Экспериментальный самолет Ц-1 (ЛЛ-1; -2; -3).
Разработчик: КБ П.В.Цыбина
Страна: СССР
Первый полет: 1947 г.
Во второй половине 1945 года коллектив, возглавляемый Павлом Владимировичем Цыбиным (автором известных десантных планеров), начал проектирование специального летательного аппарата, предназначенного для проведения исследований и практических экспериментов в воздухе, связанных с решением проблемы выбора наивыгоднейшей формы крыла для машин при полете на около- и трансзвуковых скоростях. Проектирование и постройка велись с учетом программы будущих экспериментов и исследований, разработанной учеными ЦАГИ с участием видных специалистов авиапромышленности.
В начале 1947 года самолет — летающая лаборатория, получивший обозначение Ц-1 (Цыбин-одноместный), был передан на испытания.
Конструкция экспериментального Ц-1 — цельнодеревянная. Обшивка — фанерная, фюзеляж — фанерный монокок. Крыло прямое, плоское, площадью 10,2 м2, с двумя лонжеронами из дельта-древесины. Угол установки крыла +2°, стреловидность по передней кромке — 3°, поперечное V — 0°. Оперение обычное, крестообразное по виду спереди, с весовой компенсацией рулевых поверхностей. Перед полетом в емкости аппарата, как на планере, заливалось до тонны воды.
В качестве силовой установки для Ц-1 избрали твердотопливный ракетный двигатель (РДТТ). По габаритам, весу и, главным образом, по большому значению развиваемой тяги и приемистости он наилучшим образом отвечал кратковременным расчетным режимам программы исследовательских и экспериментальных полетов. К тому же в 1945 году подходящих по весу и тяге, доведенных воздушно-реактивных двигателей еще не было.
Оригинально на Ц-1 было сконструировано взлетно-посадочнoe устройство. Вместо обычного шасси применили двухколесную ось-тележку и подфюзеляжную лыжу. Взлет и набор высоты Ц-1 производил на буксире самолета Ту-2. Сразу после отрыва от земли ось-тележка с колесами сбрасывались. На высоте 5-7 тыс. м производилась отцепка буксирного троса и летчик-испытатель переводил Ц-1 в режим пикирования под углом 45-60°. На участке установившегося прямолинейного пикирования он включал РДТТ. В таком режиме скорость Ц-1 достигала 1000-1050 км/ч (М = 0,87). Двигатель ПРД-1500, созданный конструкторским коллективом инженера И.И.Картукова, развивал тягу до 1500 кг. Он устанавливался в хвостовой части самолета под оперением. Время его работы — 8-10 секунд. Это обеспечивало горизонтальный полет со скоростью до 900 (950) км/ч.
За немногие секунды крутого пикирования бортовая аппаратура фиксировала параметры потока, производилось фотографирование спектров обтекания, решались другие задачи полета. Крыло крепилось в фюзеляже на динамометрической подвеске (на четырех динамографах), позволяющей определять Су, Сx и Мz в полете, распределение давления по крылу и оперению при подходе к критическим значениям числа М. Цель — проследить картину кризисных явлений при этом. Затем, ставшая ненужной, тонна воды из цистерн сливалась в атмосферу. Вдвое облегченный Ц-1, как обычный планер, маневрировал и производил посадку на подфюзеляжную лыжу. При стартовом весе в 2039 кг скорость отрыва Ц-1 от ВПП была в пределах 150-160 км/ч, а после слива воды при весе около 1100 кг посадочная скорость не превышала 120 км/ч.
Испытания Ц-1 вел летчик М.Иванов. Последующие полеты на экспериментальной машине выполняли летчики Амет-Хан Султан, С.Н.Анохин, Н.С.Рыбко и другие. На Ц-1, его называли также ЛЛ-1 (летающая лаборатория-1 или экспериментальный планер № 1), было сделано около 30 полетов. Это был первый этап опытов. Следующие по программе предусматривали изменение несущего комплекса аппарата.
