Истребитель и-21 (цкб-32).

Разработчик: ОКБ Ильюшина
Страна: СССР
Первый полет: 1937 г.

Особенное внимание к середине 1930-х годов, при проектировании истребителей, уделялось предстоящему понижению аэродинамического сопротивления. В данной связи начинает проявляться интерес к рядным двигателям водяного охлаждения, имевших меньшую площадь поперечного сечения, чем у моторов с воздушным охлаждением при практически однообразной мощности. В распоряжении советских конструкторов на этот период имелось два таких мотора: отечественный М-34ФРН, еще не совсем доведенный, но имеющий мощность 1200-1250 л.с. и лицензионный М-100 («Hispano-Suiza» 12 YBbrs) мощностью в 860 л.с.

направляться подчернуть, что еще в конце 1934 года конструкторская несколько Н.Н.Поликарпова, оптимально соединив воедино высокие технические данные одного из лучших в то время зарубежных двигателей водяного охлаждения «Испано-Сюиза» и красивую аэродинамику планера, выпустила еще один скоростной истребитель-моноплан И-17 с расчетной скоростью 500 км/ч. Но досадные неточности, допущенные при проектировании, и неприятности на протяжении летных опробований не разрешили запустить эту машину в серийное производство, не обращая внимания на то, что работы по доводке нескольких экземпляров этого самолета длились около четырех лет. Однако на нем в первый раз в Советском Альянсе применили и изучили схему скоростного моноплана с пушкой, стреляющей через полый вал редуктора двигателя.

Развернувшиеся в бригаде С.В.Ильюшина сразу после майского праздника 1935 года работы по скоростному истребителю И-21, имевшему заводское обозначение ЦКБ-32, велись в двух направлениях и были четко сформулированы главным конструктором в его объяснительной записке к эскизному проекту: «Мы думаем, что боевой истребитель имеет полноценность лишь в том случае, если его громадная скорость дополнена двумя не меньше ответственными данными: эксплуатационной надёжностью и вооружённостью».

Оружие И-21 по тем временам было замечательным. В один момент разрабатывалось два варианта оружия, один из которых предусматривал установку четырех пулеметов ШКАС калибра 7,62 мм в крыле вне территории, ометаемой винтом, с боезапасом по 500 патронов на ствол. В перегрузочных вариантах на самолете допускалось размещение радиостанции и четырех бомб калибра 10 кг либо двух выливных авиационных устройств ВАП-6 либо четырех бомб калибра 25 кг.

Во втором варианте самолет комплектовался двумя крыльевыми пушками ШВАК с боезапасом по 125 патронов на каждую. Дополнительно в перегрузочных вариантах имели возможность размещаться радиостанция либо еще 150 патронов.

Стрелковое и пушечное оружие проектировалось так, дабы обеспечить наикратчайший путь снарядов от самой дальней точки патронных коробок до приемника оружия. На И-21 данный путь не превышал 1,15 м. Таковой подход к проектированию стрелково-пушечных установок обеспечивал их безотказную работу и не снижал темпа стрельбы.

При проектировании стало известно, что для боевого истребителя достижение скорости 600 км/ч вероятно лишь с применением мотора М-34ФРН при условии внесения в него многих значительных трансформаций.

Во-первых, требовалось уменьшить площадь его миделя, во-вторых, осуществить доработки, разрешавшие взять обычную центровку самолета. Дело в том, что М-34 создавался для тяжелых автомобилей и имел достаточно большую массу. При установке его на небольшой одноместный истребитель появлялись проблемы с центровкой.

По просьбе Ильюшина моторостроительный завод № 24 выпустил всю нужную конструкторскую документацию и обязался передать заводу № 39 два особых модифицированных двигателя мощностью 1275 л.с. на высоте 2200 м.

На них предусматривалось поменять местами бензо- и водонасосы топливной и охладительной совокупностей, переместить маслоотстойник на 150 мм назад, поменять расположение динамо, на 200 мм удлинить носок картера и сделать скос на его передней нижней части, установив редуктор без понижения оборотов.

В один момент требовалось пропустить через картер герметичную металлическую трубу квадратного сечения для прохода переднего лонжерона крыла и обеспечить работу первого мотора на пароводяном (испарительном) охлаждении. Для этого установить две помпы для откачки сконденсированного пара, а второй — подготовить для работы с этиленгликолевым охлаждением.

