Конкуренты легендарного МиГ-21. Часть вторая. Су-7: первый двухмаховый
Однако от сверхзвукового компрессора очень трудно добиться устойчивой работы. Кроме этого, лопатки подвергаются сильным нагрузкам, и даже небольшие забоины на поверхности могут привести к их разрушению. Ввиду этих недостатков обычно сверхзвуковыми делают не все ступени, а только несколько, тогда заставить их работать проще. Люлька решил сделать сверхзвуковой только первую ступень. По своей эффективности она заменяла 3-4 дозвуковые.
Для повышения напорности диаметр колеса новой ступени был увеличен, а диаметр старых ступеней остался прежним, из-за этого в воздушном тракте образовался характерный горб. На испытаниях двигатель заработал и показал расчетные характеристики, но вот его горб не давал покоя коллективу конструкторов. Но все их попытки выправить «уродство» так и не увенчались успехом. Ровный компрессор упрямо работать не хотел. В конце концов его оставили в покое, и необычная форма проточной части компрессора АЛ-7 стала его визитной карточкой.
Люлька даже шутил по этому поводу. Однажды его ОКБ посетила американская делегация из General Electric. Ведущий специалист фирмы, увидев компрессор «семерки», удивленно спросил Люльку: «Почему у вашего двигателя компрессор горбатый?» На что тот шутя ответил: «Он от рождения такой!»
Сверхзвуковая ступень подняла степень сжатия компрессора у АЛ-7 до 9,1. В то время как на предыдущем АЛ-5 с обычным компрессором она равнялась всего 4,5. Максимальная тяга по сравнению с «пятеркой» увеличилась на 1340 кгс.
Двигатель-конкурент АМ-11 (РИФ- 300), разработанный для самолетов Микояна в ОКБ Микулина, имел полностью сверхзвуковой шестиступенчатый компрессор. А вот General Electric для своего двигателя предназначенного для американского фронтового истребителя F-104 (который при проектировании советских машин рассматривался основным противником) пошла простым путем увеличения числа ступеней. Конструкторы нагородили их в J79 аж 17 штук (Следует напомнить, что стоимость одной лопатки реактивного двигателя составляет несколько десятков долларов, и стоимость двигателя растет пропорционально количеству ступеней. Кроме того, растут габариты и вес двигателя.)
Совершенно разными путями пошли конструкторы и в обеспечении устойчивости работы двигателя, и в борьбе с помпажом. Люлька применил перепуск воздуха из проточной части. «Лишний» воздух отводился от четвертой и пятой ступеней, и выбрасывался в атмосферу через отверстия в корпусе двигателя, которые совмещались с двумя вырезами в верхней части фюзеляжа самолета. В нормальном состоянии отверстия на двигателе закрывались стальными лентами. Перепуск являлся самой простой и в то же время самой неэкономичной системой. В момент открытия отверстий в корпусе у ТРД снижалась тяга и увеличивался расход топлива.
У General Electric для устойчивости работы двигателя применялись поворотные направляющие лопатки компрессора. Эта система практически не имела побочных эффектов, но она на порядок сложнее и дороже перепуска. На двигателе Микулина был применен двухкаскадный компрессор, который вообще ничего не требовал, все регулирование обеспечивало вращение роторов низкого и высокого давления с разными скоростями.
В каждом новом полете для уменьшения риска потерять единственную опытную машину скорость увеличивали на 0,1 Маха. 9 июня самолет достиг скорости в 2070 км/ч (М=1,96), но неожиданно начался помпаж воздухозаборника, сопровождавшийся тряской носовой части фюзеляжа, хлопками и "бубнением" в канале воздухозаборника, а также периодическими изменениями тяги двигателя. Махалин, выключив форсаж, сбросил скорость. Помпаж прекратился. Следующий вылет закончился тем же. Стало ясно, что полеты на достижение максимальной скорости придется прекратить до выяснения причин, вызывающих помпаж, и разработки средств его преодоления. Но уже тогда достигнутая скорость превосходила требуемую ТТТ ВВС, что вызвало воодушевление заказчика и руководства МАП, поскольку обещало резкий прирост максимальной скорости по сравнению с самым скоростным на то время советским истребителем МиГ-19… Причиной негативных явлений в воздушном тракте стала неравномерность воздушного потока на входе в двигатель и срывные явления на лопатках сверхзвуковой ступени. Тогда конструкторы изменили форму носового конуса, что позволило Махалину разогнаться до 2,03М (2170 км/ч) и наконец-то взять «второй звук».
Самолет С-1 в период испытаний на максимальную скорость
Продолжение следует…
Использованная литература:
Адлер Е.Г. Земля и небо. Записки авиаконструктора.
Марковский В.Ю., Приходченко И.В. Первый сверхзвуковой истребитель-бомбардировщик Су-7Б. "Выйти из тени!"
Авиация и время // 2011. №5. «Самолет эпохи реактивного классицизма».
АвиО. Антология Су-7.
Крылья Родины // Адлер Е.Г. Как зарождался Су-7.
Цихош Э. Сверхзвуковые самолеты.
Крылья Родины // Агеев В. На пороге "второго звука".
Астахов Р. Фронтовой истребитель Су-7.
История конструкций самолетов в СССР 1951-1965 гг.
Автор: qwert