Еще в 1946 году для второго фюзеляжа Ц-1 с вертикальным оперением конструкторская бригада, руководимая А.В.Бересневым, спроектировала два металлических крыла такой же площади и удлинения, как деревянное. Одно крыло имело прямую, а другое — обратную стреловидность по передней кроме с одинаковыми углами +30°, Было спроектировано и новое горизонтальное оперение прямой стреловидности с углом 40°. Стреловидные крылья, изготовленные из дюралюминия, установили на Ц-1, который получил соответственно новые обозначения: ЛЛ-2 (с крылом прямой стреловидности поперечное V = -4°) и ЛЛ-3 (экспериментальный планер № 3 с крылом обратной стреловидности, поперечное V = +12°).
Консоли новых крыльев имели унифицированную заделку, то есть крепились в тех же узлах, что и прямые деревянные консоли ЛЛ-1. Поэтому изменения центровки аппарата, связанные с новыми положениями САХ и фокуса при перестановке крыльев, были компенсированы весовой балансировкой воды в носовой и хвостовой емкостях фюзеляжа. Расчеты оптимальной заправки цистерн дали приемлемые запасы устойчивости для обоих вариантов крыла.
В полетах на ЛЛ-3 (а их выполнили около ста) были достигнуты несколько большие скорости пикирования, чем на ЛЛ-1 с прямым крылом, соответствующие числам М = 0,95-0,97 (1150-1200 км/ч). В результате удалось подробно изучить свойства малоизвестных крыльев обратной стреловидности и в целом самолета с ними.
Вариант под названием ЛЛ-2 решили в воздухе не испытывать, так как в 1948 году стреловидные крылья с углом 35° были всесторонне проверены на самолетах-истребителях МиГ-15 и Ла-15. К тому же, деревянная конструкция первого корпуса Ц-1 за время эксплуатации успела поизноситься и уже не гарантировала безопасности полета.
Для получения большего числа данных в крыльях Ц-1 и в фюзеляже крепилось множество датчиков, динамографов, у корня консолей устанавливались фотоаппараты. Они фиксировали в полете колебания наклеенных шелковинок в соответствии с местными возмущениями потока, а также положения ударных волн в различные моменты времени разгона.
Полеты и исследования Ц-1 в вариантах ЛЛ-1 и ЛЛ-3 дали ученым уникальные материалы по аэродинамическим характеристикам самолетов с разными крыльями, распределению давления потока по хорде и размаху, возникновению и перемещению ударных волн (скачков уплотнения) и срывных зон потока за ними на критических значениях чисел М, зависимости роста шарнирных моментов органов управления от скорости полета, особенностям и изменениям параметров пограничного слоя и др.
Помимо изучения свойств трансзвуковых режимов полета, переставные крылья Ц-1 обеспечили также проведение на редкость чистого эксперимента по сравнению различных форм несущей поверхности. Это давало все основания считать, что причиной различного поведения аппарата являются переставные крылья.
Главной целью Цыбина при испытаниях было разобраться с «подводными камнями» на пути создания скоростных самолетов и отработать аэродинамическую компоновку легкого реактивного истребителя. Однако реализовать этот замысел не удалось. В 1947 году началась первая в истории СССР «конверсия» оборонной промышленности. КБ Цыбина закрыли, а завод перевели на выпуск гражданской продукции.
ЛТХ:
Модификация: ЛЛ-1 / ЛЛ-3
Размах крыла, м: 7,1 / 7,22
Площадь крыла, м2: 10,2 / 10,2
Стреловидность крыла: 0° / -30°
Удлинение крыла: 5 / 5
Сужение крыла: 2 / 2,5
Двигатель: 1 х РДТТ ПРД-1500
Тяга, кгс: 1 х 1500
Макс. скорость, км/ч (М=): 1050 (0,87) / 1200 (0,97)
Полетная масса, кг: 2039 / 2000.
ЛЛ-1.
ЛЛ-1.
ЛЛ-2.
ЛЛ-3.
ЛЛ-3.
ЛЛ-3.
ЛЛ-3.
ЛЛ-3.
Компоновка самолета Ц-1. Схема.
ЛЛ-1. Схема.
ЛЛ-2 и ЛЛ-3. Схема.
ЛЛ-1 и ЛЛ-3. Схема.
.
.
Список источников:
В.Б.Шавров. История конструкций самолетов в СССР (1938-1950).
Крылья Родины. И.Галиев. Един в трех крыльях.
Авиационный форум Prop&Jet. Архивные фото.
Сайт «Уголок неба». 2017 г. страница: «Цыбин Ц-1».