| Tu-121 | |
|---|---|
| Typ | nadzvukový těžký bezpilotní letoun projektil |
| Vývojář | OKB-156 |
| Výrobce | Tupolev |
| Hlavní konstruktér | Alexej Andrejevič Tupolev |
| První let | 1959 |
| Postavení | Prototyp |
| Vyrobené jednotky | 1 prototyp |
| Možnosti | Tu-123 |
Tu-121 (letoun "121", výrobek "C") - nadzvukový těžký bezpilotní projektil pro start z pozemního odpalovacího zařízení, vyvinutý v OKB-156 A. N. Tupolevem (1957-1960). Byl určen k ničení cílů jadernou náloží na střední vzdálenost (až 4000 km). Nevyrábí se sériově.
V polovině 50. let zaujímala OKB-156 A. N. Tupoleva silné postavení v sovětském leteckém průmyslu: probíhala sériová výroba bombardérů Tu-16 a Tu-95 , byly dokončeny zkoušky osobního Tu-104 , prototyp 105 letadel se připravovalo . Vedení země přitom projevovalo stále větší zájem o raketové zbraně. Začátkem roku 1957 byla uvedena do provozu první strategická střela R-5M v SSSR s jadernou hlavicí, připravovaly se letové zkoušky první mezikontinentální balistické střely R-7 . Na rozdíl od letectví dlouhého doletu by balistické střely mohly překonat stávající i budoucí systémy protivzdušné obrany. To zahrnovalo tradiční letecké konstrukční kanceláře ve vývoji raketových zbraní [1] . V letech 1956-1957 bylo v OKB-156 vytvořeno „Oddělení K“ pro vývoj bezpilotních letounů v čele s A. A. Tupolevem , synem A. N. Tupoleva [2] .
Na pozadí konkurence s Lavočkin Design Bureau , Iljušinem a Berijevem navrhl Tupolev zákazníkovi projekt klouzavé řízené střely [1] , která měla být vypuštěna do výšky 50 km rychlostí 20 000 km/. h pomocí třístupňové kapalinové rakety o startovací hmotnosti 240 t. Předpokládalo se, že v cílové oblasti bude rychlost rakety více než 7000 km/h, dolet bude 9-12 tisíc km s a. odchylka až 10 km. Projekt připomíná nerealizované německé rakety A-9/A-10 a „orbitální bombardér“ Silbervogel . V té době se nevědělo o složitosti vývoje tepelné ochrany pro letadla s hypersonickou rychlostí, která mohla být vytvořena až v 80. letech pro Shuttle a Buran .
Vzhledem k novosti a rozsahu projektu Tupolev navrhl mnohem jednodušší projektil „D“, který měl rychlost 2500-2700 km/h, výšku letu 22-25 km, dolet 9000-9500 km s odchylkou do 10 km. Výnosem Rady ministrů (PSM) ze dne 19. března 1957 bylo OKB-156 uloženo vypracovat plánovací řízenou střelu (téma „KR“, později „DP“) pouze na úrovni výzkumu a v úroveň VaV - produkt "D" s dokončením návrhu designu ve třetím čtvrtletí roku 1958 [1] [3] .
Od roku 1954 byly vyvíjeny bezpilotní strategické projektily „ Storm “ OKB S. A. Lavočkin a „Buran“ OKB V. M. Myasishchev , které v době vydání PSM dosáhly fáze přípravy na letové zkoušky a překonaly produkt „D“ existující pouze na papíru z hlediska rychlostních a výškových parametrů, proto Tupolev navrhl střelu středního doletu „C“ [1] . PSM č. 1145-519 ze dne 23. září 1957, OKB-156 Tupolev dostal pokyn k vytvoření bezpilotního útočného letounu "121" (produkt "C") k ničení strategických cílů na vzdálenost do 4000 km s přístupem k letovým zkouškám na konec roku 1958 [1] [2] [4] [5] [6] (podle jiných zdrojů - v polovině roku 1959 [3] ).