Срок передачи двигателей устанавливался 1 декабря и 1 января 1936 года.

Выбирая для самолета данный мотор, конструкторы учитывали не только его характеристики. Принятое ответ Ильюшин обосновал следующим образом:

«Сейчас для улучшения летных данных отечественных боевых самолетов мы вынуждены были использовать моторы зарубежных конструкций («Испано-Сюиза», «Райт-Циклон», «Гном-Рон» и др.) и так, один из основных элементов, определяющих самолет, был зарубежным. Сейчас и данный последний элемент есть советской конструкцией и производства СССР, наряду с этим, что очень принципиально важно, он по своим техническим данным стоит выше, чем любой зарубежный мотор.

Так, мы имеем у нас все нужные и достаточные технические элементы для боевых самолетов, по своим данным стоящих выше заграничных. Ни с какими вторыми моторами нельзя получить таковой скорости для боевого истребителя.»

На первый взгляд может показаться необычной установка на моторе редуктора, в котором обороты коленчатого вала и втулки воздушного винта не изменялись. Но это разрешило взять красивую форму носовой части фюзеляжа и как следствие, небольшой коэффициент ее лобового сопротивления. Помимо этого, редуктор позволил при других равных условиях использовать воздушный винт с громадным на 500 мм диаметром при весьма низком шасси.

Масса редуктора по плану конструкторов должна была с лихвой компенсироваться малым уменьшением массы и сопротивлением фюзеляжа шасси.

Еще в марте 1935 года ГУАП обязал все фабрики Глававиапрома, разрабатывавшие новые умелые самолеты под М-34, обязательно предусмотреть вариант испарительного охлаждения. Пять месяцев спустя в приказе главы ГУАП Королева уже сообщалось об удовлетворительном завершении работ по переводу мотора на испарительное охлаждение и об успешном заграничном опыте по применению данной совокупности на последних типах армейских самолетов. В этом же приказе директорам фабрик и ЦАГИ предлагалось «в целях обнаружения преимуществ М-34 с испарительным охлаждением» перед простым водяным, еще раз безотлагательно проработать вопрос «о его применении на самолетах, на которых возможно взять громаднейший эффект от для того чтобы типа охлаждения».

Но уже летом следующего года распоряжением правительства авиапрому решительно внесли предложение переходить на этиленгликолевое охлаждение авиационных двигателей. Не эти ли руководящие документы сыграли решающую роль при выборе совокупности охлаждения на И-21? Так как ее разрабатывали как раз в этих вариантах.

Какие конкретно же пользы сулили конструкторам столь упорно рекомендуемые совокупности?

Как мы знаем, что сопротивление находящегося в потоке радиатора существенно сокращает скорость самолета, исходя из этого изучению дорог уменьшения этого «вредного» параметра уделялось громадное внимание.

Первая из упомянутых выше совокупностей разрешала всецело устранить, а вторая — существенно снизить сопротивление радиатора за счет меньшей площади его охлаждающей поверхности.

В случае если в простых совокупностях водяного охлаждения, имеющих температурный режим ниже 100°С, кг воды при нагреве на 10°С забирает от стенок цилиндров 10 калорий тепла, то при испарительном охлаждении, при котором вода в рубахах цилиндров мотора доводится до кипения, испарение того же количества воды уносит от двигателя уже 540 калорий. Появившийся пар, конденсируясь в плоских радиаторах, образованных двойной трудящейся обшивкой крыла, возвращается в двигатель для повторения цикла.

Существовало вывод, что при любом повреждении крыльевого радиатора мотор не выйдет из строя, т.к. количество циркулирующей в совокупности в виде пара воды образовывает только 2% от ее общего объема и расход пара, выходящего через пробоину, возможно легко компенсировать водой из расходного бачка.

Использование для охлаждения моторов высококипящих жидкостей (к примеру, технический этиленгликоль с точкой кипения около 150°С), за счет повышения их температуры в радиаторе до 125°С разрешало уменьшить охлаждающую площадь последнего практически вдвое. Платой за эти успехи была необходимая модификация моторов водяного охлаждения, предназначенных для работы с новыми совокупностями.

Упорное рвение уменьшить утраты скорости решило в вопросе выборе типа охлаждения для первого умелого экземпляра И-21 в пользу испарительного.

