Истребитель-перехватчик Су-5 (И-107).
Разработчик: ОКБ Сухого
Страна: СССР
Первый полет: 1945 г.
В январе 1944 году в КБ завода № 289 в инициативном порядке приступили к эскизному проектированию одноместного истребителя с комбинированной силовой установкой конструкции А.А.Фадеева и К.В.Холщевникова. К середине февраля был готов 1-й вариант проекта. Самолет по схеме представлял собой свободнонесущий моноплан, цельнометаллической конструкции с однокилевым хвостовым оперением и убирающимся в полете шасси.
Первый вариант истребителя с ВРДК. Чертеж.
Комбинированная силовая установка состояла из основного поршневого двигателя М-107А с воздушным винтом и дополнительного ВРДК, выполнявшего функцию ускорителя. Компрессор приводился во вращение двигателем М-107А при помощи двух валов и промежуточного редуктора. Забор воздуха для ВРДК осуществлялся двумя воздухозаборниками, расположенными в носках центроплана крыла. Воздушные каналы пролегали внутри центроплана, затем входили в фюзеляж и объединялись в один общий канал, который подводил воздух к осевому одноступенчатому компрессору, затем сжатый воздух поступал к передней части камеры сгорания с установленными в ней форсунками. Задняя часть камеры сгорания переходила в нерегулируемое реактивное сопло.
В начале марта 1944 года был завершен эскизный проект 2-го варианта одноместного истребителя с М-107А и ВРДК Фадеева-Холщевникова. Данный проект имел ряд существенных отличий от предыдущего варианта. Учитывая то, что крыльевые воздухозаборники имеют значительные потери полного давления, связанные с большим количеством изгибов воздушных каналов, а также с увеличенными скоростями потока из-за малых размеров проходных сечений, во втором варианте приняли решение разместить воздухозаборник под коком воздушного винта двигателя М-107А, в связи с чем изменилась компоновка самолета. Кроме того, изменения коснулись мест размещения маслорадиатора и радиатора системы охлаждения М-107А, упростилась трансмиссия привода компрессора ВРДК. Проект имел и ряд других отличий.
По завершению проектирования 2-й вариант был направлен для ознакомления в НКАП СССР и там включен в проект плана опытного строительства самолетов ВВС КА на 1944 год.
Второй вариант истребителя с ВРДК. Чертеж.
Ранее, в феврале 1944 года, Государственный Комитет Обороны (ГКО) принял решение об организации НИИ-1, в котором сосредотачивались бы все научно-исследовательские и практические работы по реактивной технике. Кроме того, это постановление обязывало НКАП СССР в месячный срок представить предложения по созданию конкретных образцов самолетов и реактивных двигателей.
В марте подготовили проект постановления правительства, в который, наряду с самолетами других КБ, включили и вышеупомянутый истребитель П.О.Сухого. 22 мая 1944 года ГКО принял постановление, послужившее началом нового этапа в развитии реактивной техники в Советском Союзе. Это постановление и приказ НКАП СССР № 371 от 30 мая 1944 года обязывали Главных конструкторов А.С.Яковлева, С.А.Лавочкина, Н.Н.Поликарпова, А.И.Микояна, М.И.Гуревича и П.О.Сухого приступить к работам по созданию самолетов с реактивными двигателями.
П.О.Сухой получил задание: «Спроектировать и построить одноместный экспериментальный самолет с мотором ВК- 107А с установкой дополнительного ВРДК конструкции и постройки ЦИАМ, со следующими летно-техническими данными:
Максимальная скорость с включением ВРДК на расчетной высоте 7000-8000 м в течение 10 мин: 800 км/ч
Максимальная скорость без включения ВРДК: 700 км/ч
Скороподъемность на 5000 м без включения ВРДК: 5,5 мин
Скороподъемность на 5000 м с включением ВРДК: 4,3 мин.
Продолжительность полета при условии пользования форсажем не более 10 мин.
(включение ВРДК): 1ч. 30 мин
Практический потолок: 11800 м
Разбег: 330 м
На самолете предусмотреть установку одной пушки калибра 20 мм или 23 мм и 2-х пулеметов калибра 12,7 мм.
Самолет построить в 2-х экземпляров и предъявить на летные испытания:
1-й экземпляр — 15 февраля 1945 г.
2-й экземпляр — 15 марта 1945 г.»
В начале июня в КБ приступили к проектированию самолета, первоначально получившего обозначение И-107, или «Д», а уже в процессе заводских летных испытаний — Су-5. За основу приняли 2-й вариант эскизного проекта одноместного истребителя с М-107А и ВРДК ЦИАМ, который после доработки предъявили на рассмотрение руководству НКАП СССР и ВВС КА.
