混合動力的實用化嘗試——蘇霍伊Su-7 (早期)殲擊機

到1940年7月,蘇霍伊完成了一架配備М-90風冷發動機和兩臺ТК-2渦輪增壓器的殲擊機初步設計的研製。按其佈局、結構和工藝技術估計,該飛機是I-135殲擊機的類似物。金屬機翼,木製機身。設想將發動機軸延長350-400毫米。為了確保飛機的良好空氣動力學性能,發動機罩大大延長並削尖。帕維爾·奧西波維奇·蘇霍伊於1940年5月16日向航空工業人民委員部提出,請求為第135工廠的實驗部定購兩臺這樣的M-90發動機。在給第11屆國家國防工業委員會總局負責人希什金的信中,蘇霍伊為了這個彙報:“需要延長300-400毫米,應當確保安裝大大向前延長的發動機罩的能力。正常機頭的普通發動機罩不能以650-700公里/小時的速度在飛機上使用,因為局部的超音速會導致阻力增加幾倍”。

渦輪增壓器放置在飛行員後面。機身兩側分別是空對空散熱器和燃氣管道。300公斤油箱。 燃油被放在飛行員座位下面。提供了一個懸掛的200公斤的可拋棄副油箱。

為了保護飛行員,有一個厚度為8.65毫米由表面硬化裝甲製造的防彈椅背。後面的透明防彈玻璃。燃油箱和滑油箱經過試驗。提供了中性氣體系統。

飛機的起飛重量為2940千克(空軍科學研究所估計為3060千克)。發動機的起飛功率為1750馬力。依靠渦輪增壓器,動力裝置在高度10,000米產生的功率為1385馬力。

翼面積為18平方米。具體的機翼載荷為170千克/平方米。在設計高度10,000米上的功率載荷稍微高於2.2千克/馬力。翼面積的單位功率為77馬力/平方米。

飛機相對較高的推重比,確保其有相當高的飛行性能。加力狀態下的近地面最大飛行速度為530-550公里/小時,在第一個設計高度6,000米時是630-650公里/小時,在第二個設計高度10,000米時是670-690公里/小時。按空軍科學研究所估算的著陸速度為120公里/小時。

空軍科學研究所專家的分析表明,高度6,000米的爬高時間最好為5.0分鐘,實用升限為12,500米,高速航程為550公里,攜帶懸掛油箱時為950公里。根據初步設計,在高度1500米上的盤旋完成時間為16.8秒(我們認為這個時間有點被低估了)。

飛機的武裝包括四挺放在中央翼的ШКАС同步機槍和兩挺ШКАС機翼機槍。彈藥總數為3,000發。在1940年看來,武裝無疑是相當弱的。本應可以使用同步機關炮的。

混合動力的實用化嘗試——蘇霍伊Su-7 (早期)殲擊機

空軍科學研究所對初步設計的意見表明,批准它是不可能的。同時,作為主要論據,引用了比較低的最大飛行速度指標。從引用的更高的數據可以看出,這個結論是多麼地與真情相符。空軍科學研究所對初步設計中指出的飛行速度設計數據的真實性沒有提出異議。當然,如果從達到750-800公里/小時的飛行速度的不現實的要求出發,那麼預期的速度顯然很低。

第二個論據歸結於,該飛機的製造將不會在1940年2月至3月之前完成,並且已經制造了類似的配備M-90發動機的尼古拉·尼古拉耶維奇·波利卡爾波夫I-185飛機。但波利卡爾波夫製造了一架高速,機動的前線殲擊機,而蘇霍伊飛機就更適合殲擊機/截擊機的任務。

主要原因在以下意見中說明:“蘇霍伊應該將所有努力集中到ББ-1 М-88上,採用М-90對ББ-1 М-81的改裝上,製造ОБШ M-71飛機上,研製試飛試驗的ББ-2 M-88飛機和И-135 M-105殲擊機上“。在飛機上的工作徹底縮減。

混合動力的實用化嘗試——蘇霍伊Su-7 (早期)殲擊機

1942年2月底,正好是一架配備兩門機翼23毫米機關炮和風冷發動機的殲擊機研製的初級階段。2月27日,蘇霍伊向空軍科學研究所負責人P·I·費奧多羅夫呈送了一份使用М-71發動機的殲擊機初步設計的解釋性報告。

這架飛機應該是在單座裝甲強擊機Su-6 М-71的基礎上製造的。戰鬥機的裝甲比較強(裝甲重135公斤)。在防彈玻璃前面是8毫米厚度的防彈板,飛行員在後面30度扇形區內受到裝甲靠背和12毫米厚度的裝甲座椅,8毫米厚的裝甲頭枕的保護。在油箱後面有12毫米厚度的裝甲板。

基本上,武裝足夠強大:配備160發子彈的兩門ВЯ-23機翼機關炮(由A·A·沃爾科娃和S·Ya·雅爾採夫設計)和配備300發子彈的一挺БС同步大口徑機槍。缺點是在射擊空中目標時ВЯ-23機關炮的射速相對較低。基於與敵方轟炸機的空戰實踐,最好能使用兩門НС-37(由亞歷山大·E·諾德爾曼和A·S·蘇拉諾夫設計)或Ш-37(由B·G·什皮塔尼設計)機關炮。它們安裝在強擊機上。

請注意到,在1943年8月完成的國家試驗報告中,Su-6 М-71ф裝甲雙座強擊機試飛員彼得·米哈伊洛維奇·斯特凡諾夫斯基(蘇聯英雄)提議製造一架配備兩門37毫米機關炮的單座Su-6裝甲殲擊機改型。在他看來,這架飛機可以用來與He-111、FW-200和Ju-87等德國飛機戰鬥。

必要時,可以使用用於轟炸的武裝,總重量重達200公斤的炸彈。能夠掛載6枚РС-82或PC-132火箭彈。

自密封的油箱放在機身中。滑油散熱器容納在中央翼裡。

飛機長度為8.83米,翼展為12.1米,機翼面積為22.5平方米。起飛重量為3775千克。發動機的起飛功率為2000馬力,設計高度為5000米時的額定功率是1670馬力。相應地,機翼載荷為164千克/平方米,起飛功率載荷為1.89千克/馬力,額定功率載荷為2.26千克/馬力。起飛功率與機翼面積的比值約90馬力/平方米。

基本上,飛機的推重比相當高。但是飛行性能遠低於使用相同發動機的I-185戰鬥機。再加上,使用了效率較低的武裝。原因在於,首先,是蘇霍伊殲擊機的推重比較低,其次,是迎面阻力約為1.3倍。

利用蘇-6強擊機業已開始並需繼續做下去的工作的渴望,導致這架殲擊機的飛機尺寸過大。結果,近地面最大速度預計為502公里/小時,在加力十分鐘後的最大速度為535公里/小時(I-185飛機的最大速度為600公里/小時);在高度6000米的速度是602公里/小時(I-185 飛機是680公里/小時)。到達高度5000米的爬升時間是5.1分鐘(I-185飛機是4.7分鐘)。蘇霍伊殲擊機在高度1000米的盤旋完成時間減少了1-1.5秒。升限幾乎相同。航程稍微小。但起降性能超過了I-185飛機的指標。裝甲竟然也稍微好一些。

1942年7月11日,該設計的結論得到了A.I. Repin的批准。由於低的飛行數據,飛機未獲得認可。裝甲方案不知道為什麼也被評價為不及格。儘管如此,殲擊機開始建造,然而,沒有接著進一步發展。它或許能成功地被用於對抗Ju-88飛機更快的改型,後者也擁有更強大的防禦武器。但是到殲擊機實際製造的時候,這些德國飛機已開始從東部戰線消失。為了解決轟炸任務,He-111和FW-190戰鬥轟炸機經常參與其中,成功的對手是La-7和Yak-9,配備安裝在發動機上的37毫米口徑機關炮。

混合動力的實用化嘗試——蘇霍伊Su-7 (早期)殲擊機

1943年2月8日,設計師呈送了一架配備М-71ф發動機,配備兩個TK-3和密封座艙的高空殲擊機的初步設計,也是在Su-6強擊機的基礎上製造的。

請注意到,TK-1渦輪增壓器是由K·V·霍爾謝夫尼科夫開發的,並且在尼古拉·尼古拉耶維奇·波利卡爾波夫I-153和I-16殲擊機上得到了相當良好的使用。TK-2渦輪增壓器或多或少可靠地在一系列小型СБ飛機上工作。嘗試在殲擊機上使用它們是以不成功而告終的。

渦輪增壓器TK-3,由中央航空發動機製造研究院製造,由A·M·米庫林開發。結果更加成功。其後續的改型在許多實驗飛機上相當可靠地工作。

新蘇霍伊殲擊機預定用於對付高度9000-10000米的敵方轟炸機和偵察機。武裝包括兩個固定炮臺,每個包含一門配備110發炮彈的ШВАК機關炮,以及一挺配備130發子彈的12.7毫米機槍。

裝甲對於高空飛機來說相對較強,107公斤。起飛重量為4524千克。飛機長度為9.24米,機翼面積為26.0平方米。發動機的起飛功率是2200馬力,額定值為1900馬力。機翼載荷為175千克/平方米,起飛功率載荷為2.05千克/馬力。機翼面積單位功率為84.6馬力 /平方米。

飛行性能預計相對較高。實用升限是12,150米。近地面最大速度為520公里/小時(在加力時是546公里/小時);在高度5000米時是600公里/小時;在高度8300米時是634公里/小時;在高度12,000米時是553公里/小時。爬升到高度5000米的時間是5.3分鐘;爬升到高度8000米的時間是10.3分鐘。預計的高速航程為1100-1150公里。

