CAZASYHELICOPTEROS2: Interceptores Soviéticos – Los Sukhoi T-3 y PT-7, las Balalaikas Voladoras

lunes, 15 de octubre de 2018

Interceptores Soviéticos – Los Sukhoi T-3 y PT-7, las Balalaikas Voladoras

-13 octubre, 2018

DESARROLLO DE LOS SUKHOI T-3 y PT-7

Tras el cierre de su OKB – Oficina de Diseño – en diciembre de 1949, Pavel O. Sukhoi comenzó a colaborar con Tupolev y en el TsAGI. En este último lugar trabajo activamente en la búsqueda de la mejor configuración alar para cazas supersónicos. Interpretó un papel central en la decisión sobre los dos tipos de alas desarrolladas por los aerodinamicistas del Instituto. Para los cazas tácticos la elección fue el ala en flecha S (Strelovidnoye: Flecha) con un ángulo de barrido de 60 ° o 62 °, mientras que para los interceptores equipados con radar la elección fue el ala delta denominada T (Treoogolnoye, triángulo, es decir un ala en delta) con un ángulo de barrido de 57 ° o 60 °. Por razones obvias, este último tipo de ala pronto fue apodada Balalaika, un instrumento musical muy popular en Rusia que se caracteriza por su caja de forma triangular.

A la muerte de Stalin, Sukhoi solicitó permiso para volver a abrir su OKB. Su petición fue aceptada y en mayo de 1953 se reunió con su equipo en sus antiguas instalaciones de la calle Polikarpov 23A. A raíz de sus investigaciones aerodinámicas, recibió contratos para desarrollar aeronaves de similares características, el S-1 equipado con el ala S y los interceptores T-1/T-3 con el ala T o en delta. Sukhoi opto, en ambos casos, por construir una aeronave de gran tamaño propulsada por el potente turborreactor desarrollado por Lyuka. El caza táctico S-1 equipado con el ala S maduró rápidamente, y se puso en producción como Su-7 (Fitter para la OTAN).

Un Sukhoi Su-7B (denominado Fitter por la OTAN) con su característica ala en flecha, denominada como ala S (Strelovidnoye: Flecha) por el TsAGI.

Los desarrollos del T-1 y el T-3 arrancaron en paralelo con una gran comunidad entre ambos diseños, estando la diferencia principal en la nariz del fuselaje. El T-1 llevaba una toma de aire axisimetrica con un cono central movil (toma similar a la del S-1/Su-7) que alojaba un radar telemétrico SRD-3 Grad, una copia desarrollada con ingeniería inversa del radar AN/APG-30 que equipaba al F-86A Sabre. El T-3 en cambio iba equipado con un radar Almaz-3 de diseño soviético, el cual iba equipado con antenas separadas para la búsqueda y seguimiento, la antena de búsqueda se ubicaba en la parte superior de la toma de aire y la de seguimiento en el tabique central. Otra diferencia era que el T-1 llevaba tres cañones de 30 mm en las alas y el T-3 solo dos (uno en cada raíz alar). Ambos interceptores llevarían un armamento de cohetes aire-aire bajo las alas. Posteriormente, por un requerimiento operacional de 1954, se decidió que el T-3 iría armado solo con los futuros misiles Toropov K-7L o los Grooshin K-6V

Finalmente se le dio prioridad al desarrollo del T-3 y este fue completado rápidamente, siendo volado el prototipo por primera vez por V. N. Makhalin el 26 de mayo de 1956. Un poco más de un mes más tarde, el 24 de junio, el T-3 realizo el cierre del desfile aéreo de Tushino, donde se presentaban los nuevos cazas, causando gran interés y una gran confusión en el Occidente. La OTAN inmediatamente le asigno la designación “Fishpot”.

El T-3 volando sobre Tushino, en su debut publico el 24 de Junio de 1956.