Od dubna 1956 vyvíjí Design Bureau-240 S. V. Iljušina projektil středního doletu P-20 (2500-3000 km při rychlosti 3200 km/h a výšce letu více než 20 km) pro ponorky , od r. V roce 1957 začaly práce na pozemní verzi P-20S s doletem 3200-3400 km. Navzdory tomu, že letoun Tupolev byl méně rozvinutý, PSM z 1. dubna 1959 zastavilo vývoj P-20S "jako duplicitní práce na" C "" [1] .
Celkové uspořádání trupu střely Tu-121 do značné míry opakuje dříve vytvořené střely P-5 Chelomey a P-10 Beriev , na P- byly použity delta křídlo a peří umístěné ve třech rovinách pod úhlem 120°. 15 střela Bereznyak [1] .
Pro letoun „121“ v OKB-300 S. K. Tumanského byl vytvořen proudový motor s nízkou životností s přídavným spalováním KR-15-300 [2] . Původní konstrukce obsahovala pohyblivé středové těleso pro regulaci ventrálního nasávání vzduchu a prstencovou štěrbinovou ejektorovou trysku, která zvyšovala účinnost motoru v počáteční fázi letu [1] . Poprvé v SSSR byly vyvinuty výkonné startovací motory na tuhá paliva pro bezpilotní letoun , v OKB-156 Tupolev byl navržen originální systém pro pasivní odpojování boosterů od letounu [2] .
Autonomní inerciální řídicí systémy 50. let mohly při letu na maximální vzdálenost vést k odchylce od cíle o desítky kilometrů, což byl důvod pro použití nebeského navigačního systému pro řízení letu. Astrokorekční systém Earth-AI, vyvinutý pobočkou NII-1 GKAT pod vedením R. G. Chachikyana , byl podobný těm, které byly použity v projektech Lavočkinova bouře a Myasishchev's Buran [1] [2] [5] .
Samostatným problémem bylo kinetické zahřívání při dlouhém letu nadzvukovou rychlostí, navíc motor po celý let pracoval v režimu přídavného spalování. Relativně nízká rychlost letu 2,5–2,6 M zvolená Tupolevem umožnila vyvinout lehkou konstrukci z hliníkových slitin v té době zvládnutých leteckým průmyslem , žáruvzdorné ocelové slitiny byly použity pouze v nejvíce namáhaných konstrukčních prvcích [1] [2] . Dostatek proudového motoru pro zajištění vysokootáčkových charakteristik eliminoval potřebu výkonných startovacích stupňů pro spouštění náporových motorů používaných pro Storm a Buran [1] . Těžké tepelné podmínky pro provoz palubních systémů předurčily velké množství prací na chladicích systémech, které byly prováděny ve specializovaných projekčních kancelářích. Takže v OKB-140 byly poprvé v SSSR vyvinuty startér-generátory s vodním alkoholovým odpařovacím chlazením, které se staly standardním řešením pro elektrické generátory nadzvukových letadel [2] .
Podniky Ministerstva středního strojírenství provedly vývoj specializované jaderné hlavice, která byla za účelem snížení hmotnostních a rozměrových charakteristik integrována s konstrukčními prvky letadla [2] . NII-1011 vyvinula speciální hlavici typu „205“ [3] .
Poprvé v praxi OKB-156 souběžně s vývojem letounu probíhala příprava pozemního komplexu a trasy letu v opuštěných oblastech země pro testování [2] .
Mnoho práce pod vedením A. V. Nadashkeviche bylo provedeno na pozemním mobilním komplexu. Tažné čtyřnápravové odpalovací zařízení ST-10 vzniklo na základě vozidel MAZ-200 a YaAZ-210 u Novokramatorsky Mashinostroitelny Zavod [5] . YaAZ-214 [5] [7] byl původně používán jako odpalovací tahač . V roce 1959 byl nahrazen sériovým dělostřeleckým tahačem MAZ-535 , sloužícím k přepravě balistických střel [2] [4] [5] [7] . Pro spouštění proudového motoru byl traktor vybaven elektrocentrálou o výkonu několika desítek kW. Na návrh inženýra V. I. Bliznyuka (který se později stal hlavním konstruktérem vojenské konstrukční kanceláře) byla délka vodítek odpalovacích zařízení zkrácena z 20 na 10 m.
V druhé polovině roku 1958 byly vyrobeny první experimentální vzorky „letadla 121“ [2] [5] . 30. prosince 1958 se na cvičišti Faustovo u Moskvy uskutečnilo první spuštění simulátoru. Simulátor vyrobený převážně ze dřeva byl vybaven plnohodnotnými startovacími posilovači a zjednodušeným autopilotem AP-85A; konzoly křídla byly odpáleny na konci práce urychlovačů [1] . Podle výsledků zkoušek byly dopracovány prvky odpalovacího zařízení [5] .
První letový model „Letadla 121“ byl připraven v létě 1959 a na zkušební základně Design Bureau ve Vladimirovce začaly přípravy na letové zkoušky . Pro vypracování startovního úseku byl spuštěn druhý simulátor [1] . 25. srpna 1959 v 6 hodin moskevského času za zvuku hymny SSSR vzlétl první výrobek „121“, u startu byl A. N. Tupolev [2] [4] [5] . Druhý exemplář Tu-121 dosáhl konstrukční rychlosti na pochodovém úseku 4. prosince 1959 [1] . Podle jiných zdrojů bylo uskutečněno celkem pět úspěšných startů [2] [3] [5] .
Během testů byla testována řada technických řešení, zejména pomocí králíka domácího umístěného v kokpitu odpalovacího zařízení byla potvrzena bezpečnost operátora při startu z kokpitu, který se stal standardním způsobem spouštění pro všechny následující bezpilotní prostředky vyvinuté Tupolev Design Bureau [2] [5 ] .
Od konce srpna 1958 byl produkt „C“ vyvíjen i ve verzi střela vzduch-země, jako nosič měl využívat bombardér Tu-95 [1] . Kromě toho byl zpracován předběžný návrh „letadla 133“ (produkt „SD“), což byla modernizace Tu-121 s cílem zvýšit dolet na 5000-6000 km s minimálními konstrukčními změnami zvýšením paliva zásobování v nádržích trupu a zavedení přídavných vypouštěných externích palivových nádrží [2] [3] [4] [5] .
Souběžně s prací na Tu-121 vyvinul Tupolev Design Bureau projekt „letadla 123“ (produkt „D“) určeného k zasahování cílů na mezikontinentálních vzdálenostech [2] [3] [4] [5] . Konstrukčně byl „letadlo 123“ zvětšený Tu-121. Pro dosažení většího doletu bylo plánováno použití relativně hospodárného přídavného spalovacího turbodmychadlového motoru NK-6 s tahem 18 000-22 000 kg a zvýšení zásoby paliva. Rozměry hlavice umožňovaly umístit výkonnější termonukleární nálož. Následně byl kód „123“ přidělen novému letounu Tu-123 komplexu Yastreb-1 DBR.
Navzdory úspěšným zkouškám, v souvislosti s přeorientováním na tvorbu balistických raket , byl 11. listopadu 1959 rozhodnutím Komise pro otázky vojenského průmyslu vývoj produktu „C“ uznán jako neperspektivní, všechny práce na Tu- 121 střela byla ukončena PSM ze dne 5. února 1960 let [1] [2] [3] [5] . Rovněž byl přerušen vývoj střel Burya Design Bureau Lavochkin a Buran Design Bureau Myasishchev [4] .
Za zmínku stojí, že koncem roku 1959 vstoupila do služby balistická střela R-12 , která s doletem až 2000 km měla dvojnásobnou přesnost ve srovnání s Tu-121 [1] . Po tři desetiletí bojové služby raket tohoto typu v postižených oblastech neexistovaly prostředky k zachycení jejich hlavic, zatímco v Evropě byly rozmístěny protiletadlové raketové systémy Nike-Hercules , které byly uvedeny do provozu v roce 1958 a schopné zasahovat cíle ve výškách do 30 km. Nová střela R-14 , uvedená do provozu v roce 1961, negovala výhodu dosahu Tu-121.
