Я. Климова. Они-то и расправились с Микулиным сразу после того, как Хрущев снял Маленкова. Выбрав момент, когда Микулина не было на работе, Дементьев и Климов приехали в его ОКБ, зачитали приказ и поставили нового начальника C.К. Туманского, друга Дементьева. Так что АМ-11 до серийного производства доводил уже он и сменил обозначение двигателя на Р11, вычеркнув имя своего талантливого предшественника.
Люльковские двигатели АЛ-7 были не лучшими в своем классе, но их тяга не имела равных, и Сухой сделал ставку на нее. Однако разместить весьма габаритный двигатель, его системы и топливо можно было только в достаточно объемном фюзеляже. Соответственно С-1 на фоне конкурентов выглядел очень внушительно.
| Сравнение размеров истребителей | |||
|---|---|---|---|
| Самолет | Длина,м | Высота,м | Размах крыла, м |
| С-1 | 17.84 | 5,16 | 9,31 |
| Е-2 | 13.23 | 3.9 | 8.1 1 |
| XF-104A | 16.66 | 4,08 | 6,62 |
Носовая и основная опоры шасси. На основной опоре амортстойка обжата полностью, створка ниши шасси демонтирована
| Сравнительные характеристики ТРД самолетов Су-7, F-104An МиГ-21 Ф | |||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Тип двигателя | Ступеней компрессора | Ступеней турбины | Длина,м | Диаметр,м | Масса, кг | Макс. тяга, кгс | Тяга на форсаже, кгс | Расход воздуха, кг/с | Удельный расход топлива*,кг/кгс.ч | Удельная масса | Степень повышения давления |
| АЛ-5 | 7 | 1 | 4,31 | 1.2 | 1770 | 4900 | – | 95 | 0.97 | 0.36 | 4.5 |
| АЛ-7Ф-1 | 9 | 2 | 6.63 | 1,25 | 2010 | 6240 | 9200 | 114 | 0.93/2.04 | 0.32 | 9.1 |
| J79-GE-3B | 17 | 3 | 5.3 | 0,993 | 1750 | 4358 | 6719 | 72.6 | 0.9/1.965 | 0,40 | 12 |
| Р11Ф-300 | 6 | 2 | 4.66 | 0.906 | 1040 | 4200 | 5110 | 64,5 | 0.94/1,96 | 0.25 | 8.6 |
| *
|
Эскизный проект С-1 завершили осенью 1953 г. Рабочие чертежи самолета Сухой потребовал закончить к 31 декабря. Коллективу ОКБ пришлось переселиться в конструкторские залы, рядом с кульманами поставили кровати, а еду приносили прямо на рабочие места. В результате работу завершили в срок.
В СССР такой трудовой подвиг не был редкостью. Однако и Джонсон, работая над истребителем Р-80 Shooting Star, заставил жить возле кульманов не только конструкторов, но и бухгалтеров, и технологов, а рабочие спали прямо возле собираемого самолета. Таким образом, он умудрился «с нуля» спроектировать и построить самолет за 143 дня.
В начале 1954 г. Сухому выделили опытный завод для постройки первых экземпляров истребителя. Согласно номеру этого предприятия ОКБ-1 переименовали в ОКБ-51. Теперь Сухой имел все необходимое. Уточнение чертежей и размещение оборудования в самолете производились с использованием деревянного макета, который затем сдали комиссии заказчика. Она утвердила облик машины в феврале 1954 г.
Летом началось строительство двух опытных образцов С-1. Первый предназначался для летных испытаний, второй — для статических. Его сделали быстрее и начали нагружать для проверки прочности конструкции. При нагрузке в 85 % от расчетной произошло неожиданное — сломалась задняя стенка крыла. Разрушение случилось в районе соединения с главной балкой, которую иногда именуют подкосом. Слабое место пришлось усиливать стальными накладками и вносить соответствующие изменения в конструкцию летного экземпляра. При следующем нагружении поломка произошла на значении 101 %. Сухой считал этот показатель идеальным для весового совершенства конструкции, и дальнейшее усиление уже не производилось.
Оригинально поступили и с аэродинамическими перегородками на крыле, которые повышали устойчивость, препятствуя перетеканию потока. При нагрузках перегородки трескались, и для придания гибкости их разрезали на несколько отдельных секций. В остальном статиспытания подтвердили расчетные данные, и С-1 с временным двигателем АЛ-7 стали готовить к полетам.
16 июля 1955 г. самолет привезли на аэродром ЛИИ в Жуковском. Испытателем новой машины назначили летчика из ОКБ Лавочкина Андрея Григорьевича Кочеткова, своих пилотов ОКБ Сухого еще не имело. Через 11 дней Кочетков совершил на С-1 первую рулежку. Затем последовали скоростные пробежки. Все шло достаточно ровно, самолет неприятных сюрпризов не преподносил. Сухой и Люлька постоянно контролировали процесс и докладывали о готовности к первому полету. Но вот уже наступило 7 сентября, а разрешения на взлет из министерства все не поступало. На этот день была намечена скоростная пробежка с подлетом, выпуском тормозного парашюта и остановкой в конце полосы.
Последующие события Кочетков в своих воспоминаниях описывает так: «Решили провести подлет вечером, когда аэродром пустеет. Полеты прекратились, я вырулил на старт. Дал полные обороты двигателю, разогнал самолет до скорости отрыва, оторвал самолет от полосы. И вдруг произошло неожиданное. Самолет вместо небольшого отрыва поднялся на высоту не менее 15 метров. Я немедленно убрал обороты, но сразу определил, что полосы для посадки не хватает и самолет будет разбит…Увеличил обороты до максимальных и начал набор высоты». Набрав высоту 50 м, Кочетков совершил стандартный полет по кругу и успешно посадил самолет. Его первые впечатления после полета были положительными. В качестве недостатка пилот отметил лишь небольшую раскачку по тангажу, которая возникла сразу после отрыва из-за малых усилий на ручке управления и исчезла после уборки закрылков и включения в работу загрузочного механизма.