În a doua jumătate a anului 1945, TsAGI a început cercetări ample pentru a găsi o formă de aripă pentru avioanele cu reacție. În cadrul institutului s-au format curând două direcții în acest domeniu, care parcă au concurat între ele. Prima a fost să dezvolte aripi înclinate. Lucrarea a fost supravegheată de un tânăr om de știință de atunci, iar astăzi un cunoscut academician Struminsky V.V. Al doilea a fost crearea unei aripi cu raport de aspect scăzut. În TsAGI, aripile de acest tip au primit denumirea generalizată „în formă de diamant”, deși din punct de vedere al formei, ele diferă semnificativ de romb și erau aproape de triunghi. Pe astfel de aripi, un set de lucrări a fost efectuat sub îndrumarea savantului aerodinamic Krasilytsikov P.P.
La început, aripile înclinate au fost o prioritate în utilizarea practică. Dar, pe măsură ce vitezele de zbor ale luptătorilor se apropiau de viteza sunetului, o aripă mică cu raportul de aspect a devenit mai atractivă pentru oamenii de știință și designeri. Principalul avantaj aerodinamic al acestor aripi a fost rezistența mult mai mică la viteze trans- și supersonice în comparație cu aripile înclinate. În plus, aripa cu raport de aspect scăzut avea caracteristici de stabilitate longitudinală mai bune la unghiuri mari de atac și în timpul tranziției prin viteza sunetului, iar designul său s-a dovedit a fi mai rigid și avea jumătate din greutate. Potrivit estimărilor făcute la acea vreme, cu aceleași zone ale suprafeței portante, masa designului unui avion de luptă cu o aripă în formă de diamant s-a dovedit a fi cu 7-10 la sută mai mică decât cu una măturată. Cu toate acestea, aripile cu raport de aspect scăzut, cu toate meritele lor, au cauzat multe probleme serioase. De exemplu, în modurile de decolare și aterizare a fost dificil să se ofere caracteristici acceptabile de rulment, problemele de control și stabilitate laterală au fost complicate. În ciuda acestui fapt, susținătorii aripii cu raport de aspect scăzut au considerat aceste sarcini ca fiind rezolvabile și munca a continuat.
Aerodinamiștii TsAGI până la sfârșitul anilor 1940. a reușit să creeze o aripă cu raport de aspect scăzut, care ar fi potrivită pentru utilizare practică. În primul rând, designerii de luptători au fost familiarizați cu munca în această direcție, deoarece la acea vreme aripile de alungire mică erau potrivite numai pentru această clasă de avioane. Yakovlev A.S. a arătat cel mai mare interes pentru implementarea ideilor, deși înainte de asta biroul său de proiectare a fost foarte precaut cu privire la inovațiile aerodinamice în aspectul luptătorilor. Dar, în acest caz, Yakovlev a fost probabil convins de argumentele adepților noii aripi, mai ales că aceștia au fost nominalizați de TsAGI, a cărui autoritate creștea semnificativ în acel moment. și Yakovlev A.S. hotărât să încerce.
Conform schemei propuse de TsAGI, în Biroul de Proiectare Yakovlev s-a planificat crearea unui avion de luptă supersonic echipat cu un nou motor turborreactor TR-5 (AL-5) proiectat de Lyulka A.M. Viteza maximă de proiectare a luptătorului a fost de aproximativ M = 1,7 - o valoare fără precedent pentru acea perioadă. Dându-și seama că există încă o mulțime de probleme neclare și nerezolvate, pentru a crea imediat un vehicul de luptă, Yakovlev, după ce a convenit asupra problemei cu Institutul Central de Aerohidrodinamic, în octombrie 1950 a ordonat dezvoltarea și construcția unui mic avion experimental echipat cu un motor RD-500 (în engleză „Dervent-V „fabricat în URSS sub licență). Această aeronavă a primit numele de Yak-1000. Yak-1000 era, parcă, un model de viitor avion de luptă și era destinat testării modurilor de decolare și aterizare și verificarea schemei aerodinamice în zbor.
Yak-1000 a fost proiectat și construit neobișnuit de rapid. Aeronava se afla deja la sfârșitul lunii februarie 1951 la stația de testare de zbor a companiei din Jukovski pe aerodromul LII. Până în acel moment, studiile unei machete la scară largă a unui avion de luptă în tunelul eolian mare TsAGI T-101 erau în curs de finalizare. Studiate în principal proprietățile aerodinamice în timpul decolării și aterizării. Simultan, modelele au fost testate în tuneluri supersonice de vânt.
Viteza maximă de zbor orizontală a avionului de luptă experimental Yak-1000 la altitudine, potrivit experților, urma să atingă 1100 de kilometri pe oră, ceea ce corespundea aproximativ cu viteza sunetului. Pentru motorul RD-500, această cifră a fost surprinzător de mare. Pentru comparație: viteza avionului de luptă ușor Yak-23 cu o aripă dreaptă echipată cu un motor RD-500 a fost cu 200 km/h mai mică. Creșterea vitezei s-a datorat unui aspect aerodinamic fundamental diferit al avionului de luptă Yak-1000.
Yak-1000, pe lângă configurația aerodinamică, a avut o serie de caracteristici care l-au făcut să iasă în evidență.
Sistemul de control al aeronavei era original. La acel moment, toate luptătorii de mare viteză erau deja echipate cu propulsoare hidraulice (boosters), dar Yak-1000 nu le avea. Butonul de control era echipat cu un mecanism electric care modifica lungimea pivotului. Datorită acestui fapt, raportul de transmisie s-a schimbat de la stick de comandă la elevatoare și elerone. Acest mecanism a funcționat fie automat la o anumită viteză, fie manual, la cererea pilotului.
Șasiu de tip bicicletă, care a devenit o marcă înregistrată pentru luptătorii Yak, (a fost instalat începând cu Yak-50).
Deoarece aripa cu raport de aspect scăzut avea proprietăți de încărcare slabe, era necesară o mecanizare puternică a marginii de fugă. Aproape întreaga deschidere era ocupată de clapete. Nu a mai rămas spațiu liber pentru eleroni, așa că au fost mutați în părțile din spate ale flapurilor.
Testele la sol ale lui Yak-1000 au început pe 3 martie 1951. Pilotul de testare Zyuzin D.V. a remarcat că aeronava este stabilă la viteze mici în timpul rulării, își menține cu ușurință o linie dreaptă și crește rapid viteza. Cu toate acestea, în curând au apărut probleme. Când aeronava a decolat cu clapetele întinse, la atingerea vitezei de 150 km/h, chiar și cu un vânt lateral ușor, mașina a început să se întoarcă din cauza efortului mare care a apărut pe un tren de aterizare sub aripi, care a dat un moment de viraj mare. La această viteză, eficiența eleronanelor nu era încă suficientă pentru a para momentele de rulare și pentru a reduce presiunea asupra lonjeriei de sub aripă, iar vânătorul a ieșit din pistă. Au fost astfel de eforturi pe portbagaj, încât roata de sub aripă nu a rezistat nici măcar o rulare de mare viteză. În timpul cursei de decolare cu flapsurile retractate, această situație a apărut la o viteză de 250 km/h. Astfel, a fost dezvăluită neadecvarea schemei de șasiu adoptată pentru această schemă de aeronave. Prezența unui astfel de dezavantaj a exclus posibilitatea zborurilor. În plus, experții s-au temut serios că în timpul unei aterizări în alunecare (cu vânt lateral) cu frânare puternică sau în momentul atingerii solului, aeronava se va răsturna pe spate.
După primele rulări, care au adus atâtea probleme, designerii au elaborat măsuri de perfecționare a aeronavei. De exemplu, s-a planificat înlocuirea roților sub aripi cu arcuri, introducerea a 100 de kilograme de marfă în nasul aeronavei, astfel încât roata din față să „țină banda” mai bine în timpul decolării și mașina să nu fie răsucită de vânt. . De asemenea, s-a propus modificarea designului secțiunii de coadă a fuselajului și penajului. Testele efectuate într-un tunel de vânt cu un aspect de dimensiune completă a lui Yak-1000, care s-a încheiat în martie 1951, au arătat că vitezele de decolare și aterizare ar fi mult mai mari decât se aștepta la început. Acest lucru a necesitat modificări suplimentare ale trenului de aterizare și a exacerbat până la limită problemele deja dificile de decolare/aterizare.
Dificultățile care au apărut în timpul creării Yak-1000 nu s-au limitat la modurile de decolare și aterizare. Proprietățile de amortizare ale aripii au fost, de asemenea, foarte slabe. În plus, vânătorul avea un raport extrem de nefavorabil al momentelor de inerție față de axele longitudinale și transversale, ceea ce ar îngreuna pilotarea. Raportul momentelor de inerție indicate este un parametru foarte important, care determină în mare măsură caracteristicile de zbor ale aeronavei. Valoarea acestui raport pentru luptătorii anilor 1940. a fluctuat în intervalul 2,2 - 3,6. Cu toate acestea, valoarea sa pentru Yak-1000 a fost de 16, ceea ce a fost de cinci ori mai mare decât cea a avionului de luptă MiG-15 și o treime mai mare decât cea a luptătorilor supersonici de la sfârșitul anilor 1950. Su-9 și MiG-21, în sistemele de control ale cărora erau speciale. dispozitive de îmbunătățire a stabilității artificiale.
Combinația dintre toate acestea în zbor ar putea duce la acumularea de ruliu și la pierderea controlabilității aeronavei. Astfel, în jurul aeronavei experimentale Yak-1000 au apărut multe probleme noi, insolubile, iar entuziasmul creatorilor a început să cedeze loc scepticismului. Cele mai multe îndoieli nu au fost despre Yak-1000, ci despre ideea unui avion cu un design similar. A devenit din ce în ce mai evident că acest aspect aerodinamic nu era potrivit pentru un luptător. Dar, în ciuda acestui fapt, lucrările la Yak-1000 au continuat de ceva timp.
TsAGI în iunie 1951 a prezentat biroului de proiectare recomandările sale pentru îmbunătățirea luptătorului. Pentru a elimina virajele necontrolate în timpul decolării și alergării, specialiștii Institutului au propus înlocuirea unei roți a trenului principal de aterizare cu două roți cu o lățime de ecartament de 500-600 mm (nu a fost posibilă utilizarea unui șasiu convențional pe structura finită). ). De asemenea, s-au făcut sugestii pentru îmbunătățirea stabilității și reducerea efortului asupra stick-ului de control. În plus, pilotului i s-au oferit recomandări cu privire la modurile de zbor care ar trebui folosite la primul zbor ca fiind sigure.
Yakovlev A.S., după ce a primit propunerile lui TsAGI, a cântărit toate argumentele pro și contra, după care a decis să nu aducă aeronava. Riscul testelor de zbor era nerezonabil de mare, iar perspectivele de a crea un avion de luptă cu drepturi depline bazat pe Yak-1000 experimental păreau nerealiste în lumina experienței acumulate. Unul dintre specialiștii Institutului Central Aerohidrodinamic în domeniul dinamicii și mecanicii zborului, amintind de epopeea cu Yak-1000, decizia lui Yakovlev A.S. a considerat-o singura adevărată și și-a exprimat părerea că, chiar dacă acest avion ar fi luat în aer, cel mai probabil s-ar fi spart din cauza caracteristicilor sale.
Yak-1000 a fost înaintea timpului său în unele privințe. Ulterior, au fost create dispozitive speciale (amortizoare de vibrații), după ce le-au inclus în sistemul de control, s-a asigurat pilotarea în siguranță a aeronavelor, chiar și precum Yak-1000. Dar la începutul anilor 1950, știința nu era încă capabilă să rezolve toate problemele asociate cu această mașină.
S-ar părea că ideile adepților aripii „romboide” de alungire mică s-au dovedit a fi de nesuportat. Cu toate acestea, în viață totul s-a întâmplat invers. În primul rând, aripi cu un design similar și-au găsit aplicație pe unele rachete. În al doilea rând, eșecul experimental Yak-1000 pentru oamenii de știință TsAGI a fost impulsul pentru căutarea, revizuirea și regândirea ulterioară a unor idei bine stabilite privind aspectul luptătorilor supersonici și principalii lor parametri. Acest lucru a avut un impact semnificativ asupra progreselor viitoare aviaţie URSS. În al treilea rând, grupul de aerodinamiști ai TsAGI condus de Krasilytsikov P.P. a extins frontul cercetării, trecând de la o aripă „romboidă” cu un raport de aspect de 1,5 la una triunghiulară cu un raport de aspect mai mare (aproximativ 2). Timp de doi ani, a lucrat aerodinamica acestor aripi. Aripa triunghiulară în aviația sovietică și-a găsit o aplicație largă. Este suficient să ne amintim Su-9 și MiG-21. Dar acest succes neîndoielnic a fost precedat de Yak-1000, care nu a decolat niciodată. Rolul real al acestei aeronave în istoria aviației din URSS sa dovedit a fi mult mai mare decât cel al multor aeronave zburătoare și decât ar părea la prima vedere.
Scurtă descriere tehnică a luptătorului experimental Yak-1000.
Yak-1000, conform schemei, era o aripă medie. Aripă foarte subțire, constă dintr-o pereche de console separate. Cadrul lor de putere era format din trei lărți, cinci grinzi, zece nervuri și lărți paralele. Nasul aripii a fost realizat separat. Mătura de la marginea anterioară a aripii este de 60 de grade. A fost compus din profile simetrice TsAGI, a căror grosime relativă a fost de 3,4% la rădăcină, 4,5% la capăt și în partea de mijloc.
Forma penajului vertical și orizontal în ceea ce privește aproape complet repetat forma aripii.
Fuzelajul este un semimonococ integral metalic cu o piele de lucru, a fost un corp de revoluție (diametru maxim 1200 mm). Cadrul fuzelajului este duraluminiu, format din 30 de rame, 3 fascicule de putere, un set de stringere. Frâne pneumatice au fost instalate în secțiunea de coadă. În fuzelaj au fost amplasate două rezervoare cu kerosen: capacitatea frontului era de 430 l; spate - 167 litri.
Șasiu de tip bicicletă, cu amortizare ulei-aer, retractabil, a fost format dintr-o lonjerie față, principală și două lonjelii sub aripi. Roțile lonjeroanelor față și principale sunt roți de frână cu două camere, cu pneumatică de înaltă presiune, dimensiune 570x140 milimetri. Roata din fata este orientabila. În poziția retrasă, roata raftului principal nu s-a încadrat complet în fuzelaj, iar partea care ieșea din contur a fost închisă de un caren. Trenul de aterizare, frânele pneumatice, clapetele și frânele roților au fost retractate și extinse cu ajutorul unui sistem pneumatic.
Pilotul se afla într-un cockpit presurizat, care era echipat cu un scaun ejectabil. Lanterna a oferit o bună imagine de ansamblu asupra emisferei superioare.
Performanța zborului:
Modificare - Yak-1000;
Anvergura aripilor - 4,59 m;
Lungime - 11,69 m;
Înălțime - 4,26 m;
Suprafata aripii - 14,00 m2;
Greutatea aeronavei goale - 1860 kg;
Greutate normală la decolare - 2470 kg;
Tip motor - motor turboreactor RD-500;
Impingerea - 1590 kgf;
Viteza maxima - 1100 km/h;
Raza practica - 600 km;
Tavan practic - 12100 m;
Echipaj - 1 persoane;
Armament - două pistoale ShVA calibrul 20 mm.