Истребитель Су-1.

Истребитель Су-1 (И-135).

Разработчик: ОКБ Сухого
Страна: СССР
Первый полет: 1940 г.

Проектом плана опытного самолетостроения на 1939 год и первую половину 1940 года, предусматривалось, среди прочих задач, создание истребителя с моторами жидкостного охлаждения и скоростью полета 620-650 км/ч. Такое задание получили некоторые конструкторские коллективы, в том числе и возглавляемый П.О.Сухим 15-й отдел завода № 156.

Тактико-технические требования (ТТТ) на скоростной одноместный истребитель с мотор-пушкой ШВАК были представлены ВВС в конце 1938 года. Военные заказчики предлагали использовать моторы М-103 с турбокомпрессорами или М-103А с двухскоростным нагнетателем.

Утверждение плана на 1939-1940 годы слишком затянулось, поэтому в марте 1939 года Первое Главное управление (ПГУ) направило неутвержденные задания в производственные организации.

Пока шло предварительное согласование, в ОКБ В.Я.Климова уже работали над более мощным мотором М-105 и Сухой представил 23 мая 1939 года эскизный проект истребителя с этим новым двигателем. Проект одобрили и утвердили 1 июня 1939 года, а 23 июля того же года был утвержден макет самолета.

Наконец, 29 июля 1939 года вышло несколько постановлений Комитета Обороны (КО), которые узаконили годовой план опытного самолетостроения.

Постановление «О создании новых опытных самолетов-истребителей в 1939-1940 гг.» обязывало главного конструктора Сухого и директора завода № 135 Нейштадта спроектировать и построить одноместный пушечный истребитель в двух вариантах.

Первый из них должен был иметь:
-мотор М-105П с ТК-2;
-максимальную скорость полета 560-580 км/ч на высотах 5000-6000 метров, а на 8000-10000 метрах — 600-625 км/ч;
-посадочную скорость 110-120 км/ч;
-скоростную дальность полета 600 км, а с подвесным баком — 1000 км;
-время набора высоты 10000 метров — 8-10 минут;
-практический потолок 11000-12000 метров;
-в качестве вооружения мотор-пушку калибра 20 мм и два 7,62-мм синхронных пулемета ШКАС, а также предусматривалась подвеска до 100 кг бомб.

Второй вариант самолета планировался с мотором М-106П и ТК-2. Он должен был обладать несколько лучшими летными характеристиками: максимальная скорость 580-600 км/ч на высоте 6000 метров , на 8000-10000 метрах — 620-640 км/ч при тех же посадочной скорости, скороподъемности и дальности полета. Вооружение дополнялось двумя синхронными пулеметами УльтраШКАС.

Сроки предъявления этих истребителей на государственные испытания — соответственно, март и июль 1940 года.

Следует отметить, что в связи с ориентацией Управления ВВС на обязательное использование на всех без исключения самолетах турбокомпрессоров, новые машины тоже предлагалось строить только с турбокомпрессорами.

Самолет проектировали как истребитель повышенной высотности. Его нельзя было рассматривать в качестве высотного, поскольку герметическая кабина для летчика не предусматривалась. Повышенной высотности достигали в результате применения двух турбокомпрессоров ТК-2. Еще разработчики использовали в этих целях ряд конструктивных и аэродинамических решений. Так, в соответствии с эскизным проектом самолет имел смешанную конструкцию — крыло металлическое, а фюзеляж деревянный.

Крыло однолонжеронной конструкции, лонжерон из хромомолибденовых труб. Поперечный набор в виде дюралевых нервюр. Обшивка дюралюминиевая. Крыло с центропланом и отъемными консолями. Металлическое крыло легче деревянного, что давало выигрыш в весе конструкции и обеспечивало повышение потолка самолета.

Для того, чтобы снизить аэродинамическое сопротивление самолета на больших высотах и тем самым увеличить его потолок и горизонтальную маневренность, крылу придали относительно большее удлинение и относительно большую площадь. За счет этих мероприятий вес крыла возрастал на 10-15 %, но при этом достигалось увеличение практического потолка примерно на пять процентов.

Фюзеляж представлял собой деревянный полумонокок, Каркас состоял из четырех лонжеронов переменного сечения, стрингеров, шпангоутов и обшивки, выклеенной из шпона. Оперение имело следующий вид: киль был выклеен за одно целое с фюзеляжем, имел два лонжерона коробчатого типа, стабилизатор монококовой конструкции, состоял из трех продольных стенок и ряда бульбстрингеров; дюралевый, каркас рулей и элеронов дюралевый, обшивка полотняная. Управление элеронами и рулем высоты жесткое, а руля направления — тросовое.