Во всем диапазоне скоростей горизонтального полета, от минимальной до большой, охлаждение двигателя должен был снабжать крыльевой радиатор, расположенный по верхней поверхности центральной части крыла. Для набора высоты и режимов руления на самолете установили выдвижной радиатор. Обосновывая принятое ответ, Ильюшин писал: «Зная, что существующие крыльевые радиаторы с громадным числом соединений являются сложными по монтажу и своей конструкции, кроме возможность массовой эксплуатации, мы приняли все меры к тому, дабы сделать его несложным по конструкции, а, следовательно, эргономичным и надежным в эксплуатации.»

Истребитель ЦКБ-32 воображал из себя свободнонесущий моноплан со стреловидным по передней кромке крылом, цельнометаллический, с убирающимся шасси и закрытой кабиной летчика с раскрывающимися в обе стороны дверками.

Самолет имел минимальные размеры, а особые изучения, совершённые на протяжении проектирования, разрешили взять мидель фюзеляжа только на пара процентов больше поперечного сечения двигателя. Наряду с этим сохранились отвечавшие существовавшим нормам габариты кабины летчика (протяженность 1400 мм, ширина 800 мм), снабжавшие его достаточно эргономичное размещение.

В конструкции планера широкое использование нашли каленые хромансилевые трубы, использованные в лонжеронах крыла и фюзеляжа, моторной рамы. Менее нагруженные элементы планера выполнялись из дюраля, за исключением полотняной обшивки рулей. Громадное внимание уделили жёсткости и повышению прочности главных сочленений и узлов.

Самолет отличался низким шасси и несложной кинематической схемой выпуска и уборки посредством масляно-пневматической совокупности.

Строили две автомобили. На первой из них применили испарительную совокупность охлаждения, двигатель второго самолета должен был охлаждаться этиленгликолем.

Бессчётные неприятности, имевшие место при изготовлении и проектировании самолета, срыв заводом № 24 срока поставки двигателя стали причиной большой задержке окончания его постройки.

В отчете завода № 24 за 1936 год сообщалось:

«Главная задача, поставленная перед заводом по умелому моторостроению во второй половине 30-ых годов двадцатого века — форсирование мотора М-34 и связанная с этим модификация. Ответ данной задачи усложнилось требованиями, предъявляемыми умелыми организациями к производству нескольких видов форсированных моторов применительно к различным типам запроектированных умелых самолетов (ТераБайт-7, ДБ-А, И-21 и др.). Благодаря чего завод, кроме форсирования проблемы мотора и разрешения модификации, должен был расширить количество типов двигателей, намеченных к производству и заняться доводкой каждого из них в отдельности.»

Появившиеся трудности учли в плане умелого строительства самолетов на 1936-1937 годы. Установленный ранее срок начала национальных опробований И-21 в августе 1936 года перенесли на год. К сожалению, пока не отыскано документов, удостоверяющих правильную дату первого полета истребителя И-21.

Большая часть авторов имеющихся по этому вопросу публикаций уверены в том, что он состоялся в конце 1936 года. В докладе же помощника наркома оборонной индустрии Кагановича, подготовленного в марте 1937 года в качестве отчета о исполнении замысла умелого строительства авиации за 1936 год отмечалось:

«Выстроен и передан на заводские опробования (…) истребитель И-21 со скоростью, доходящей до 600 км/ч.»

Для всех других умелых самолетов, указанных в этом докладе, приводятся конца заводских и даты начала либо национальных опробований.

Возможно привести один из распоряжений по авиапрому, датированный 2 апреля 1937 года. В списке работ, каковые требовалось закончить до 15 мая 1937 года, имеется пункт: «…по заводу № 39 — закончить летные опробования мотора М-34ФРН на самолете конструкции Ильюшина.»

Так, первый полет на ЦКБ-32 летчик-испытатель В.К.Коккинаки выполнил вероятнее в начале 1937 года.

Первые же полеты самолета продемонстрировали неспособность и несовершенство совокупности охлаждения обеспечить обычный температурный режим мотора. Не обращая внимания на огромные упрочнения, попытка приспособить методом очень значительных конструктивных дорабо

Оружие Победы часть 17. Тяжёлый бомбардировщик Пе-8

Увлекательные записи:

Похожие статьи, которые вам, наверника будут интересны: