Эдмунд Цихош - Сверхзвуковые самолеты

Создание опытного образца самолета было закончено в ноябре 1951 г. Однако вследствие замены двигательной установки и связанных с ней модификаций конструкции первый полет самолета был совершен 20 октября 1952 г. Испытания проводились до конца 1956 г. В одном из полетов была достигнута максимальная скорость, соответствующая M = 1,25. В процессе проведения исследований выяснилось, что из-за низкой тяговооруженности, большой удельной нагрузки на крыло и высоких скоростей взлета и приземления самолет является небезопасным в эксплуатации, особенно во время взлета и посадки.

Описание самолета. Х-3 представляет собой выполненный по классической схеме среднеплан с прямым трапециевидным крылом, изготовленным с применением ромбовидных профилей относительной толщины около 3% (максимальная толщина расположена на 2/3 хорды).

Крыло оснащено носовыми щитками, элеронами и щелевыми закрылками с внешними узлами навески, размещенными в удлиненных подкрыльевых обтекателях. Благодаря тому что фюзеляж имеет вытянутую переднюю часть, почти треугольное поперечное сечение и балочное завершение, самолету Х-3 было дано прозвище «летающая авторучка». Кабина пилота вписана в геометрический контур средней части фюзеляжа и оснащена ветрозащитным козырьком треугольного сечения, выполненным из двух пластин органического стекла. Кресло пилота (смещенное назад и влево от оси симметрии) в случае аварии катапультируется вниз; оно оборудовано двумя стабилизаторами и автоматом, отделяющим пилота от кресла на высоте 3400 м. При покидании самолета на меньших высотах отделение пилота от кресла происходит по истечении 3 с после катапультирования. Поскольку при расчетной скорости полета (3 М) может произойти значительное повышение температуры конструкции, возникла необходимость использования в кабине кондиционера с водяным испарителем, а также искусственного охлаждения передней части фюзеляжа с помощью принудительной циркуляции топлива под обшивкой. Хвостовое оперение-симметричное, нормальной схемы с управляемым стабилизатором и рулем направления. Управление осуществляется с помощью необратимого гидропривода. Трехопорное шасси с одинарными колесами полностью убирается в фюзеляж.

Рис. 2.8. Проекции экспериментального самолета Х-3.

Самолет Х-3, проектировавшийся как летающая аэродинамическая лаборатория, был оснащен разнообразной контрольно-измерительной и регистрирующей аппаратурой общей массой около 550 кг. Давления измерялись в 850 точках поверхности самолета, механические напряжения-в 185 точках, а температура – в 150 точках.

Двигательная установка. Два турбореактивных двигателя J34-WE-17 фирмы «Вестингауз» тягой 18,63 кН (1900 кГ) каждый с форсажной камерой размещены в средней части фюзеляжа рядом в горизонтальной плоскости. Между двигателя

ми расположен топливный бак. Боковые нерегулируемые воздухозаборники плоско-овального сечения находятся в верхней части фюзеляжа, непосредственно за кабиной пилота. Воздухозаборники имеют щели для отвода пограничного слоя с поверхности фюзеляжа. Сопла двигателей, также регулируемые, расположены в конце средней части фюзеляжа, под балочным кронштейном крепления оперения.

Размах крыла, м 6,91

Длина, м 21,78

Высота, м 3,80

Площадь несущей поверхности, м 2 15,25

Масса пустого самолета, кг 6 800

Взлетная масса (ном./макс.), кг 12250/13600

Удельная нагрузка на крыло (ном./макс.), кг/м 2 803/892

Отношение массы самолета (ном./макс.) к тяге при форсировании, кг/даН 2,28/3,65

Максимальное число Маха 1,25

Посадочная скорость, км/ч 320-350

Рис. 2.9. Истребитель-перехватчик МиГ-19П польских ВВС.