Шасси одностоечное, убиралось назад в центроплан с поворотом колес на 90° вокруг стоек. Хвостовое колесо также убиралось. Уборка шасси производилась с помощью гидравлической системы.

Охлаждение мотора водяное, под давлением. Водорадиатор расположили в фюзеляже за сидением летчика. Воздухозаборник водяного радиатора находился под фюзеляжем. Выход охлаждающего воздуха — в верхней задней части фюзеляжа.

Маслорадиатор помещался под передней частью мотора. Покрытый протектором фибровый маслобачек был установлен над мотором под капотом. Турбокомпрессоры — в бортах фюзеляжа, позади мотора. Работали они от выхлопных газов мотора.

Предусматривалось автоматическое регулирование температуры воды и масла, оборотов мотора и турбокомпрессоров. Винт трехлопастный изменяемого в полете шага ВИШ-61.

Основной бензобак емкостью 250 кг был фибровым и протектированным, устанавливался под сидением летчика. Подвесной бак емкостью 150 кг укрепляли на бомбовых замках под левым крылом.

Предусматривалось бронирование летчика и водяного радиатора от обстрела сзади.

Самолет обладал достаточно высокими летными данными. По эскизному проекту максимальная скорость на высоте 4500 м должна была составить 580-600 км/ч, на высоте 10000 метров — 640 км/ч, посадочная — 110 км/ч.

Практический потолок равнялся 10750 метрам (отметим, что потолок был недостаточным для перехвата немецких высотных разведчиков). Скоростная дальность полета предполагалась в 530 км. По данным, представленным ОКБ позднее, время набора высоты 6000 м составляло 6,1 минут, а высоты 10000 метров — 12 мин. Время виража на 1000 метрах равнялось 16 секундам. Длина разбега со щитками была 220 метров, длина пробега с тормозами — 230 метров.

В состав вооружения входила мотор-пушка ШВАК с боезапасом 120 снарядов и два пулемета ШКАС с запасом 1700 патронов. Предусматривалась подвеска до 100 кг бомб.

Истребитель имел следующие основные параметры:
-площадь крыла — 20 м2;
-размах -11,6 метров, длина самолета — 8,425 метров;
-взлетный вес — 2816 кг;
-удельная нагрузка на крыло — 148 кг/м2.;
-удельная нагрузка на мощность — 2,77 кг/л.с.;
-удельная мощность, отнесенная к площади крыла — 55 л.с./м2 (на взлетной мощности) и 52,5 л.с./м2 (на номинальной).

Проект был одобрен, и самолет включили в план опытного строительства на 1939 год.

Несмотря на требование, изложенное в постановлениях Комитета Обороны, конструкторы В.П.Горбунов, С.А.Лавочкин, М.И.Гудков, А.С.Яковлев, а также М.М.Пашинин в ходе работ над новыми истребителями отказываются от применения турбокомпрессоров. Только П.О.Сухой не сдается и продолжает попытки создать истребитель с высокими летными данными на больших высотах.

Для облегчения доводки силовой установки в ходе проектирования самолета, получившего индекс И-135, строится специальный доводочный стенд.

Первый опытный экземпляр И-135 в соответствии с заказом № 330 построили к 25 мая 1940 года на 135-м заводе (потом, в декабре того же года эту машину переименовали в Су-1). Сразу из цеха самолет по железной дороге отправили в ЦАГИ на заводские испытания.

Летчик А.П.Чернавский провел 11 июня рулежки и пробежки. Первый вылет он совершил 15 июня 1940 года и до 15 июля состоялось четыре полета. Заводские испытания и доводку самолета уже полностью обеспечивали специалисты вновь созданного ОКБ П.О.Сухого.

С 10 июня по 3 августа 1940 года на самолете устанавливались четыре различных типа маслорадиаторов. Для отработки ВМГ было выполнено 12 полетов. В одном из них, который осуществлялся с целью отработки температуры масла, Чернавский по ошибке посадил Су-1 с убранными шасси. Самолет получил повреждения и оправился в ремонт. Это произошло 3 августа 1940 года.

