Блоги / Техника и вооружение

5:02 / 28.12.19
Авиационная экзотика: экспериментальный истребитель Як-1000 (СССР)

011.jpg

В активе ОКБ имени А. С. Яковлева есть проект самолета Як-1000, необычные формы которого долгие годы порождали немало домыслов (модель самолета) / Фото; www.dogswar.ru


В активе ОКБ имени А. С. Яковлева есть немало проектов, хранящихся на архивных полках. Информация о них пор скрыта хотя давно уже не секретным, но все же занавесом. К их числу относится и самолет Як-1000, необычные формы которого долгие годы порождали немало домыслов. Но пришло время, и пролить свет на причину появления машины, напоминавшей ракету, позволили рассекреченные документы. Казалось, что создание истребителей Як-15 и Як-17, а также их успешное освоение в строевых частях позволят ОКБ-115 занять лидирующее положение в реактивном самолетостроении. Однако, как показало время, этому не суждено было случиться. Как вы уже увидели, основной причиной этого стала осторожность главного конструктора, склонного постепенно реализовывать в самолетах передовые технические решения.[1]

Видимо, пытаясь если не взять реванш, то, во всяком случае, восстановить былое первенство в истребительной авиации, в ОКБ-115 сделали ставку на создававшийся двигатель АЛ-5 [2] расчетной тягой 5000 кгс и новейшие достижения в области аэродинамики, а точнее, на тонкое ромбовидное крыло малого удлинения, рекомендованное ЦАГИ.

AL-5.png

Двигатель АЛ-5 (иногда его называют ТР-3А) создан в 1947-53 годах / Изображение: www.propulsionplant.ru

Расчеты показывали, что их сочетание позволит превзойти 1500-км рубеж скорости. А.С. Яковлев заручился поддержкой министерства, и в июне 1950 года вышло соответствующее постановление правительства. Документом предписывалось, в частности, создать истребитель, развивающий скорость до 1500-1700 км/ч с предъявлением его на государственные испытания в августе 1952 года. Ведущим конструктором машины назначили Л.Л. Селякова.[3]

л-1.jpg

Леонид Селяков  советский авиаконструктор, лауреат Ленинской и Государственной премий / Фото: ru.wikipedia.org

Биографическая справка

Леонид Селяков (22 апреля 1916 года, Киев16 октября 2002 года, Москва) — советский авиаконструктор, лауреат Ленинской и Государственной премий.

Родился 22 апреля 1916 года в Киеве в семье межевого инженера. Окончив семилетнюю школу (1930), стал работать в экспедиции у своего отца и затем — в киевской Центральной авиаремонтной базе «Добролета».

С 1932 по 1941 год работал в ЦАГИ в бригаде В. М. Петлякова. Участвовал в разработке проектов самолётов АНТ-20 «Максим Горький» и АНТ-42 (ТБ-7).

С 1938 года руководитель группы технического проектирования и заместитель начальника бригады фюзеляжа ОКБ-16, созданного после ареста А. Н. Туполева на базе его КБ.

Во время Великой Отечественной войны работал сначала на заводе № 22 и с 1943 года — заместителем главного конструктора ОКБ-22 В. М. Мясищева до закрытия КБ в январе 1946-го. После эвакуации КБ в Казань (1942) бригада Селякова занималась проектированием установки крупнокалиберного пулемёта на Пе-2.

В 1946 году переведён в ОКБ-115 А. С. Яковлева, где проработал до 1951 года. Руководил проектированием реактивных самолётов-истребителей Як-19, Як-25 и Як-1000. В апреле 1951 года после восстановления ОКБ-23 Мясищева был назначен его заместителем.

Занимался проектированием стратегического бомбардировщика М-4 и модернизацией М-3. За достижения в проектировании этих самолётов в 1957 году в составе коллектива ОКБ-23 стал лауреатом Ленинской премии, награждён орденом Ленина.

С 1952 года проектировал межконтинентальные сверхзвуковые стратегические бомбардировщики М-50.

С 1959 по 1961 год работал в ОКБ В. Н. Челомея.

В 1962 году возвратился в ОКБ А. Н. Туполева. Участвовал в разработке самолетов АНТ-20, АНТ-42, ДБ-ЛК, М-4, М-29, М-50, М-56, Пе-2И, РБ-17, Як-14М, Як-19, Як-25, Як-36, Як-1000. Более 25 лет был Главным конструктором самолета Ту-134. В 1979 назначен ведущим конструктором перспективного среднемагистрального лайнера, позднее получившего обозначение Ту-204. Не имея высшего образования, он стал одним из ведущих специалистов авиастроения СССР.

Умер 16 октября 2002 года в Москве. Похоронен на Химкинском кладбище.

Награды

В 1957 году удостоен Ленинской премии за создание реактивного стратегического бомбардировщика М-4 и в 1972 году — Государственной премии СССР за создание самолета Ту-134 и его модификаций.

О экспериментальном самолете Як-1000 до сих пор было известно немного: создан в 1951 году и никогда не летал. А между тем, это был, бесспорно, один из самых необычных самолетов своего времени - уже один вид его вызывал ассоциации с фантастикой, и удивительно, что о нем до сих пор ничего не рассказано. Историю экспериментального самолета Як-1000, непосредственно связанную с поисковыми работами ЦАГИ по крыльям для скоростных самолетов, удалось восстановить по немногочисленным и разрозненным документам, сохранившимся с тех времен, а также по воспоминаниям непосредственных участников событий.

Продувочная модель Як-1000.jpg

Продувочная модель Як-1000 / Фото: www.airwar.ru

Во второй половине 1945 году в ЦАГИ начались обширные исследования по новым крыльям для реактивных самолетов. Вскоре в рамках института сформировались два как бы конкурировавшие друг с другом направления в этой области деятельности. Первое состояло в отработке стреловидных крыльев. Его возглавлял молодой тогда ученый, а ныне известный академик В. В. Струминский. Второе, альтернативное направление, заключалось в создании крыльев малого удлинения. Такие крылья получили в ЦАГИ обобщенное название "ромбовидных", хотя их форма в плане существенно отличалась от ромба и была близка к треугольной. Комплекс работ по таким крыльям выполнялся под руководством ученого-аэродинамика П. П. Красилыцикова.

Продувочная модель Як-1000 2.jpg

Продувочная модель Як-1000 / Фото: www.airwar.ru

На первых порах бесспорный приоритет в практическом использовании получили стреловидные крылья. Однако, по мере приближения скорости полета истребителей к скорости звука, все более привлекательными для ученых и конструкторов становились крылья малого удлинения. Их основное аэродинамическое преимущество заключалось в меньшем лобовом сопротивлении в области транс- и сверхзвуковых скоростей, чем у стреловидных крыльев. Лучшими были и характеристики продольной устойчивости при переходе через скорость звука и на больших углах атаки, а конструкции крыла получалась более жесткой и почти вдвое легче. По оценкам того времени, при равных площадях несущей поверхности вес конструкции истребителя с ромбовидным крылом получался на 7-10% меньше, чем со стреловидным. Правда, при всех своих достоинствах, крылья малого удлинения вызывали немало серьезных проблем. В частности, трудно было обеспечить приемлемые несущие характеристики на взлетно-посадочных режимах, осложнялись вопросы поперечной устойчивости и управляемости. Тем не менее, сторонники крыльев малого удлинения считали эти задачи разрешимыми и продолжали работы. [4]

21-0813572735.jpg

Крылья малого удлинения самолета Як-1000  / Фото: www.airwar.ru

К концу 40-х годов аэродинамикам ЦАГИ удалось создать крылья малого удлинения, подходящие для практического использования. С работами в этом направлении в первую очередь были ознакомлены конструкторы истребителей, поскольку в то время подобные крылья годились только для этого класса самолетов. Наибольшую заинтересованность в осуществлении новых идей проявил А. С. Яковлев, хотя до этого его конструкторское бюро очень осторожно относилось к аэродинамическим новшествам в компоновке реактивных истребителей. Нов данном случае Яковлева, видимо, убедили аргументы приверженцев новых крыльев, тем более, что за ними стоял авторитет ЦАГИ, существенно выросший в тот переломный момент в истории авиационной техники. И А. С. Яковлев решил попробовать.