История создания. В конце 1950-начале 1951 гг. конструкторские бюро А. И. Микояна, А. С. Яковлева и С. А. Лавочкина приступили к разработке всепогодных сверхзвуковых истребителей, способных выполнять боевые задачи в любое время суток. Первое бюро предложило проект И-360 (СМ-2), второе-Як-25, а третье JIa-200. Прототипом первого из них был И-350 (М), разработка которого началась в 1948 г. Это был однодвигательный (ТР-ЗА) самолет с углом стреловидности крыла 55°. Первый полет самолета был осуществлен 16.06.1951 г. В июле 1951 г. было принято решение о серийном производстве самолетов И-360 и Як-25, которые вместе с бомбардировщиком Ту-16 конструкции А. Н. Туполева в 50-х годах представляли собой основу боевой мощи советской военной авиации.

В самолете И-360 (СМ-2), который при серийном производстве получил обозначение МиГ-19, используются два двигателя А М-25 конструкции А. А. Микулина. В первом полете, осуществленном 27.05.1952 г., была развита скорость, соответствующая ? = 1,1. Использование модифицированных двигателей АМ-5Ф позволило повысить полетное число Маха до 1,4. Во время опытных полетов, выполнявшихся в 1953-1954 гг., была достигнута максимальная скорость 1650 км/ч при динамическом потолке около 20 000 м. Применение в последующем ракетного ускорителя позволило достичь скорости 1930 км/ч и потолка 24 000 м. Облет предсерийного самолета СМ-9 был совершен 5.01.1954 г., а 3.07.1955 г. самолет впервые был показан на воздушном параде в Тушино.

Кроме СССР, МиГ-19 был принят на вооружение военной авиацией Польши, Чехословакии, Венгрии, Болгарии, Кубы, КНР. Производство этого самолета было налажено также в Чехословакии (под обозначением S-105) и в Китайской Народной Республике («Сенянь» F-6). Были разработаны и выпускались следующие модификации самолета:

– фронтовые истребители МиГ-19, МиГ-19С (получивший наиболее широкое распространение) и МиГ-19Ф;

– перехватчик МиГ-19П (способный действовать ночью и в неблагоприятных атмосферных условиях), МиГ-19ПМ и МиГ-19ПФ; -разведчик МиГ-19Р;

– опытные СМ-10 (с оборудованием для дозаправки топливом в полете), СМ-30 (нулевой старт с катапульты), СМ-12П (со сверхзвуковым воздухозаборником) и СМ-50 (с ракетными ускорителями).

Рис. 2.10. Компоновочная схема многоцелевого истребителя МиГ-19.

Разные модификации серийных самолетов отличались друг от друга применявшимися двигателями, вооружением и оборудованием, формой воздухозаборника, конструкцией фонаря кабины и горизонтальным оперением.

Указанные технические изменения, введенные в различные модификации самолета, позволяли добиться улучшения тех характеристик, которые для данной модификации являлись основополагающими. Так, использование дополнительного ЖРД на одной из модификаций истребителя-перехватчика позволило значительно увеличить скороподъемность и потолок самолета. В 1958 г. на этом самолете были достигнуты скорость 1720 км/ч и высота 17 400 м. Впоследствии жидкостный ракетный двигатель как менее удобный в эксплуатации был заменен твердотопливным с тягой 32 кН. Запуск двигателя мог быть осуществлен на любой высоте и скорости полета. Это позволило увеличить максимальную скорость до 1800 км/ч, а время подъема на высоту 20 000 м сократить до 8 мин. Для обеспечения нормальных условий работы пилота, особенно при повышенных скоростях полета, на самолетах использовались турбохо- лодильники, осуществляющие кондиционирование воздуха в кабине. В процессе доработки самолета для улучшения аэродинамических характеристик была увеличена до 58° стреловидность крыла и уменьшена его относительная толщина. С целью облегчения управления самолетом по тангажу и для выбора оптимальных углов поворота управляемого стабилизатора на различных скоростях полета в канале тангажа был установлен автомат регулировки управления.