Проект истребителя И М-120.
Разработчик: П.О.Сухой
Страна: СССР
Проект 1939 г.
Во втором полугодии 1939 года П.О.Сухой предъявил в НИИ ВВС проект скоростного истребителя с двигателем М-120 2ТК. Истребитель предназначался для ведения активного воздушного боя, поражения противника огнем в сочетании с большой скоростью полета, а «в особых условиях обстановки» и для поражения наземных целей бомбометанием с пикирования. В октябре 1939 года было подготовлено заключение по эскизному проекту, в нем отмечалось, что: «… Конструкция самолета, разработанная по оригинальной схеме, в целом рациональна, т.к. обеспечивает удачную компоновку ВМГ и хорошие летно-тактические характеристики … Самолет… имеет лучшую аэродинамическую форму не только по сравнению с самолетами, имеющими моторы воздушного охлаждения, но и с самолетами, имеющими моторы жидкостного охлаждения за счет возможности придания хорошей формы передней части фюзеляжа …»
В выводах указывалось:
«…1. Выбранная конструктором схема при наличии мощного мотора обеспечивает получение самолета с летными данными, резко выделяющимися от данных лучших заграничных истребителей и истребителей ВВС РККА, а также обладающим мощным вооружением и хорошим обзором вперед. Постройка такого самолета является крайне необходимой.
2. Летно-тактические данные расчетом, в основном, обоснованы и проект в целом является вполне реальным, а самолеты такой схемы были уже построены и проверены в полете. (Белл ХР-39, Кольховен FK-55)…».
Американский опытный истребитель ХР-39.
Голландский опытный истребитель FK-55.
Проект был одобрен специалистами НИИ ВВС, Заключение гласило:
«…Эскизный проект пушечного скоростного истребителя с мотором М-120 и 2ТК — утвердить …
2. Главному конструктору довести скорость самолета до 750 км/ч, внести в проект изменения в соответствии с настоящим заключением и ТТТ ВВС РККА и предъявить в НИИ ВВС к 1 декабря 1939 года.
3. Поставить вопрос перед ЦИАМом о срочном изготовлении турбокомпрессора к мотору М-120.
4. Включить постройку самолета в план опытного строительства на 1940 год.»
Эскизный проект был утвержден Начальником ВВС РККА Я.В.Смушкевичем 4 ноября 1939 года с резолюцией: «Дальность увеличить до 1000 км».
И М-120. Схема (реконструкция).
В докладной записке к плану опытного самолетостроения на 1940-41 годы, подготовленной в середине декабря 1939 года, отмечалось: «…План опытного самолетостроения по одноместным скоростным истребителям имеет целью получить в 1941 году опытные истребители с максимальной скоростью 750 км/ч на высоте 9-10000 м. Настоящее состояние скоростных истребителей характеризуется следующим:
1. Строится в серии И-16 М-63 с максимальной скоростью — 489 км/ч.
2. Подготавливается серия самолета И-180, который с М-87Б на высоте 5800 имеет скорость — 540 км/ч.
3. При установке на него М-88, самолет должен дать на высоте 7000 м — 580-600 км/ч.
4. Прошел предварительные госиспытания самолет И-28 с М-87Б, который дал на высоте 5000 м 545 км/ч.
5. При установке на него М-88, самолет должен дать на высоте 7000 м — 580-600 км/ч.
6. Находятся в постройке с выпуском на испытания в феврале-мае 1940 года истребители с М-105, М-106ТК и без ТК (т. Яковлев, Сухой, Горбунов, Бисноват) со скоростями — 620-675 км/ч.
При постройке нового одноместного истребителя с моторами М-120 с ТК или М-71 с ТК имеется возможность в 1941 году получить максимальную скорость 700-725 км/ч. Основанием для этого служит следующее:
1. Увеличение мощности мотора до 1500л.с. на высоте 7500-8000м, … может дать прирост скорости на 11%.
2. Увеличение нагрузки на кв.м крыла до 175-180 кг может дать 2%.
3. Увеличение коэффициента полезного действия винта до 0,75 … дает 2%.
4. Установка длинного вала на М-120 или удлиненного носка мотора на М-71 улучшает обтекаемость носовой части и может дать 2%.
5. Повышение высотности мотора на 2-3000 м может дать прирост скорости до 8%.
Таким образом, проведение указанного суммарно может дать 25%. Учитывая же снижение максимальной скорости в силу сжимаемости воздуха за счет увеличения сопротивления самолета на скоростях близких к 700 км/ч (примерно 5%), можно считать, что скорость нового самолета должна повыситься, по сравнению с существующими и проектируемыми конструкциями, на 20%, т.е. если самолет с М-105 или М-88 дает сейчас 580-600 км/ч, то новый самолет в 1941 году должен дать 700-720 км/ч …
Следовательно, для осуществления намеченных скоростей в 1941 году, прежде всего, необходимо разрешить в 1940 году целый ряд вопросов, поставленных выше (новые моторы, новые винты, новые аэродинамические профили и формы, использование тепла, длинные валы, удлиненные носки).
Для применения же в опытных самолетах частично или полностью всего того, что получит положительное решение из указанного выше, целесообразно поручить главным конструкторам заводов № 135 т. Сухому и № 1 т. Поликарпову спроектировать и построить одноместные одномоторные истребители …».
Далее в примечании отмечалось, что эскизный проект П.О.Сухого утвержден НИИ ВВС и в настоящее время ведется рабочее проектирование самолета.
В начале января 1940 года главный конструктор завода №135 П.О.Сухой направил в адрес Зам. Наркома авиационной промышленности А.С.Яковлева письмо следующего содержания: «В плане опытного строительства моего конструкторского бюро на 1940 год находится ряд объектов, изготовить которые в срок и должного качества на опытном производстве завода № 135 не представляется возможным.