Ремонт продолжался до 9 сентября. При этом заменили мотор, сделали новую створку радиатора и новую нижнюю часть капота мотора. Вторично к испытаниям приступили в период с 13 сентября по 2 октября 1940 года. Теперь самолет поднимал в воздух летчик П.М.Попельнюшенко. Он сделал уже двадцать полетов и вот однажды, 2 октября, на высоте 6000 м произошло разрушение мотора из-за обрыва шатунов 4-го и 10-го цилиндров. Летчику удалось нормально посадить машину.

На замену двигателя ушло много времени, потому что новые мотор и винт получили лишь 25 и 28 октября 1940 года соответственно. Испытания возобновились 10 ноября 1940 года. Попельнюшенко, повредившего руку при запуске мотора М-11 на самолете У-2, заменил летчик-испытатель Федоров.

За время испытаний были выполнены следующие работы:
-определены взлетно-посадочные свойства самолета;
-сняты балансировочные кривые на горизонтальном полете, на планировании и на наборе высоты;
-определены максимальные скорости полета на высотах до 6000 метров;
-определена скороподъемность до 5000 метров;
-проведены испытания на флаттер и бафтинг, определена сверхмаксимальная скорость;
-определены скорости полета с включенными ТК;
-проведен отстрел оружия в тире.

В ходе летных испытаний самолет показал хорошую продольную и поперечную устойчивость, а также удовлетворительную путевую устойчивость. Взлет и посадка были просты и никаких особенностей не имели. Усилия на ручку и педали были нормальные.

В сводке о ходе опытных работ, датированной 6 января 1941 года, указано, что Су-1 перелетел на аэродром «Подлипки» завода № 289.

Там на самолет установили новые ТК-2, потому что на старых сгорели лопатки роторов. Переделали капоты мотора и переместили маслорадиаторы в крыло (в носок центроплана). Последнее было вызвано тем, что охлаждение масла осуществлялось недостаточно эффективно. К 13 января маслорадиаторы установили в центроплан.

Для продолжения заводских испытаний 5 февраля Су-1 перегнали в ЦАГИ. Один полет на снятие данных по максимальным скоростям на высотах сделан 13 февраля. До 3 марта определен режим самой оптимальной скороподъемности. Масло снова перегревалось, пришлось принимать меры по дополнительному охлаждению картера. Следует отметить, что с этой проблемой в то время столкнулись все конструкторы, использующие мотор М-105. К сожалению, у ЦАГИ отсутствовали какие-либо достаточно радикальные рекомендации на этот счет. К 10 марта 1941 года были сняты летные характеристики Су-1 без ТК.

В начале мая 1941 года самолет Су-1 совершал полеты на высоте до 6000 м опять без ТК, потому что на первом экземпляре довести силовую установку с турбокомпрессорами так и не удалось. В связи с этим машину на государственные испытания не передавали. Без ТК самолет Су-1 имел небольшие преимущества перед запущенным в серию яковлевским истребителем И-26 — по горизонтальному маневру, взлетно-посадочным характеристикам и устойчивости полета, однако уступал по вертикальному маневру.

ЛТХ:

Модификация: Су-1
Размах крыла, м: 11,60
Длина, м: 8,42
Высота, м: 2,71
Площадь крыла, м2: 20,00
Масса, кг
-пустого самолета: 2495
-максимальная взлетная: 2875
Тип двигателя: 1 х ПД М-105П
-мощность, л.с.: 1 х 1100
Максимальная скорость, км/ч
-у земли: 500
-на высоте: 641
Крейсерская скорость, км/ч: 526
Практическая дальность, км: 720
Макс. скороподъемность, м/мин: 1020
Практический потолок, м: 12500
Экипаж: 1
Вооружение: 1 х 20-мм пушка ШВАК и 2 х 7,62-мм пулемета ШКАС, до 100 кг бомб.

Опытный истребитель И-135.

Опытный истребитель Су-1 (И-135).

Истребитель Су-1. Вид спереди.

Испытании мотора М-105П с ТК-2.

Истребитель Су-1 на месте аварийной посадки.

Проекции Су-1. Рисунок.

Су-1 (И-135). 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.
Авиация и Космонавтика. Владимир Перов, Владимир Проклов, Олег Растренин. Истребители ОКБ П.О.Сухого.
Николай Гордюков. Высотные истребители-перехватчики Су-1 и Су-3.
Крылья Родины. «Двойники» Су.