Параллельно с эскизным проектированием велись работы по техническому проекту и постройке макета. Чтобы уложиться в установленные правительством сроки, в июле, еще до полного изготовления чертежей, приступили к постройке экземпляра самолета для статических испытаний. В середине сентября состоялось заседание совместной макетной комиссии, которая высказала ряд замечаний по оборудованию кабины, по ВМГ и ВРДК, по вооружению и ряду других систем. Изменения конструкции, связанные с замечаниями, были срочно внесены в строящийся экземпляр опытного самолета. Заключение по эскизному проекту было утверждено руководством НКАП СССР — 19 сентября, главным инженером ВВС КА — 6 октября, а протокол макетной комиссии — 24 октября 1944 года.
Макет истребителя Су-5.
23 ноября завершили постройку и передали в ЦАГИ экземпляр самолета для статических испытаний. Постройка летного экземпляра затянулась из-за несвоевременной подачи силовой установки, и лишь 24 марта 1945 года самолет был передан на летно-испытательную станцию (ЛИС) завода № 134. В этот же день летчик-испытатель Г.И.Комаров выполнил первые рулежки, а 6 апреля, после получения разрешения, состоялся первый полет экспериментального истребителя Су-5. Начались заводские летные испытания.
Испытания самолета проводились на Тушинском аэродроме, но 15 июня они прекратились из-за аварии двигателя ВК-107А. К этому моменту были выполнены 23 полета с общим налетом 8 ч. 50 мин. По их результатам составили отчет, в котором указывалось:
«… 1. Винтомоторная установка в части питания, смазки и охлаждения работает на всех режимах вполне удовлетворительно.
2. Управляемость и устойчивость самолета на различных скоростях и эволюциях — нормальная.
3. При производстве полета на сверхмаксимальную скорость никаких элементов срыва и вибраций не наблюдалось.
4. Полученная максимальная скорость на высоте Н=4350 м равна 793 км/ч. При дальнейших полетах подтвердить полученную однажды скорость не удалось…», что объяснялось недоведенностью ВРДК.
В период вынужденного простоя из- за отсутствия двигателя на самолете установили новое крыло с ламинаризированным профилем ЦАГИ, кроме того, в связи с подготовкой к авиационному параду, по распоряжению НКАП СССР, ЛИС завода № 134 была передислоцирована на Центральный аэродром.
Новый двигатель ВК-107А с 15-часовым ресурсом (вместо 25-часового) получили 7 июля, а доработанный компрессор ВРДК — 2 августа. Заводские испытания возобновились 7 августа и продолжались до 18 октября. Полеты прекратили из-за выработки двигателем своего ресурса. К этому времени по программе заводских испытаний были выполнены 42 полета, из них с включением ВРДК — 11. Общий налет составил 17ч. 49 мин.
1 ноября 1945 года завершили производством второй летный экземпляр самолета, который передали в ЦАГИ для аэродинамических исследований. В начале 1946 года ведущий инженер С.Я.Горбунов обратился в ЦК ВКП(б) с письмом, в котором сообщал о задержках с испытаниями самолета Су-5. Письмо было переадресовано в Наркомат авиапромышленности. В своем ответе Г.М.Маленкову заместитель Наркома А.С.Яковлев писал:
«…На заводских испытаниях на самолете т. Микояна (имеется ввиду истребитель И-250 — прим. редактора) была достигнута максимальная скорость 823 км/ч на высоте 7000 м, соответствующая заданной скорости, на самолете же т. Сухого была получена скорость значительно меньше заданной, причем на испытаниях не удалось выявить причин недобора скорости.
Ввиду того, что самолет конструкции т. Микояна оказался более отработанным, по нему была начата постройка опытной серии в количестве 10 самолетов на заводе № 381. Ограниченное количество двигательных установок не дало возможности обеспечить ими одновременно и самолеты т. Микояна, и самолеты т. Сухого, поэтому Наркомавиапромом было дано указание ЦИАМу передать очередной испытанный двигатель заводу № 381 для установки на головной самолет опытной серии конструкции т. Микояна, как более доведенный.
Для выявления причин значительного недобора скорости самолета т. Сухого второй экземпляр этого самолета подготовлен для исследования путем продувки в аэродинамической трубе Г-104 ЦАГИ…»
Фактически судьба Су-5 была уже предрешена. До конца 1946 года новая силовая установка так и не поступила, а 30 ноября 1946 года вышло постановление Совета Министров СССР «О прекращении работ по потерявшим актуальность самолетам плана опытного самолетостроения МАП». В него, среди прочих, включили самолет Су-5 со следующим заключением: «Заданные летные данные на испытаниях не получены и значительно перекрыты на аналогичном самолете т. Микояна, закончившем заводские испытания.»
Техническое описание.
Самолет Су-5 представляет собой одноместный моноплан цельнометаллической конструкции с дюралюминиевой обшивкой толщиной 1-2 мм. Однолонжеронное крыло у корня имеет профиль ЦАГИ 1В10 с относительной толщиной 16,5%, на концевой части крыла профиль NАСА 230 с относительной толщиной 11%. Крыло — двухконсольное. Консоли стыкуются с фюзеляжем по бортовым нервюрам. Стык убран под зализ.
На истребителе применены элероны типа «Фрайз» с весовой и аэродинамической компенсацией. На левом элероне — управляемый триммер. Щитки и элероны — цельнометаллические.