V budoucnu bylo mnoho úspěšných vývojů úspěšně použito ve „velkém“ letectví. Na základě motoru KR-15-300 vznikl R-15B-300, který byl použit na letounech E-150 , E-152 , E-166 a MiG-25 OKB A. I. Mikojan a T- 37 OKB P. O. Suchoj [1] [4] . Na základě střely Tu-121 byl vytvořen průzkumný UAV Tu-123 "Yastreb-1" a poté UAV Tu-141 "Strizh", Tu-143 "Flight" a Tu-243 "Flight-D" [2] .
Tu-121 byl celokovový jednoplošník normálního schématu , vyrobený převážně z hliníkových slitin tradičních pro tehdejší letecký průmysl [2] . Trojúhelníkové křídlo nemělo žádné ovládací prvky. K řízení byly použity všechny pohyblivé trojúhelníkové kýly a dva stabilizátory . Změna sklonu byla provedena z důvodu stejné odchylky dvou nakloněných kormidel, náklonu - tří kormidel. Změna kurzu byla prováděna třemi kormidly, přičemž pro zamezení vzniku klopného momentu se svislé kormidlo natáčelo pod dvojnásobným úhlem oproti šikmým kormidlům [1] .
Trup byl technologicky rozdělen do 7 oddílů. V přední části letounu (oddělení F-1 a F-2) byly umístěny řídicí a zaměřovací systémy, jednotky chladicího systému [2] . Prostor F-3 obsadila speciální hlavice s termonukleární náloží [1] .
Ve střední části letounu (prostory F-4 a F-5) byly integrální trupové celosvařované palivové nádrže s kombinovaným systémem těsnění. Prostor F-5 byl rozdělen příčnou přepážkou na dvě nádrže [1] . Pro tepelnou izolaci paliva od účinků kinetického ohřevu byl prostor nad palivem vyplněn inertním plynem [2] .
V přístrojovém prostoru F-6 ve spodní části trupu byl instalován udržovací proudový motor KR-15-300 s prstencovým chladicím systémem přídavného spalování a ejektorovou tryskou [2] . Pod střední částí trupu bylo umístěno vícerežimové sání vzduchu, které zajišťovalo vysokou účinnost motoru po celou dobu letu. Sání vzduchu mělo víceskokové pohyblivé polokónické středové těleso se systémem odvodu mezní vrstvy a půlkruhovým omezovacím potrubím, které optimalizovalo chod motoru v nízkých otáčkách a spouštělo se při dosažení nadzvukového režimu [1] . (Podle jiných zdrojů bylo sání vzduchu neřízené [8] .) Mezní vrstva vzduchu se dostávala do mezery mezi sáním vzduchu a trupem a sloužila k vnějšímu chlazení motoru.
Pro udržení teploty přístrojového prostoru v rozmezí od -50 do 50 °C při dlouhém letu byl použit klimatizační systém [1] . Vzduch odebraný z pátého stupně kompresoru motoru byl postupně ochlazen na 30 °C ve vodním chladiči a na -35 °C během expanze v chladiči turba.
V utěsněné části prostoru F-6 v horní části trupu letadla byl autopilot AP-85 a astronavigační zařízení Earth-AI [1] [5] . Autopilot AP-85 zahrnoval: precesní automatický kurz PAK-2, vertikální gyroskop TsGV- 9 a korektor výšky aneroidního typu KV-8M . Autopilot zajišťoval řízení v počáteční fázi letu, poté byl použit astro-korekční systém. Systém „Earth-AI“ zahrnoval: tříosý gyrostabilizátor , teleskopickou jednotku, vertikální stavitel a počítací navigační zařízení. Pozorování hvězd bylo prováděno dvěma průzory umístěnými ve skleněné vložce v přítoku u základny kýlu. Po zachycení dvou hvězd vydal astro-korekční systém souřadnice umístění letadla projektilu a úhlovou orientaci.
