Mikojan-Gurjevič I-270 [‘Type 11’]

Typ:  výškový raketový přepadový stíhací letoun uzpůsobený pro činnost pouze za dobrých meteorologických podmínek a ve dne

Určení:  obrana průmyslových oblastí a vojenských objektů před bombardovacími letouny protivníka v rámci PVO

Historie:  V období druhé světové války, která probíhala v letech 1939 až 1945, vykazovaly bezesporu nejvyšší rychlostí, dostupem a stoupavostí letouny, jejichž pohon obstarávaly raketové motory na kapalné pohonné látky (KPL). Tento způsob pohonu totiž disponoval a do dnešních dnů stále disponuje bezkonkurenčně nejpříznivějším poměrem tahu a hmotnosti. Protože ale kapalinový raketový motor vykazuje značnou spotřebou, bojové letouny opatřené tímto typem pohonné jednotky byly použitelné nanejvýš pro obranu strategicky významných pozemních objektů před vzdušným napadením. Jediným letounem této kategorie, který se dočkal sériové výroby a operační služby, se stal německý přepadový stíhač typu Messerschmitt Me163 Komet. Tento nevelký stroj byl řešen jako „bezocasé“ křídlo a vykazoval na tehdejší dobu nevídanou rychlostí 960 km/h. Zahájení sériové výroby pokročilejšího nástupce tohoto průkopnického stroje v podobě typu Me263, který byl schopen vyvinout rychlost až 1 000 km/h, ale zabránil pád Třetí říše. V roce 1945 se však prototyp tohoto stroje dostal do rukou Rudé armády. Protože raketový Me263 tehdy neměl z hlediska rychlosti, dostupu a stoupavosti ve světě absolutně žádnou konkurenci, krátce nato, výnosem ze dne 26. února 1946, byla OKB MiG pověřena vývojem obdobně koncipovaného přepadového stíhače s raketovým pohonem na KPL. Požadovaný letoun zpočátku nesl krycí kód „Ž“ a dle zmíněného zadání měl vykazovat max. rychlostí 1 000 km/h (ve výšce 10 000 m) až 1 100 km/h (v přízemní výšce), praktickým dostupem 17 000 m (s palivovou rezervou na 1,2 minut letu) a vytrvalostí 5 minut (při letu na max. tah) až 18 minut (při letu na min. tah). Na výšku 17 000 m měl být přitom schopen vystoupat za pouhých 3,2 minut. Jeho výzbroj se pak měla sestávat ze dvou kanónů ráže 23 mm. Předání prototypu tohoto stroje ke zkouškám bylo stanoveno na 1. listopad 1946. Do prací na předběžném návrhu raketoplánu typu „Ž“ se OKB MiG pustila v září roku 1945, tedy ještě před vypsáním výše uvedeného oficiálního zadání. Původně raketoplán typu Ž“ počítal, stejně jako německý typ Me263, se šípovým křídlem (s úhlem šípu náběžné hrany 20°). S přihlédnutím na nedostatečné zkušenosti domácího průmyslu s takto progresivně koncipovanou nosnou plochou nakonec, v březnu roku 1946, padla volba na osvědčené křídlo s přímou náběžnou hranou. První přímé křídlo navržené pro raketoplán typu „Ž“ vykazovalo štíhlostí 9 %. Jelikož odborníci institutu CAGI (Centrální institut aero- a hydrodynamiky) použití takto koncipovaného přímého křídla zamítli, neboť by nedokázalo raketoplánu typu „Ž“ zajistit požadované výkonnostní charakteristiky, v dubnu toho samého roku nakonec padla volba na přímé křídlo se štíhlostí 12%. Dále se sovětský typ „Ž“ od svého německého protějšku odlišoval instalací vodorovné ocasní plochy na vrcholu svislé ocasní plochy. Německý typ Me263 naproti tomu vodorovnou ocasní plochu postrádal. Použitím VOP se sovětští konstruktéři zase zbavili problémů s ovladatelností „bezocasého“ letounu. Srdcem raketoplánu typu „Ž“ se stal dvoukomorový raketový motor typu RD-2M3V z dílny L.S. Duškina, který spaloval směs leteckého petroleje a 96 %-ní kyseliny dusičné. Volba dvoukomorového raketového motoru přitom nepadla náhodou. Takto koncipovaný raketový motor totiž alespoň částečně řeší jeden z hlavních nedostatků tohoto typu pohonné jednotky v podobě nemožnosti regulace tahu. Motor typu RD-2M3V mohl běžet buďto na obě komory, nebo pouze na jednu z nich. Zatímco v prvním případě podával tah 1 450 kp (1 050 kp + 400 kp), v druhém případě jeho tah činil pouhých 400 kp. Plného tahu se využívalo pouze pro vzlet a výstup na operační výšku. Poté byla „hlavní“ komora zmíněného motoru, která podávala tah 1 050 kp, vypínána. Při lokalizaci cíle a jeho přepadu se tedy nacházela v chodu pouze „malá“ 400 kp komora. Toto řešení přitom sebou přinášelo nemalou úsporu paliva, což mělo pozitivní vliv na vytrvalost. Na přistávací dráhu letoun typu Ž“ dosedal klouzavým letem (s prázdnými palivovými nádržemi), obdobně jako bezmotorový kluzák. Naproti jednokomorový raketový motor, který poháněl např. starší typ Me163 Komet, běžel od okamžiku zážehu až do úplného vyčerpání pohonných hmot nepřetržitě na plný tah. To bylo ale značně nevýhodné z hlediska spotřeby, vytrvalosti a doletu. S raketovým motorem typu RD-2M3V, který státními zkouškami prošel v květnu roku 1945, kromě přepadového MiGu „Ž“ počítal též přepadový stíhač typu Lavočkin „162“, který ale nakonec nepřekročil stádium projektu, a experimentální rychlostní letoun typu Florov „4303“. Pro potřeby zkoušek prototypů všech tří výše uvedených raketových letounů měl přitom závod č.165 zhotovit celkem 30 motorů typu RD-2M3V. Práce na detailních technických výkresech a technologické 1:1 maketě raketoplánu typu „Ž“ se rozeběhly na konci března roku 1946. Představitelům Státního zkušebního institutu vojenského letectva (GK NII VVS) byla 1:1 maketa raketoplánu typu „Ž“ představena dne 17. května toho samého roku. Předtím ale špice trupu tohoto stroje obdržela, dle doporučení odborníků institutu CAGI, větší délku a štíhlejší profil. Jelikož „maketní“ komise vznesla několik kritických připomínek, následně projekt raketoplánu typu „Ž“ doznal změn. Práce na pokročilém projektu tohoto stroje se podařilo završit v závěru května roku 1946. Mezitím, na základě výnosu ze dne 15. května, raketoplán typu „Ž“ obdržel oficiální označení I-270 [Type 11]. Předání prototypu tohoto stroje ke zkouškám bylo přitom tím samým výnosem stanoveno na 20. říjen toho samého roku. První várku detailních výkresů raketoplánu typu I-270 („Ž“) se podařilo vyhotovit mezi březnem a červencem roku 1946, v průběhu tří měsíců a deseti dnů. Díky několika revizím se ale tyto práce nakonec zatáhly až do 2. října téhož roku. To se již nacházela v takřka kompletním stavu celá příďová sekce trupu s přetlakovým pilotním prostorem. Ta byla přitom vyhrazena pro zkoušky v termální vakuové komoře. Prakticky ve stejnou dobu se rozeběhly též statické zkoušky záďové partie trupu. Protože byly mezitím vedoucí hlavní prototypové dílny OKB MiG převeleni do kujbyševského závodu č.1, aby zde dohlédli na náběh sériové výroby proudového stíhače typu MiG-9 (Fargo), první prototyp raketoplánu typu I-270 [Type 11], který vešel ve známost pod továrním kódem „Ž-1“, si nakonec svůj „roll-out“ odbyl až dne 28. prosince 1946. „Prázdná“ hmotnost tohoto stroje přitom činila 1 893 kg. Naproti tomu projekt sliboval 1 564 kg. Protože se dodávka raketového motoru typu RD-2M3V tehdy stále ještě nacházela v nedohlednu, prozatímně tento stroj obdržel instalaci jeho makety. Zmíněnou maketu motoru typu RD-2M3V přitom prototypová dílna OKB MiG převzala dne 21. října 1946. V této souvislosti následně padlo rozhodnutí, aby byl zkušební program prototypu „Ž-1“ rozdělen na dvě etapy. V první etapě byl přitom tento stroj odzkoušen jako bezmotorový kluzák. Předtím byl ale odlehčen demontáží veškerého palubního vybavení, které nebylo pro tuto etapu letových zkoušek potřebné. Toto se konkrétně týkalo makety motoru, palivových nádrží, rozvodů paliva a výzbroje. Do vzduchu byl přitom takto modifikovaný prototyp „Ž-1“ vynášen v závěsu za dvoumotorovým pístovým frontovým bombardérem typu Tu-2 (Bat) (v.č. 1041). K uvolňování od vlečného lana přitom docházelo ve výškách mezi 5 000 m a 7 000 m. Zahájení první etapy letových zkoušek předcházely pojížďky pod VPD. Zmíněné pojížděcí zkoušky byly přitom uskutečněny mezi 11. a 13. lednem roku 1947 a jejich vyvrcholením se staly krátké skoky do výšky 1,5 až 2 m nad VPD. Poté, dne 3. února téhož roku, pilot, jenž byl vyčleněn pro zkoušky tohoto stroje, vykonal jeden cvičný bezmotorový let se stíhačem typu Jak-9 (Frank), který byl upraven tak, aby vykazoval obdobnou podélnou a příčnou stabilitou, jako prototyp „Ž-1“. Do vzduchu byl přitom tento stroj vytažen rovněž za pomoci letounu typu Tu-2 (Bat). Svůj první 13 minut dlouhý bezmotorový klouzavý let prototyp „Ž-1“ vykonal ještě ten samý den, tedy 3. února 1947. Ke dni 25. červnem 1947 přitom tento stroj v rámci první etapy letových zkoušek vykonal celkem 11 bezmotorových letů. Jejich posláním se stalo zejména prověření stability, ovladatelnosti a obratnosti. Maximální, resp. minimální, rychlost prototypu „Ž-1“ v bezmotorové konfiguraci přitom činila 220 km/h, resp. 600 km/h. Mezitím, na počátku roku 1947, vyšel výnos, který OKB MiG zavazoval završením letových zkoušek raketoplánu typu I-270 [Type 11] ke dni 20. července toho samého roku. Sovětské vedení totiž zamýšlelo tento stroj představit celému světu na tradiční letecké přehlídce, která se měla konat dne 8. srpna 1947 v Tušinu. Hlavním posláním těchto přehlídek, z nichž ta první byla uskutečněna v roce 1946, se přitom stala demonstrace rozvinutosti domácího leteckého průmyslu a síly VVS. Instalaci pro let certifikovaného dvoukomorového raketového motoru typu RD-2M-3V jako první obdržel druhý prototyp letounu I-270 [Type 11], který vešel ve známost pod továrním kódem „Ž-2“. Do draku tohoto stroje byla přitom zmíněná pohonná jednotka vestavěna dne 8. května 1947. Dne 16. července téhož roku, v samém závěru pozemních zážehových zkoušek, ale došlo k náhlé explozi „malé“ spalovací komory raketového motoru. Protože zmíněný výbuch značně poškodil celou zadní partii trupu, následně prototyp „Ž-2“ musel jít do opravy. Ta se ale zatáhla až do 2. srpna 1947. Hlavní příčinou problémů s častými a nečekanými explozemi, které sužovaly první generaci kapalinových raketových motorů, byla přitom vysoká agresivita okysličovadla raketového paliva v podobě 96 %-ní kyseliny dusičné. Silně korozivně působící výpary zmíněné kyseliny totiž intenzivně narušovaly konstrukci celého palivového systému. Poté, co takto vzniklými trhlinami pronikl do palivového systému vzduch, okamžitě došlo k výbuchu. Se stejně ničivým výsledkem přitom končila též sebemenší nepřesnost ve směšovacím poměru paliva s oxidačním činidlem. Z tohoto důvodu německé raketové stíhače typu Me163 Komet představovaly větší hrozbu pro vlastní piloty, než pro bombardovací letouny protivníka. Zkoušky prototypu „Ž-2“ se opět rozeběhly dne 26. srpna 1947, kdy tento stroj vykonal dvě vysokorychlostní pojížďky po vzletové dráze zakončené jedním krátkým skokem. Tomu dne 2. září téhož roku následoval první motorizovaný let. V jeho průběhu přitom tento stroj nejprve vystoupal za pomoci plného tahu raketového motoru do výšky 3 000 m. Poté přešel klouzavým sestupem na přistání. Díky chybě ve výpočtu s ním ale pilot přistál mimo vzletovou dráhu letiště zkušebního institutu LII, poblíž řeky Moskvy. Jelikož přitom příďová partie prototypu „Ž-2“ utrpěla rozsáhlé poškození, tento 7 minut trvající let byl zároveň jeho vůbec posledním. Mezitím, dne 14. srpna 1947, na zkušební letiště institutu LII dorazil též prototyp „Ž-1“, který předtím obdržel instalaci funkčního raketového motoru (na místo makety). Pozemní pojížděcí zkoušky raketovým motorem vybaveného prototypu „Ž-1“ byly zahájeny dnem 29. září téhož roku. První motorizovaný let přitom následoval dne 4. října 1947. Od vzletové dráhy se tehdy tento stroj odlepil při rychlosti 233 km/h, po rozjezdu s délkou 697 m, resp. 20 sekund. „Velká“ komora raketového motoru byla vypnuta ve výšce 4 450 m, po 130,45 sekundách letu. Max. rychlosti, která činila 615 km/h, prototyp „Ž-1“ v průběhu tohoto svého prvního motorizovaného letu dosáhl ve výšce 2 900 m. Přistání se dělo při rychlosti 168 km/h. Protože se ale při přibližování na přistání nevysunul podvozek, pilot s ním musel dosednout „na břicho“. Škody na draku nebyly naštěstí nikterak závratné. Celý první motorizovaný let prototypu „Ž-1“ přitom trval 12 minut. Dne 21. října téhož roku, tj. krátce po završení oprav a obnovení pozemních zkoušek, byl ale tento stroj vážně poškozen výbuchem „velké“ komory raketového motoru. Z tohoto důvodu musel jít opět do opravy. Jelikož se tato oprava zatáhla až do 20. listopadu 1947, k dalšímu letu se prototyp „Ž-1“ nepodařilo nachystat dříve než v lednu roku 1948. Protože bylo nezbytné po každém letu propláchnout nádrže a potrubí oxidačního činidla vodou, což tehdy nebylo možné provést, protože by se proměnila v led, a navíc tehdy panovaly absolutně nevhodné meteorologické podmínky pro lety ve velkých výškách, svůj druhý 13 minut trvající motorizovaný let tento stroj nakonec uskutečnil až dne 31. května 1948. Přestože se tento druhý motorizovaný let prototypu „Ž-1“ obešel bez jakýchkoliv problémů, za letu již tento stroj nebyl více zkoušen. MAP (Ministerstvo leteckého průmyslu) totiž shledalo letouny s raketovým pohonem na KLP z provozního hlediska jako velmi nebezpečné a nepraktické, a tak mezitím provádění pilotovaných raketových letů zcela zakázalo. Díky vysoké agresivitě okysličovadla v podobě 96 %-ní kyselině dusičné totiž drak raketoplánu typu I-270 [Type 11] velmi rychle korodoval, a to i přesto, že byl ošetřen kyselinovzdorných ochranným povlakem. Vzhledem k velmi silnému koroznímu účinku výparů kyseliny dusičné bylo navíc nezbytné často provádět velmi pracné kontroly. Pokud by totiž do palivového systému tohoto stroje pronikl nějakým defektem vzduch, okamžitě by explodoval. Pozemní obsluha navíc musela pracovat ve velmi objemných a nepraktických ochranných kyselinovzdorných oblecích, které navíc při častém kontaktu s kyselinou příliš dlouho nevydržely. Kromě toho raketový motor raketoplánu typu I-270 [Type 11] nebylo možné, kuli hrozbě exploze v důsledku nahromadění kyseliny uvnitř komory, opětovně spouštět za letu. Problém přitom činil též výpočet dráhy přiblížení na přistání, neboť měl na to pilot velmi omezený čas. Raketoplán typu I-270 [Type 11] navíc nemohl, jak již bylo řečeno, operovat v zimním období, neboť voda, kterou bylo nezbytné po každém letu proplachovat nádrže a potrubí okysličovadla, v tomto období zamrzala. K absolutní ztrátě zájmu o raketoplán typu I-270 [Type 11] přitom v neposlední řadě přispělo též zahájení masové produkce podstatně pokročilejšího stíhače s proudovým pohonem typu MiG-15 (Fagot). Za celý program I-270 [Type 11] se tak nakonec podařilo vykonat pouhé tři motorizované lety.

Popis:  Výškový raketový přepadový stíhač typu I-270 byl řešen jako jednomístný jednomotorový celokovový středoplošník s přímým křídlem a lichoběžníkovými ocasními plochami uspořádanými do tvaru písmene „T“. Poměrně krátký trup tohoto stroje měl poloskořepinovou konstrukci a vykazoval doutníkovitým profilem a kruhovým průřezem. Přední část trupu raketoplánu typu I-270 ukrývala jednomístnou přetlakovou pilotní kabinu. Pilotní kabina tohoto stroje byla opatřena vystouplým polokapkovitým průzračným překrytem, který se sestával ze tří částí, a to pevného čelního štítku, výklopné (směrem doprava) střední části a pevné zadní části. Pancéřová ochrana pilotní kabiny raketoplánu typu I-270 se sestávala z 8 mm čelní pancéřové desky a jednoho neprůstřelného skla s tloušťkou 15 mm, které bylo včleněno do čelního štítku průzračného překrytu, a vykazovala celkovou hmotností 70 kg. Přetlak uvnitř kokpitu tohoto stroje byl udržován za pomoci speciálního kompresoru typu 198A. V zadní části trupu, která měla zesílenou konstrukci, se zase nacházela instalace pohonné jednotky v podobě 1 450 kp raketového motoru typu RD-2M3V z dílny L.S. Duškina. Zmíněný motor spaloval směs leteckého petroleje (palivo) a 96 %-ní kyseliny dusičné (oxidační činidlo) a byl opatřen dvojicí spalovacích komor, a to „hlavní“ (velkou) s tahem 1 050 kp a max. dobou chodu 4 minut a „cestovní“ (malou) s tahem 400 kp a max. dobou chodu 9 minut. Instalace obou zmíněných spalovacích komor se přitom nacházela nad sebou. Přísun paliva a oxidačního činidla zajišťovalo turbínové čerpadlo, které spalovalo peroxid vodíku. Zmíněné čerpadlo přitom pohánělo též 1,5 kW generátor typu GSK-1500. Raketoplán typu I-270 byl ale opatřen ještě jedním generátorem elektrické energie. Konkrétně přitom šlo o typ GS-1000. Ten se zase nacházel ve přídi trupu. Jeho pohon přitom obstarávala nevelká dvoulistá vrtulka instalovaná na špici trupu. Útroby trupu raketoplánu typu I-270 ukrývaly celkem čtyři nádrže 96 %-ní kyseliny dusičné s celkovou kapacitou 1 620 kg, jednu nádrž s leteckým petrolejem s kapacitou 440 kg a sedm nádrží s peroxidem vodíku. Celková hmotnost pohonných hmot tohoto stroje činila 2 120 kg. Instalace nádrží s kyselinou a leteckým petrolejem se přitom nacházela poblíž těžiště. Vzhledem k tomu, že výpary kyseliny dusičné vykazují značným korozním účinkem, veškeré potrubí, včetně armatur, muselo být zhotoveno z kyselinovzdorné oceli. Z hlediska míry vlivu agresivních kyselinových výparů byla celá konstrukce draku raketoplánu typu I-270 rozdělena na čtyři zóny. Zatímco v první, resp. v druhé, zóně docházelo ke značné korozi za normální, resp. zvýšené (110 až 150 °C), teploty, třetí zóna zahrnovala ty části draku, na které měly kyselinové výpary mírnější vliv. Čtvrtá zóna pak nebyla korozním účinkem oxidačního činidla raketového paliva zasažena vůbec. Na všechny duralové konstrukční prvky draku, které se nacházely v první až třetí zóně, bylo elektrochemicky naneseno hned několik vrstev speciálního kyselinovzdorného povlaku z dílny institutu VIAM (Všesvazový institut leteckých materiálů). Počet vrstev zmíněného ochranného povlaku aplikovaný na každý konstrukční díl přitom vycházel z toho, v jaké konkrétní zóně se nacházel, a mohl dosahovat až čísla devět. Ke zjišťování momentálního stavu konstrukce draku raketoplánu typu I-270 sloužily speciální kontrolní panely. Ty se přitom sestávaly se ze tří destiček, dvou duralových s odlišnou povrchovou úpravou (kyselinovzdorný povlak a elektrochemicky nasnášený povlak) a jedné pozinkované ocelové. Středoplošně uspořádané křídlo raketoplánu typu I-270 mělo půdorys ve tvaru lichoběžníku s plynule se zmenšující hloubkou směrem od kořenů k zaobleným koncovým obloukům. Křídlo tohoto stroje kromě výše uvedeného vykazovalo plochou 12 m² a mírným kladným vzepětím +2° a bylo opatřeno náběžnou hranou s úhlem šípu 12°. Jeho mechanizaci tvořily štěrbinové vztlakové klapky a křidélka typu Frise. Ocasní plochy raketoplánu typu I-270 se sestávaly z jedné svislé plochy (SOP) s tvarem lichoběžníku a jedné lichoběžníkové vodorovné plochy (VOP) s úhlem šípu náběžné hrany 30° a zaujímaly vzájemné uspořádání do tvaru písmene „T“. Instalace VOP se tedy nacházela na vrcholu SOP. Zatímco na odtokové hraně SOP bylo umístěno jednodílné směrové kormidlo, odtokovou hranu VOP zaujímala po celém rozpětí dvojice výškových kormidel. Vzletové a přistávací zařízení raketoplánu typu I-270 tvořil zatahovatelný kolový podvozek příďového typu. Zatímco nebrzděné 480 x 210 mm kolo příďového podvozku se zatahovalo (proti směru letu) do břicha přídě trupu, v oblasti pod pilotní kabinou, brzděná 660 x 170 mm kola hlavního podvozku, který vykazoval rozchodem pouhých 1,6 m, se zasouvala (proti směru letu) do stran břicha střední části trupu, v oblasti pod křídlem.

Verze:

I-270 (Ž-1) – první prototyp raketoplánu typu I-270

I-270 (Ž-2) – druhý prototyp raketoplánu typu I-270. Od prototypu prvního se tento stroj odlišoval instalací nevelké dvoulisté vrtulky generátoru elektrické energie typu GS-1000 na špici trupu, drobného kapsovitého lapače vzduchu na hřbetu špice trupu, mírně vlevo od jeho podélné osy, modifikovaného průzračného polokapkovitého překrytu přetlakové pilotní kabiny se včleněným neprůstřelným sklem do pevného čelního štítku, modifikovaných dvířek příďového podvozku s „vypouklou“ přední partií a drobných krytů mechanizace výškového kormidla.

Vyrobeno:  dva prototypy (Ž-1 a Ž-2)

Uživatelé:  žádní

Posádka:    jeden pilot

Pohon:       jeden dvoukomorový raketový motor na KPL typu Duškin/Gluško RD-2M3V s max. tahem 1 450 kp (1 050 kp + 400 kp)

Radar:        žádný

Vybavení:  - zaměřovací: žádné; plánovaný sériový model počítal s jedním střeleckým zaměřovačem typu PKI-1 (jeho instalace se měla nacházet uvnitř pilotní kabiny)

                   - obranné: identifikační systém „vlastní-cizí“ blíže nespecifikovaného typu

Výzbroj:     žádná; plánovaný sériový model počítal s dvojicí 23 m kanónů typu NS-23 se zásobou 40 nábojů na hlaveň (jejich instalace se měla nacházet pod potahem břicha přídě trupu, po stranách šachty příďového podvozku)

* pouze vypočtený odhad

** pouze vypočtený odhad, prázdná hmotnost prototypu činila celých 1 893 kg

Poslední úpravy provedeny dne: 17.1.2014