По схеме, предложенной ЦАГИ, в конструкторском бюро Яковлева планировалось построить сверхзвуковой истребитель с новым турбореактивным двигателем ТР-5 (АЛ-5) конструкции А. М. Люльки. Расчетная максимальная скорость истребителя составляла небывалую для того времени величину и соответствовала примерно М=1,7. Понимая, что нерешенных и неясных проблем еще слишком много, чтобы сразу идти на создание боевой машины, Яковлев, по согласованию с ЦАГИ, в октябре 1950 года распорядился спроектировать и построить небольшой экспериментальный самолет с двигателем РД-500 (лицензионное воспроизводство английского "Dervent-V"). Этот самолет получил название Як-1000 и представлял собой как бы макет будущего истребителя. Як-1000 предназначался для проверки в полете аэродинамической схемы и отработки взлетно-посадочных режимов. [5]


Як-1000 был спроектирован и построен необычайно быстро. Уже в конце февраля 1951 года самолет находился на летно-испытательной станции фирмы на аэродроме ЛИИ в Жуковском. К тому времени в большой аэродинамической трубе ЦАГИ Т-101 шли к завершению исследования полномасштабного макета самолета. Изучались в основном аэродинамические свойства на режимах взлета и посадки. Одновременно проводились испытания моделей самолета в сверхзвуковых аэродинамических трубах.

Модель Як-1000 для испытаний в сверхзвуковой трубе.jpg

Модель Як-1000 для испытаний в сверхзвуковой трубе / Фото: www.airwar.ru

По расчетам специалистов максимальная скорость горизонтального полета Як-1000 на высоте должна была составлять 1100 км/ч, что примерно соответствовало скорости звука. Для такого двигателя, как РД-500, это удивительно высокий показатель. Для сравнения: скорость прямокрылого легкого истребителя Як-23 (1947 года) с тем же РД-500 была почти на 200 км/ч меньше. Подобный прирост скорости обуславливался принципиально иной аэродинамической компоновкой Як-1000.[6]

Кроме аэродинамической схемы, Як-1000 имел еще несколько выделявших его особенностей.

jak-1000-07.JPG

Хвостовое оперение. Виден отклоненный щиток одного из двух воздушных тормозов / Фото: alternathistory.com


Оригинальной была система управления самолетом. В то время как на всех скоростных истребителях тогда уже ставили гидравлическиеусилители(бустеры), Як-1000 не имел их вовсе. Ручка управления снабжалась электромеханизмом, меняющим длину шкворня, благодаря чему менялось и передаточное число от ручки к элеронам и рулям высоты. Этот механизм действовал либо автоматически при достижении определенной скорости, либо вручную по желанию летчика.

Шасси велосипедного типа, ставшего фирменной чертой истребителей "Як", начиная с Як-50 (1949 года).

015.JPG

Устройство Шасси велосипедного типа  / Фото: www.airwar.ru

Ввиду плохих несущих свойств крыла малого удлинения потребовалась мощная механизация его задней кромки. Закрылки занимали почти весь размах. Свободного места для элеронов уже не оставалось и их разместили на задних концевых частях закрылков.

3 марта 1951 года начались наземные испытания Як-1000. Летчик-испытатель Д. В. Зюзин отмечал, что на небольших скоростях самолет на рулении устойчив, прямую выдерживает легко, быстро набирает скорость. Но вскоре возникли неприятности. Когда самолет разбегался с выпущенными закрылками, то даже при слабом боковом ветре при достижении скорости 150 км/ч его начинало разворачивать из-за значительного усилия, возникавшего на одной из подкрыльевых стоек шасси, дававшей при этом большой разворачивающий момент. Эффективности элеронов на этой скорости еще не хватало, чтобы парировать момент крена и уменьшить давление на подкрыльную стойку, и самолет выкатывался со взлетной полосы. Усилия на стойку были таковы, что подкрыльное колесо не выдерживало даже одной скоростной рулежки. При разбеге с убранными закрылками аналогичная ситуация возникала на скорости 250 км/ч. Так неожиданно проявилась негодность принятой схемы шасси для самолета данной схемы. При наличии такого недостатка не могло быть и речи о полетах. Кроме того, у специалистов возникли серьезные опасения, что при посадке со скольжением (боковой ветер) в момент касания земли или при интенсивном торможении самолет может опрокинуться на спину.

06.jpg

3 марта 1951 года начались наземные испытания Як-1000 / Фото: topwar.ru

После первых пробежек Як-1000, принесших столько проблем, конструкторы выработали ряд мероприятий по доработке самолета. В частности, планировалось вместо подкрыльевых колес установить рессоры, поместить в носовую чась самолета 100 кг груза, чтобы на разбеге переднее колесо лучше "держало полосу" и самолет не разворачивало ветром. Предлагалось также внести изменения в конструкцию оперения и хвостовой части фюзеляжа. Закончившиеся в марте 1951 ггоду. испытания полноразмерного макета Як-1000 в аэродинамической трубе Т-101 выявили, что взлетная и посадочная скорости будут существенно больше, чем поначалу рассчитывали. Это потребовало дополнительной доработки шасси и до предела обострило и без того сложные проблемы взлета и посадки.