Ejektor byl umístěn v ocasní části F-7 a bylo připevněno peří [1] . Ložiskové prstencové lafety se nacházely ve čtyřech pylonech , z nichž tři nadále proudily u základny kormidel a čtvrtý se nacházel pod trupem. Otáčení řídicích rovin bylo prováděno kompaktními hydraulickými pohony umístěnými v kapotážích [ 8] .
Pozemní odpalovací zařízení ST-10, které sloužilo k přepravě, montáži a spouštění letounu, bylo namontováno na speciální čtyřnápravový návěs tažený nákladním tahačem MAZ-535V [7] . Křídlové konzoly, kormidla a startovací posilovače byly na ST-10 přepravovány v nedokované podobě, hlavice byla dodávána do výchozí pozice samostatně [1] [3] . Konzoly křídla byly k trupu připevněny rybinovým vzorem a navíc upevněny dvěma šrouby.
Start Tu-121 z odpalovacího zařízení byl proveden pomocí dvou posilovačů PRD-52 na tuhá paliva . Boostery sloužily také jako podpěry letadel na nosných kolejnicích, sestava dvou posilovačů a montážních držáků tvořila odpalovací jednotku PAT-52 [1] [3] [5] . Aby se vyrovnal rozdíl v tahu mezi dvěma posilovači, jejich trysky byly umístěny pod úhlem přes 30° k podélné ose. Po startu, když tah poklesl, byly boostery nezávisle odděleny od letadla kvůli rotaci vzhledem k upevňovacím bodům.
Odpalovací zařízení ST-10 bylo dodáno do výchozí polohy a umístěno do požadované polohy [1] . Letoun byl smontován: konzoly křídel a peří, hlavice a boostery byly ukotveny k trupu. Pomocí geodetických přístrojů byl aktivován palubní inerciální navigační systém .
Při startu se vodítka odpalovacího zařízení spolu s letadlem zvedla pod úhlem 12-15 °, nastartoval se motor a poté startovací posilovače. Při dosažení tahu 10 tun byl uříznut upevňovací šroub letadla a letoun opustil pozemní instalaci.
| Čas po startu | Výška | Rychlost | Vzdálenost | Popis |
|---|---|---|---|---|
| 3,75–5 s. | 100 m | 601 km/h (167,5 m/s) |
startovací boostery jsou odděleny od letadla a dopadají 500-1500 m od odpalovacího zařízení | |
| 5 minut. | 12 km | zachycení hvězd nebeským navigačním systémem | ||
| 19,9 km | 2660 km/h | 200-300 km | na začátku pochodového úseku je spotřebováno 40 % paliva | |
| 24,1 km | 2775 km/h | 46 km do cíle |
ponor začíná při 50° | |
| až 100 min. | 2 km | 2000 km/h | až 3880 km (dojezd) |
odpálení hlavice nad cíl |
Tu-121 byl vybaven samodestrukčním systémem, který se aktivoval v případě boční odchylky větší než 500 m, poklesu výšky pod 15 km v cestovním úseku letu nebo výpadku proudu v zap. -desková elektrická síť. Povaha sebezničení byla dána ujetou vzdáleností - v rámci bezpečnostní vzdálenosti zavedené při startu měl být projektil letadla vyhozen do vzduchu bez výbuchu hlavice, jinak se letoun dostal do střemhlavého letu a byla spuštěna jaderná nálož ve výšce 2 km [3] [5] .
Maximální letový dosah byl 3880 km, což umožňovalo při startu z území SSSR zasahovat cíle ve všech zemích Evropy, severní Afriky, Saúdské Arábie, Indie a Číny [3] [5] .
Zdroje: [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] .
| Letecká konstrukční kancelář "Tupolev" | |
|---|---|
| série ANT |
|
| Válečný |
|
| Cestující | |
| Obojživelníci | |
| Bez posádky | |
| Projekty | |