Самолеты мира 1996 01

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 г. 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.

Як-1000 был спроектирован и построен необычайно быстро. Уже в конце февраля 1951 г. самолет находился на летно-испы-тательной станции фирмы на аэродроме Л ИИ 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.

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 г.) с тем же РД-500 была почти на 200 км/ч меньше. Подобный приростскорости обуславливался принципиально иной аэродинамической компоновкой Як-1000.

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

Оригинальной была система управления самолетом. В то время как на всех скоростных истребителях тогда уже ставили гидравлические усилители(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 г.).

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 г. 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.

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 г. 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 пилотирование1. 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-10ОО, сколько к самой идее самолета подобной схемы. Становилось все более очевидно-для истребителя данная аэро-динамическая компоновка не подходит. Тем не менее, работы по Як-1000 некоторое время еще продолжались.

Хвостовое оперение. Виден отклоненный щиток одного из двух воздушных тормозов

Исследование спектров обтекания

Модель Як-1000, предназначенная для испытаний в сверхзвуковой аэродинамической трубе

В июне 1951 г. 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.