Харьковский турбоистребитель. Су-1⁠⁠

В 1930-е годы во многих странах мира создавались, принимались на вооружение и становились всё более массовыми так называемые «истребители новой волны» - свободнонесущие монопланы с мощными двигателями (около 1000 л.с. и более) и улучшенной аэродинамикой, в том числе за счёт убираемого в полёте шасси и закрытого фонаря кабины. Пальма первенства принадлежала Германии с их Messerschmitt BF.109 и Великобритании с Hawker Hurricane. Ненамного отставала и Франция. Советский же Союз, хотя и имел на вооружении несколько устаревшие машины типа И-16 и И-153 «Чайка», всё же был в курсе современных тенденций и стремился им соответствовать. Конечно стоить упомянуть, что на рубеже 30-х и 40-х годов некоторыми конструкторами разрабатывались самолёты с заведомо архаичной конструкцией (например свободнонесущий биплан И-207 Боровкова и Флорова), но всё же основной курс держался на прогрессивные самолёты. И одним из последних достижений авиационного прогресса являлся турбокомпрессор, позволявший значительно повысить эффективность двигателя на больших высотах.

Су-1, Hurricane Mk.I, Bf.109F-2

Проектом плана опытного самолетостроения на 1939 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 КБ Харьковского авиационного завода №135, которое возглавлял Павел Осипович Сухой. Тактико-технические требования 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-ЮЗА с двухскоростным нагнетателем. Пока шло предварительное согласование, в ОКБ Климова уже работали над более мощным мотором М-105, и Сухой представил 23 мая 1939 эскизный проект истребителя с этим новым двигателем. Проект одобрили и утвердили 1 июня 1939, а 23 июля того же года был утвержден макет самолета.

Су-1 и МиГ-3

Постановление «О создании новых опытных самолетов-истребителей в 1939-40 гг.» обязывало главного конструктора Сухого и директора завода No.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 компрессорами 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. Длина самолёта - 8.42 м, высота - 2.71 м, размах крыла - 11.6 м, масса пустого - 2495 кг, максимальная взлётная - 2875 кг. 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 большое удлинение и большую площадь (20.0 м²). За счет этих мероприятий вес крыла возрастал на 10-15 %, но при этом достигалось увеличение практического потолка примерно на пять процентов. Удельная нагрузка на крыло составляла 148 кг/м².

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; каркас рулей и элеронов дюралевый, обшивка полотняная. Управление элеронами и рулем высоты жесткое, а рулем направления - тросовое. Шасси двухстоечное, убиралось назад в центроплан с поворотом колес на 90° вокруг стоек. Хвостовое колесо также убиралось. Уборка шасси производилась с помощью гидравлической системы.

Двигатель - поршневой четырёхтактный 12-цилиндровый V-образный бензиновый М-105П конструкции В.Я.Климова мощностью 1100 л.с. 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 маслобак был установлен над мотором под капотом. Турбокомпрессоры ТК-2 - 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 (следует отметить, что потолок был недостаточным для перехвата немецких высотных разведчиков). Скоростная дальность полета (на скорости в 90% от максимальной) предполагалась в 530 км. По данным, представленным ОКБ позднее, время набора высоты 6000 м составляло 6.1 минуты, 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 20-мм мотор-пушка ШВАК с боезапасом 120 снарядов и два 7.62-мм пулемета ШКАС с запасом 1700-1800 патронов. Пушка устанавливалась в развале цилиндров двигателя и стреляла через полый вал редуктора. Такое расположение позитивно влияло на точность стрельбы. Пулемёты устанавливались над двигателем, являлись синхронными и вели огонь сквозь винт, что снижало их скорострельность. Предусматривалась подвеска до 100 кг бомб, однако такой вариант считался перегрузочным.

Проект был одобрен, и самолет включили в план опытного строительства на 1939 год. Несмотря на требование, изложенное в постановлениях Комитета Обороны, конструкторы Горбунов, Лавочкин, Гудков, Яковлев, а также Пашинин в ходе работ над новыми истребителями отказываются от применения турбокомпрессоров. Только 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 No.330 построили к 25 мая 1940 года на Харьковском 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 ОКБ Сухого. С 10 июня по 3 августа 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 отправился в ремонт. Это произошло 3 августа 1940 года.