飛機是混合式結構。機翼,中央翼和尾翼是金屬的,機身是木質的。 操縱面和副翼蒙皮是麻布的。雙梁機翼,配備承力蒙皮。硬殼式結構機身,由樺樹薄板製成的蒙皮。在駕駛艙後面有一個附加的油箱和兩個TK-3。後底部有12毫米厚度的裝甲。壓縮空氣-通氣式密封座艙。四槳葉АВ-9-118螺旋槳,直徑為3.2米。

空軍科學研究所在評論初步設計時指出,飛行數據並不完全符合需求,項目開發不能令人滿意,而且主體不完整。建議設計師減少機翼面積,增加機關炮彈藥大約300發,以及機槍彈藥大約350發。

混合動力的實用化嘗試——蘇霍伊Su-7 (早期)殲擊機

1944年,對製造高空殲擊機的興趣再一次增強。假如在1943年,理由是有德國高空偵察機飛越我們的領土,那麼現在我們不得不考慮出現的美國和英國高速高空轟炸機的密封座艙。如B-29或高空戰鬥機Spitfire XIV“噴火”高空戰鬥機。蘇聯飛機制造業不能落在後面。

在給亞歷山大·謝爾蓋耶維奇·雅科夫列夫的一份註明日期為1944年7月的公文中,援引自1944年6月5日的航空工業人民委員部命令,蘇霍伊被指定在一個月期限內開發並呈送一份高空殲擊機的初步設計。

飛機的實用升限應有15,000米,巡邏有效高度為14,000米,在這個高度具有4米/秒的垂直速度裕度。巡邏時間至少1.5小時。在高度12000-14000米的最大速度應為670公里/小時。武器為20毫米口徑的機關炮,備彈120發。有必要在飛機上提供安裝配備同樣彈藥的第二門機關炮。在設計時,首先必須注意要確保升限和巡邏時間的要求。

結果有了Su-7(第一次用這個名稱),一架試驗性的(但基本上是實驗性的)截擊(殲擊)機,是Su-6單座強擊機的改型,但是沒有裝甲護殼,具有同樣的外形和尺寸。動力裝置組合:一臺配備兩個ТАК-3渦輪增壓器的АШ-82ФН發動機和一臺瓦連京·彼得洛維奇·格魯什科研製的РД-1-Х3火箭助推器。其推力為300千克力,燃料消耗量(煤油和硝酸)為1.6千克/秒。РД安裝在機身最後的尾部,燃料在駕駛艙後面。飛行重量已達4360千克。武裝:三門20毫米口徑的機關炮(370發炮彈)。

混合動力的實用化嘗試——蘇霍伊Su-7 (早期)殲擊機

飛機於1944年製造並進行了工廠試驗,在此期間完善了供電系統和液體燃料火箭發動機(ЖРД)的控制。首飛是由試飛員科馬羅夫於1945年1月完成的。近地面最大速度為480公里/小時,在高度7500米處時是590公里/小時(不用ЖРД)和680公里/小時(使用ЖРД),在高度12,000米處時分別是510公里/小時(不用ЖРД)和705公里/小時(使用ЖРД),實用升限為12750米。ЖРД連續工作的持續時間大約為4分鐘,其起飛滑跑距離大約為300米。排氣噴管強大的射流阻礙了飛行試驗,導致機身兩側的油漆全部燒燬。所有消除這種現象的嘗試均毫無成效,最終,渦輪增壓器與排氣系統切斷分開。試驗的第二階段於2月18日開始,一直持續到12月中旬。試驗暴露了РД-1發動機的不可靠性及其使用維修的不安全。1945年12月,根據第18屆航空工業人民委員部國家國防工業委員會總局(ГУ НКАП)的決議,該飛機上的工作已經停止。

在戰鬥飛機中結合活塞發動機使用噴氣式發動機加速器和液體燃料火箭發動機助推器的經驗表明,它們在航空中大規模應用是完全前途無望的。符合高度和飛行速度進一步增長需求最現實的是變為渦輪噴氣發動機(ТРД)。

混合動力的實用化嘗試——蘇霍伊Su-7 (早期)殲擊機

開發商:蘇霍伊設計局

國家:蘇聯

首飛:1945年

類型:截擊(殲擊)機

飛行性能:

改型:Su-7

翼展:13.50

長度:9.14

高度:2.85

翼面積:26.00平方米

空重:2600公斤

最大起飛重量:4360公斤

發動機類型:

主要:帶有TAK-3的1臺АШ-82ФН活塞式發動機

輔助:1臺РД-1-Х3火箭發動機

功率:

主要:1850馬力

輔助:300公斤力

近地面最大速度:480公里/小時

在高空最大速度:705公里/小時

巡航速度:520公里/小時

實用航程:990公里

最大爬升率:870米/分鐘

實用升限:12750米

機組:1人

武器裝備:三門20毫米機關炮(370炮彈)


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