На самолете предусматривалась установка пушки НС-23 калибра 23 мм с боезапасом 100 снарядов. Пушка размещалась в развале V-образного двигателя и стреляла через втулку пропеллера. Над двигателем были установлены два пулемета УБС калибра 12,7 мм с боезапасом по 200 патронов. Стрельба из пулеметов велась через плоскость винта и поэтому была синхронизирована с его вращением.
Бронирование включало бронеспинку толщиной 10 мм, козырек и заголовник из прозрачной брони толщиной 65 мм. Предусматривалась возможность установки дополнительной брони.
Винтомоторная группа (ВМГ) состояла из поршневого двигателя жидкостного охлаждения ВК-107А, мощностью в 1650 л.с. с коробкой привода компрессора и четырехлопастного цельнометаллического винта изменяемого шага, диаметром 2,9 м.
ВРДК состоял из осевого компрессора Э-3020, длинного вала привода компрессора, камеры сгорания с системой форкамер и форсунок. Воздух для ВРДК поступал из носового воздухозаборника, расположенного под коком воздушного винта. Воздушный канал пролегал под ВК-107А и через вырез в лонжероне крыла подходил к осевому компрессору, и далее следовал к передней части камеры сгорания с установленными в ней форка- мерами и форсунками. Задняя часть камеры сгорания была оборудована створками для регулирования проходного сечения реактивного сопла. Камера сгорания охлаждалась воздухом, забираемым за компрессором и поступавшим в промежуток между кольцевым экраном и наружной стенкой камеры сгорания. Питание ВРДК осуществлялось из фюзеляжного и правого крыльевого баков.
Мотокомпрессорная установка ВДРК.
Камера сгорания ВРДК.
Четырехлопастный воздушный винт изменяемого шага — цельнометаллический. Защита кабины состоит из бронеспинки толщиной 10 мм, козырька и заголовника из бронестекла.
Конструкция фюзеляжа — типа «монокок», выполнена из дюралюминия. По всей длине фюзеляжа проходит воздушный канал, в котором последовательно размещаются компрессор (с приводом от двигателя), водяной радиатор и форсуночная камера. Хвостовая часть канала, изготовленная из жаропрочной стали, является камерой сгорания с регулируемым отверстием выхода. Форсуночная часть канала и камера сгорания имеют двойную стенку, в полости которой проходит воздух для охлаждения.
Маслорадиатор — в тоннеле левой консоли крыла с выходом на нижней поверхности крыла. Питание горючим основного двигателя и ВРДК производится из двух бензобаков, расположенных в фюзеляже за кабиной пилота и в правой консоли крыла.
Свободнонесущий металлический нерегулируемый стабилизатор и металлический киль укреплены над фюзеляжем. Места заделки закрыты зализами. Рули имеют весовую и аэродинамическую компенсац о, а также снабжены металлическими управляемыми триммерами.
Шасси убирается вдоль размаха в носок крыла с помощью гидравлического управления. Размер колес — 650 х 200 мм. Стойки шасси и колеса в убранном положении закрыты створками. Убираемое в полете костыльное колесо и его механизм уборки располагаются под камерой сгорания. Костыльное колесо без протектора, размером 300 х 125 мм.
Самолет Су-5 имел сверху зеленую окраску, снизу — светло-голубую (поверхность матовая).
ЛТХ:
Модификация: Су-5
Размах крыла, м: 10,56
Длина, м: 8,51
Высота, м: 2,97
Площадь крыла, м2: 17,00
Масса, кг
-пустого самолета: 2954
-максимальная взлетная: 3604
Тип двигателя: 1 х ПД ВК-107А + 1 х ВРДК
-мощность, л.с.: 1 х 1650
Максимальная скорость, км/ч: 830
Крейсерская скорость, км/ч: 640
Практическая дальность, км: 600
Cкороподъемность, м/мин: 880
Практический потолок, м: 12000
Экипаж: 1
Вооружение: 1 х 23-мм пушка НС-23 (100 снарядов) и 2 х 12,7-мм пулемета УБС (400 патронов).
Истребитель Су-5 (И-107).
Истребитель Су-5 (И-107).
Истребитель Су-5 (И-107).
Истребитель Су-5 (И-107). Вид спереди.
Истребитель Су-5 (И-107). Вид сзади.
Схема двигательной установки.
Су-5. Чертеж.
Су-5. Схема.
.
.
Список источников:
В.Б.Шавров. История конструкций самолетов в СССР 1938-1950 гг.
Б.Л.Симаков. Самолеты страны Советов. 1917-1970.
Энциклопедия-справочник. Самолеты страны Советов.
Николай Гордюков. Экспериментальный истребитель Су-5.
Авиация и Космонавтика 2004/07. Владимир Проклов. Первые реактивные самолеты П.О.Сухого (1941-1950 гг.).
Крылья Родины. «Двойники» Су.
Авиационный форум Prop&Jet. Архивные фото.