Durante 18 meses a partir de su primer vuelo, el T-3 completaría un total de 80 vuelos totalizando 38 horas y 21 minutos. Entre los resultados obtenidos los diseñadores se encontraron que las prestaciones eran menores a las previstas debido al aumento del peso en vacío respecto al proyectado originalmente y a que la prestaciones del motor eran menores a las prometidas por su OKB de diseño. El motor presentaba un comportamiento caprichoso en vuelo y durante los ensayos del fabricante el T-3 nunca sobrepaso Mach 1.83.

Los diseñadores pronto comprendieron que la aeronave sería incapaz de alcanzar la velocidad y altura previstas con una toma de aire fija, en la que se acomodaban dos radomos, pero la OKB-51 estaba trabajando en el diseño de tomas de aire más eficientes.

Unas semanas más tarde apareció el prototipo PT-7.Ambos prototipos fueron intensamente probados por un equipo de pilotos que incluía a Pronyarkin, Koznov, Kobishkan y el futuro jefe de pilotos de prueba de Sukhoi, Vladimir Ilyushin, hijo del diseñador General.

El PT-7, segundo prototipo del T-3, fue diseñado desde el principio para estar armado con misiles y equipado con el mejorado radar Almaz 7 y la mira por computadora PVU-67. EL PT-7 incorporaba mucha de las mejoras recomendadas luego de los vuelos de prueba del T-3 y se esperaba que entrara en producción como el interceptor definitivo. Para alcanzar las prestaciones previstas se incorporo el motor mejorado AL-7F-1, que tenía un diámetro ligeramente mayor. Esto obligo a unos pequeños rediseños y el PT-7 recién realizaría su primer vuelo fines de Junio de 1957 y completaría 50 vuelos hasta 1958, los que incluirían lanzamientos reales de misiles K-7L.

Una interpretación artística del PT-7.

Como se esperaba que el interceptor T-3 entrara en servicio en la configuración PT-7, se dio la orden de construir tres aviones de pre-producción denominadas PT-8. Las mismas serían manufacturadas en la planta Nro 153 “Valeri Pávlovich Chkálov” ubicada en Novosibirsk. En ese momento la planta 153 estaba abocada a la producción en masa del MiG-19S, denominado internamente como Izdeliye 26 (Producto 26), por lo que el PT-8 recibió la designación de Izdeliye 27.

Se esperaba que las aeronaves fueran entregadas en 1956, lo que demostró ser demasiado optimista, ya que el primer avión de pre-producción – con el número de serie 0015301 – fue recién entregado en febrero de 1957, seguido por los otros dos en la primavera de ese año. Los tres cazas PT-8 fueron enviados por tren a la OKB-51 en Moscú para pruebas de vuelo. Eventualmente solo uno de ellos volaría ya que los otros dos fueron sometidos a extensivas modificaciones.

Uno de los PT-8 que no voló pasó a denominarse T-39 y fue utilizado en pruebas para mejorar el empuje del motor mediante la inyección de agua con metanol en el conducto de post-combustión. Para esto se reemplazo el tanque de combustible número 3 en la zona trasera del fuselaje por uno de 700 litros que alojaba la mezcla de agua/metanol. A su vez para compensar el desplazamiento del centro de gravedad se agrego otro tanque de combustible en la nariz del fuselaje. Finalmente el T-39 no llego a levantar vuelo porque el programa del sistema de inyección de agua fue trasladado al Instituto Central de Aero Motores que decidió seguir el desarrollo del sistema de inyección con pruebas en tierra. El T-39 seria extensamente modificado y se convertiría en el T-49, dotado de tomas de aire laterales en la zona de la nariz para poder alojar un voluminoso radar de exploración y control de tiro.

De arriba hacia abajo los Sukhoi T-3, T-5 y PT-7.

DISEÑO DE LOS SUKHOI T-3 y PT-7

Al igual que el S-1, prototipo del Su-7, el T-3 tenía un fuselaje de sección circular, conocido también como del tipo barril, y una gran parte de su longitud está ocupada por el gran motor de postcombustión Lyulka AL-7F, de un empuje de 9.000 kg con cámara de postcombustión y de 6.500 kg de empuje en seco. Las colas de las dos aeronaves eran casi idénticas, y sólo había pequeñas diferencias en la cabina, el tren de aterrizaje y la mayoría de los sistemas. Las alas de ambas aeronaves se encontraban en posición baja/media, con las costillas de las raíces alares sujetadas al fuselaje por medio de tornillos de precisión a las resistentes cuadernas forjadas del fuselaje.

El ala tenia un perfil aerodinámico S-9, con una relación espesor/cuerda del 4,2% en la mayor parte del tramo. La forma en planta del ala era de un triángulo casi perfecto, con un ángulo de borde de ataque de 60 °. El borde de ataque era fijo, mientras que el borde de fuga estaba compuesto por flaps ranurados rectangulares que eran accionados a un ángulo máximo de 25 °, y los alerones con bisagras de inserción, que se extendía hasta la puntera alar. La incidencia del ala era de 0 ° y el diedro -2 °.

Estructuralmente, el ala tenía tres largueros principales, forjados mecánicamente, además de un larguero trasero para soportar a las superficies móviles del borde de ataque. El borde de ataque formaba con el larguero delantero el cajón estructural alar. El triángulo formado entre el larguero delantero (nro 1) y el volumen entre los largueros Nro 2 y 3 estaba sellado para formar un depósito de combustible integral. El espacio entre los largueros Nro 1 y 2 era ocupada por el tren de aterrizaje principal. Los flaps eran accionados por unidades de potencia electro-hidráulica, ubicadas dentro de los carenados bajo la superficie de las alas.

Vista lateral y desde atrás del Sukhoi T-3.

El fuselaje de sección circular estaba cubierto abundantemente con puertas de acceso y escotillas. La nariz era sólo una de las varias respuestas de Sukhoi al problema de instalar el radar en un caza supersónico. El sistema de control de tiro seleccionado iba a ser de la familia Uragan (Huracán), el radar Almaz (Diamante) con la antena de búsqueda en la parte superior de la nariz y el radar de rastreo y datos telemétricos en la parte inferior y dentro de la toma de aire. La antena de búsqueda se alojaba en un radomo de baja resistencia que tenía forma de un cono aplanado (con una curiosa inclinación ascendente) desde donde se proyectaba la sonda de instrumentación PVD-7, combinando los tubos pitot/estático con las aletas de cabeceo y guiñada. Dos sondas de instrumentos adicionales iban montadas en los bordes de ataque alares.

A pesar de que el T-3 iba a ser un avión supersónico no parecía haber alternativa a la ubicación de los radomos de las antenas sobre el labio de la toma de aire y adentro de ella, lo que tuvo un efecto adverso sobre la recuperación de presión en la entrada de aire. Inmediatamente detrás del tabique, donde se ubicaba la antena de seguimiento del radar de Almaz, la toma se dividía en dos conductos, a la izquierda y la derecha, que rodeaban a la cabina del piloto y detrás de esta se unían en un tubo circular que pasaba por encima del ala y luego se ampliaba hasta cubrir prácticamente toda la sección transversal del fuselaje para finalmente encontrarse con el frente del compresor del motor en la cuaderna Nro 29.

Sukhoi T-3, se observan los dos radomos del sistema Almaz.

Entre las cuadernas Nro 31 y 32 a cada lado de la parte superior del fuselaje, había unas aperturas bastante grandes del tipo parrilla a través de las cuales el aire caliente podía ser expulsado violentamente del compresor durante el arranque del motor. En la cuaderna Nro 32 una junta atornillada permitía remover enteramente la parte trasera del fuselaje para remover o cambiar el motor, en servicio. En la cuaderna Nro 38 había cuatro aerofrenos abisagrados de tipo puerta con perforaciones ranuradas. En la cuaderna Nro 43 estaban los pivotes de los planos horizontales de cola, cada una de ellos eran de una sola pieza con un ángulo de flecha de 60 ° y una masa anti-flutter proyectadas hacia delante cerca de las punteras.

La gran deriva de borde de ataque curvado tenía una extensión dorsal en la que un panel atornillado daba acceso a la unidad de potencia que conducía el timón, tomado por tres bisagras empotradas. El extremo de la cola del fuselaje era principalmente de titanio. El tren de aterrizaje delantero tenía un neumático de 660 x 200 y retracción hacia adelante. Las unidades principales tenían un neumático de 880 x 230 y, a diferencia de los cazas Sukhoi con alas en flecha, se retraían directamente hacia el interior de las alas. La trocha era de 4.65m y la distancia entre ejes era de 5.05m.

La cabina albergaba un asiento eyectable y tenía un parabrisas blindado y una cúpula de una sola pieza sin marco, deslizable hacia atrás. El conjunto de aviónica comprendía el mencionado radar Almaz, una radio VHF de dos vías RSIU-4, el receptor de balizas de marcación MRP-48P, el radio-compás ARK-5, el receptor de alerta radar Sirena 2, la mira por computadora PVU-67, el IFF SRZO-2M Kremniy 2M y los dos elementos con antenas en la parte superior de la deriva, para las radio ayuda Svod (Arco), el transpondedor SOD-57 y el RSIU 5V dentro de los paneles dieléctricos en la deriva. Las alas podían llevar tanques de combustible subalares, en soportes instalados a la altura de las sondas de instrumentos.

La nariz modificada del PT-7, con el radomo inferior con otra configuración.

El armamento previsto era de dos cañones (Sukhoi asumió que serian los NR-30 de 30 mm), y se ubicaron paneles de acero a los lados del fuselajes delantero, donde iban a estar las bocachas del cañón. Antes de que se instalaran los cañones en el T-3, estos se descartaron y fueron reemplazados por los misiles aire-aire K-6, que deberían haber sido instalados en los soportes previstos para los tanques de combustible.

El PT-7 difería principalmente del T-3 en que tenía un fuselaje conforme a la regla de las áreas, con una visible sección del tipo “botella de Coca-Cola” y un nuevo radar de alcance alojado en un radomo inclinado hacia abajo, ubicado en la parte inferior de la toma de aire de la nariz. Otras diferencias incluían a los aerofrenos neumáticos sin perforaciones y la antena de la puntera de la derivada revisada.

Los prototipos T-3 y PT-7 fueron los primeros de lo que resultó ser una larga serie de prototipos y aviones experimentales en la búsqueda del mejor interceptor. Esto subraya la determinación de la Unión Soviética a aceptar sólo lo mejor, porque cualquiera de estos dos modelos podría haber sido aceptados para la producción. Finalmente la serie de prototipos que se iniciaron con el T-3 finalizarían con la entrada en servicio de los interceptores Su-9 y el posterior Su-11

El T-3 en vuelo. Se pueden ver su característica toma de aire y los dos radomos del sistema de radar Almaz.

DATOS TÉCNICOS DEL SUKHOI T-3 Y PT-7

Objetivo: crear un interceptor supersónico monoplaza todo tiempo equipado con radar.

Oficina de Diseño: OKB-51 de P. O. Sukhoi, Moscú.

Planta Motriz: Un turborreactor LyulkaAL-7F con un empuje en seco de 7.500 kg y un empuje con postcombustión de 10.000 kg.

SUKHOI T-3

Dimensiones: envergadura 8,7 m, Longitud (con la sonda de instrumentos) 18,82 m; superficie alar 24,9 m2

Pesos: Vacío 7.490 kg; Cargado (normal) 9.060 kg; Máximo al despegue 11.200 kg

Prestaciones: Velocidad máxima de 2.100 km/h (Mach 1,98) a 10 km de altitud; techo de servicio 18 kilómetros; alcance (con combustible interno) 1.440 kilómetros; alcance máximo 1.840 kilómetros, carreras de despegue y aterrizaje de unos 1.100 m.

Armamento: dos misiles aire-aire K-7L o K-6V de guiado radar semiactivo. También estaba previsto instalar dos cañones Nudelman/Rikhter NR-30 de 30 mm en las raíces alares, con 68 proyectiles por arma.