Сложности, возникшие при создании Як-1000, не исчерпывались только режимами взлета и посадки. Очень плохими были демпфирующие свойства крыла. Кроме того, самолет обладал крайне неблагоприятным соотношением моментов инерции относительно поперечной и продольной осей, что сильно затруднило бы пилотирование.  Отношение указанных моментов инерции - очень важный параметр, во многом определявший пилотажные характеристики самолета. Для истребителей 40-х годов величина этого отношения колебалась в нешироких пределах: от 2,2 до 3,6. Но для Як-1000 его величина составляла 16 (!), что было впятеро больше, чем у МиГ-15 и на треть больше, чем у известных советских сверхзвуковых истребителей конца 50-х годов МиГ-21 и Су-9, в системах управления которых уже имелись специальные устройства искусственного улучшения устойчивости.

В совокупности все это могло привести в полете к раскачке самолета по крену и даже потере управляемости. Таким образом, вокруг Як-1000 возникло множество трудноразрешимых в то время новых проблем и первоначальный энтузиазм создателей самолета начал постепенно сменяться скепсисом. Сомнения относились не столько к Як-1000, сколько к самой идее самолета подобной схемы. Становилось все более очевидно - для истребителя данная аэродинамическая компоновка не подходит. Тем не менее, работы по Як-1000 некоторое время еще продолжались.

В июне 1951 году. ЦАГИ представил КБ свои рекомендации по улучшению самолета. Чтобы избавиться от неуправляемых разворотов в процессе разбега и пробега, специалисты института предлагали вместо одного колеса главной стойки шасси поставить два с шириной колеи хотя бы 0,5-0,6 м (применить шасси обычного типа на готовой конструкции не представлялось возможным). Кроме того, были изложены предложения по улучшению устойчивости и снижению усилий на ручке управления, а также давались рекомендации летчику о том, какие режимы полета следует использовать в первом вылете как безопасные.

Получив предложения ЦАГИ, А. С. Яковлев, взвесив все "за" и "против", принял нелегкое решение отказаться от доводки самолета. Риск летных испытаний оказался неоправданно велик, а перспектива создания на базе Як-1000 полноценного истребителя в свете полученного опыта представлялась уже нереальной. В частной беседе с автором один из ведущих специалистов ЦАГИ в области механики и динамики полета, вспоминая эпопею, связанную с Як-1000, счел решение А. С. Яковлева единственно верным и высказал мнение о том, что даже если бы этот самолет и взлетел, то, в силу своих особенностей, скорее всего был бы разбит в первом же полете.

В некотором отношении Як-1000 опередил свое время. Это уже потом появились специальные устройства (так называемые демпферы колебаний), включение которых в систему управления обеспечивало безопасное пилотирование даже такого самолета как Як-1000. А тогда, в начале 50-х, наука оказалась еще не в состоянии решить все связанные с этой машиной задачи.

Казалось бы, идеи приверженцев "ромбовидных" крыльев малого удлинения оказались несостоятельными. Но в жизни все получилось иначе. Во-первых, подобные крылья нашли применение на некоторых типах ракет. Во-вторых, неудача с Як-1000 явилась для ученых ЦАГИ толчком к дальнейшим поискам, переосмысливанию и пересмотру некоторых устоявшихся представлений в вопросах компоновки сверхзвуковых истребителей и выбора их основных параметров, что оказало большое влияние на дальнейший прогресс советской авиации. И, наконец, в-третьих, группа аэродинамиков ЦАГИ во главе с П. П. Красилыциковым расширила фронт исследований, перешла от "ромбовидных" крыльев с удлинением всего 1,5 к треугольным с большим удлинением (примерно, 2) и за два года отработала аэродинамику этих крыльев. Треугольные крылья нашли широкое применение в советской авиации. Достаточно вспомнить хотя бы такие самолеты, как МиГ-21 и Су-9. Но этому несомненному успеху предшествовал так и не взлетевший Як-1000, действительная роль которого в истории советской авиации оказалась гораздо большей, чем у многих летавших самолетов и чем может показаться на первый взгляд.

с2.jpg
По схеме Як-1000 представлял собой среднеплан / Изображение: ussrairs.nextmp.net

Краткое техническое описание ЯК-1000.

По схеме Як-1000 представлял собой среднеплан. Крыло очень тонкое, состояло из двух отдельных консолей, силовой каркас которых был образован тремя лонжеронами, пятью балками, параллельными лонжеронам, и десятью нервюрами. Носовая часть крыла изготавливались от* дельно. Стреловидность крыла 60 градусов по передней кромке. Оно было составлено из симметричных профилей ЦАГИ с относительной, толщиной всего 3,4% в корне И 4,5% в средней части и на конце.

Форма горизонтального и вертикального оперения почти в точности повторяла форму крыла в плане.

Фюзеляж - цельнометаллический полумонокок с работающей обшивкой, представлял собой тело вращения с максимальным диаметром всего 1,2 м. Каркас фюзеляжа дюралевый, образован 30-ю шпангоутами, тремя силовыми балками и набором стрингеров. В хвостовой его части стояли воздушные тормоза. В фюзеляже размещались два керосиновых бака: передний емкостью 430 л и задний на 167 л.

Шасси велосипедного типа, убирающееся, с масляно-воздушной амортизацией, состояло из главной, передней и двух подкрыльных стоек. Колеса главной и передней стоек - тормозные двухкамерные, с лневматиками высокого давления размером 570x140 мм. Переднее колесо было управляемым. Колесо основной стойки в убранном положении не помещалось полностью в фюзеляж и его выступавшая из обводов часть закрывалась обтекателем. Выпуск и уборка шасси, закрылков, воздушных тормозов и управление тормозами колес осуществлялись пневмосистемой.[

Летчик находился в герметической кабине, оборудованной катапультируемым сиденьем. Фонарь обеспечивал очень хороший обзор всей верхней полусферы.

с1.gif

Проекции самолета Як-1000 / Изображение; ussrairs.nextmp.net

Тактико-технические показатели самолета Як-1000

Модификация   Як-1000
Размах крыла, м   4.59
Длина, м   11.69
Высота, м   4.26
Площадь крыла, м2   14.00
Масса, кг
  пустого самолета   1860
  нормальная взлетная   2470
Тип двигателя   1 ТРД РД-500
Тяга, кгс   1 х 1590
Максимальная скорость , км/ч   1100
Практическая дальность, км   600
Практический потолок, м   12100
Экипаж, чел   1
Вооружение:   две 20-мм пушки ШВА

Материал к публикации подготовил Станислав Закарян,

При написании материала использовались данные открытых интернет-источников:

1. Издание Dogs of War, публикация «Экспериментальный истребитель Як-1000 (СССР)»

2. Материалы сайта Рropulsionplant.ru, публикация «АЛ-5»

3. Материалы сайта Test pilot.ru «Испытатели», публикация «Шесть жизней в авиации главного конструктора Л.Л.Селякова»

4. Издание «Военное обозрение», публикация «Советский экспериментальный истребитель Як-1000»

5. Издание «Альтернативная история», публикация «Экспериментальный самолет Як-1000. СССР»

6. Издание «Энциклопедия безопасности», публикация «Русский экспериментальный истребитель Як-1000»




Источник: ИА «ОРУЖИЕ РОССИИ», Станислав Закарян
12




Теги: Авиационная экзотика, разработка, ОКБ имени А. С. Яковлева, экспериментальный истребитель Як-1000 (СССР)

В рамках исполнения ст. 4 закона РФ «О средствах массовой информации» редакция ИА «Оружие России» информирует о том, что организации, информация о которых может быть указана в опубликованной статье, являются организациями, деятельность которых в Российской Федерации запрещена, согласно перечню общественных и религиозных объединений, иных организаций, в отношении которых судом принято вступившее в законную силу решение о ликвидации или запрете деятельности по основаниям, предусмотренным Федеральным законом от 25 июля 2002 года N 114-ФЗ "О противодействии экстремистской деятельности" (официальные источники: сайт "Российской газеты" (соответствующие разделы сайта https://rg.ru/ или https://rg.ru/2018/12/05/spisok-dok.html) и сайт Минюста России (соответствующие разделы сайта https://minjust.ru/ или https://minjust.ru/nko/perechen_zapret).