Су-1 на месте аварийной посадки

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-го. 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 г. соответственно. Испытания возобновились 10 ноября 1940 г. Попельнюшенко, повредившего при запуске мотора М-11 руку, 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. Максимальная скорость у земли составила 500 км/ч, на высоте - 641 км/ч, что полностью соответствовало расчётным показателям. Крейсерская скорость составила 526 км/ч, а практическая дальность - 720 км. Максимальная скороподъёмность достигала 1020 м/мин, а практический потолок - 12500 м.

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

Су-1 на испытаниях зимой 1941 года

В начале мая 1941-го 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 (ставший позднее Як-1) - по горизонтальному маневру, взлетно-посадочным характеристикам и устойчивости полета, однако уступал по вертикальному маневру.

Второй экземпляр И-135 (заказ 360) достраивали на заводе №135 под руководством нового главного конструктора - П.Д.Грушина. Из-за отсутствия двигателя М-106 на нем установили М-105. Эта машина, получившая обозначение Су-3, в незаконченном виде 17 января 1941 года прибыла на завод №289 для покраски, установки винта и доработок по маслорадиаторам, центроплану и капоту. К середине апреля самолет Су-3 был готов к проведению заводских летных испытаний. Однако в связи с выявившейся нецелесообразностью дальнейшие работы по самолетам Су-1 и Су-3 были прекращены совместным постановлением СНК СССР и ЦК ВКП(б) от 16 апреля 1941 года. После выхода постановления самолет Су-1 до начала мая совершил еще несколько полетов, а Су-3 был законсервирован. 0 дальнейшей судьбе этих самолетов известно мало. По некоторым сведениям самолет Су-1 сильно повредили в процессе эвакуации и больше не восстанавливали. Что касается самолета Су-3, то он был эвакуирован в Новосибирский филиал ЛИИ НКАП. По сводкам НИИ ВВС в марте-апреле 1942 года по решению руководства ЛИИ проводилась НИР "...по рациональности применения ТК на современных истребителях...". Для этих целей использовался самолет Су-3. В процессе исследовательских полетов было выявлено, что полностью открытые створки водорадиатора приводили к тряске хвостового оперения. Тряску устранили путем установки створок измененной формы.

Су-3

Такова недолгая история харьковского истребителя повышенной высотности, построенного всего в двух экземплярах. Упорство Павла Осиповича Сухого в попытках создать истребитель с турбокомпрессором, как того требовали «сверху», сыграло злую шутку. Компрессоры ещё были «сырыми» и несовершенными, и к тому времени, как конструктору удалось создать рабочие прототипы, командование само отказалось от проекта «…в связи с выявившейся нецелесообразностью дальнейших работ по проектированию, постройке и испытаниям…» самолётов с турбокомпрессорами. Мудрее поступили те конструкторы, кто изначально не ломал голову над прихотями наркомов и проблемными агрегатами, а строил машины по-своему. Они не потеряли время, и именно их машины были относительно боеготовы к началу Великой Отечественной. И их имена прочно ассоциируются с советской авиацией Второй Мировой - Лавочкин, Яковлев… А вот самолёты Сухого добились признания намного позже, но это уже совсем другая история!

Представлена модель истребителя повышенной высотности Су-1 перед испытательным полётом, закончившимся аварийной посадкой 3 августа 1940 года, аэродром Жуковский, СССР. Модель фирмы Amodel, масштаб 1/72.

Обзор набора, заметки о сборке и покраски модели тут:

Сухой Су-1 (1/72 Amodel). Заметки по сборке

При написании статьи использованы материалы из источников:

http://www.airwar.ru/enc/fww2/su1.html

http://www.airwar.ru/enc/fww2/su3.html

https://ru.wikipedia.org/wiki/Су-1

https://airpages.ru/ru/su1.shtml

На этом пока всё, статья об этом малоизвестном турбо-истребителе выйдет в ближайшее время! Потому подписывайтесь, а также заходите в мою группу Вконтакте, где можно обсудить лично всякие вопросы и даже заказать изготовление модели (https://vk.com/warminiarts), а также подписывайтесь в Инстаграмме, где много фото, и ничего лишнего (https://www.instagram.com/warminiarts_lugansk/). Недавно я расширил свою географию на поистине международную платформу Facebook, потому не обижусь, если вы заглянете и туда (https://www.facebook.com/groups/243556661560452). А сейчас - благодарю за внимание и хорошего времени суток!