Кроме того, я предполагаю в 1940 году подготовить два проекта самолета с применением длинного вала и новейших достижений аэродинамики с расчетом получения максимальной скорости порядка 750 км/ч на 1941 год. Эти работы немыслимо провести без постоянной связи и консультации ЦАГИ, ЦИАМ и завода № 24. Работа по внедрению самолета (ББ-1 — прим. автора), требующая присутствия всего коллектива на … заводе № 135, уже закончена…
В связи с вышеизложенным, прошу поставить вопрос о предоставлении моему коллективу одной из Московских производственных баз, в которой можно было бы наладить, в дополнение к 2-3 опытным объектам, изготовление небольших серий количеством 10-15 самолетов в год».
4 марта 1940 года Комитет Обороны при СНК СССР утвердил план опытного самолетостроения на 1940-1941 годы и, кроме того, обязал НКАП организовать на базе КБ-29 опытный завод № 289. В утвержденный план постройку истребителя с мотором М-120 не включили, по-видимому, это было связано с задержками в доводке двигателя М-120 (доводка мотора продвигалась медленно и с большими трудностями, и в последствии в 1942 году работы по М-120 прекратили), а также с загруженностью ОКБ П.О.Сухого другими работами.
Согласно эскизному проекту, самолет истребитель с двигателем М-120 представлял собой цельнометаллический низкоплан с трехколесным убирающимся шасси.
Фюзеляж состоял из двух частей: носовой (НЧФ) и хвостовой (ХЧФ). Носовая часть была выполнена в виде фермы, сваренной из хромансилевых труб с легкосъемными капотами из дюралюминия и электрона. В НЧФ размещались:
— редуктор воздушного винта;
— вооружение;
— кабина пилота, закрытая фонарем;
— силовая установка.
К носовой части крепилась передняя опора шасси. В хвостовой части, выполненной в виде дюралевого монокока, размещались канал водорадиатора и оборудование. В нижней части находился дополнительный киль, предохраняющий ХЧФ и оперение от поломки, при посадке с большими углами.
Двухлонжеронное цельнометаллическое крыло трапециевидной формы в плане, состояло из центроплана и двух отъемных консолей. Элероны — типа «Фриз».
Хвостовое оперение — цельнометаллическое. Рули с весовой балансировкой.
Шасси — трехопорное с носовым колесом. Передняя опора убиралась по потоку с небольшим смещением от оси симметрии. Основные опоры убирались по размаху, в направлении к концевым частям крыла. Уборка и выпуск осуществлялись при помощи гидросистемы.
Самолет проектировался под поршневой двигатель жидкостного охлаждения М-120, устанавливаемый за спиной летчика, в ферменной части фюзеляжа. Такое расположение двигателя придавало НЧФ хорошо обтекаемую форму, уменьшая момент инерции и улучшая обзор летчику.
Привод воздушного винта ВИШ-27 осуществлялся посредством удлиненного вала. Вал из хромансиле- вой трубы, крепился к фланцу вала двигателя, проходил под сидением летчика и через муфту подсоединялся к переднему редуктору.
Радиатор водяного охлаждения размещался в ХЧФ за мотором и конструктивно был выполнен по аналогии с самолетом Су-1 (Су-3).
Двигатель М-120, с заявленной мощностью 1500 л.с., представлял собой 18-цилиндровый, рядный двигатель жидкостного охлаждения М-120, состоявший из трех блоков от мотора М-103, а затем от М-105. Блоки располагались под углом 120° друг к другу этакой трехлучевой звездой, причем один блок был ориентирован головками вверх (в перевернутой Y-образной конфигурации). Мотор оснастили карбюратором и двухскоростным ПЦН.
Турбокомпрессоры располагались внутри фюзеляжа, по обе стороны от двигателя. Выхлопные газы от М-120 подводились к ТК, а из них отводились в канал за водорадиатором. Предусматривался отвод газов в канал водорадиатора, минуя ТК. Кроме того, выхлопные трубы заключались в кожухи, продув которых осуществлялся через воздухозаборники в лобовой части центроплана с выходом продувочного воздуха в канал за водорадиатором.
Компоновочная схема И М-120 (реконструкция).
Топливо размещалось в двух центропланных протектированных баках по 325 кг, для обеспечения взрывобезопасности, заполняемых выхлопными газами. Предусматривалась подвеска дополнительного топливного бака на 150 кг.
Вооружение включало в себя 23-мм пушку с боезапасом в 100 патронов, стреляющую через полый вал редуктора и два синхронных пулемета БС калибра 12,7 мм, с суммарным боезапасом 400 патронов.
На самолете предусматривалась установка кислородного и противопожарного оборудования, а в перегрузочном варианте — радиостанции.
Бронезащита — аналогична самолету Су-1.
ЛТХ истребителя с двигателем М-120 (расчетные):
Площадь крыла, м2: 18,0
Масса, кг
— пустого: 2542
— полетная: 3300
Максимальная скорость, км/ч
— у земли: 540-550
— на Н=10000 м: 730-740
Практический потолок, м: 13000
Дальность полета на Н=10000 м, км
— нормальная: 610
— с подвесным баком: 1000
.
.
Список источников:
Журнал «Авиация и космонавтика» № 08 за 2010 г. Владимир Проклов. Самолеты П.О.Сухого периода второй мировой войны. Инициативные работы.
Журнал «Двигатель» №3 (39) 2005 г. Владимир Котельников. Совершенствование моторов «Испано-Сюиза» 12Y Владимиром Яковлевичем Климовым.