Mikojan-Gurjevič MiG-21I Analog

Typ:  speciální neozbrojená modifikace frontového stíhacího letounu typu MiG-21S (Fishbed J) zastávající poslání technologického demonstrátoru nadzvukového dopravního letounu typu Tu-144 (Charger A) z dílny OKB A.N. Tupoleva

Určení:  primárně prověření aerodynamických vlastností, letových charakteristik, stability a ovladatelnosti bezocasého letounu opatřeného trojúhelníkovitým křídlem s ogiválním půdorysem, proměnlivým zakřivením profilu a plynule vzrůstajícím úhlem šípu náběžné hrany a řízeného pouze za pomocí elevonů, sekundárně výcvik pilotů nadzvukového dopravního letounu typu Tu-144 (Charger)

Odlišnosti letounu MiG-21I/1 od letounu MiG-21S (Fishbed J):

- absence zbraňového systému, včetně všech čtyř křídleních zbraňových závěsníků

- instalace nového křídla (přesná aerodynamická zmenšenina křídla letounu typu Tu-144) s větší celkovou plochou (41,1 m² vs 23,0 m²), hloubkou a rozpětím (8,15 m vs 7,15 m), profilem s proměnlivým zakřivením, ostrou náběžnou hranou s ogiválním půdorysem a plynule vzrůstajícím úhlem šípu (od 78° do 55°) směrem od kořenů ke koncovým obloukům (na místo náběžné hrany s konstantním úhlem šípu 57° v celém rozpětí) a dvousektorovými elevony (na místo vztlakových klapek a křidélek) na odtokové hraně s mohutnými protáhlými kryty akčních členů (po jednom pro každý sektor) na spodní ploše – zatímco kořeny náběžné hrané hrany křídla tohoto modelu se nacházejí přímo za snímačem kritického úhlu náběhu, který je umístěn na levoboku trupu, přímo za příďovým kruhovým lapačem vzduchu, kořeny odtokové hrany se nacházejí na úrovni cca poloviny hloubky kýlové stabilizační plošky

- absence plovoucí vodorovné ocasní plochy

- menší délka trupu (o 750 mm)

- instalace silnějšího motoru typu R-13F-300, který dokáže v malých a středních výškách při rychlostech okolo M=1 krátkodobě podávat tah až 6 850 kp, uvnitř odnímatelné zadní části trupu na místo 6 175 kp motoru typu R-11F2S-300

- větší vnitřní zásoba paliva (3 270 l vs 2 800 l) – veškeré palivo tohoto modelu se nachází uvnitř šesti pružných trupových nádrží

Historie:  V listopadu roku 1962 došlo k podpisu mezistátní smlouvy Francie s Velkou Británií o společném postupu při vývoji prvního evropského nadzvukového dopravního letounu. Zmíněný stroj vešel ve známost jako Concorde a dle předběžných výpočtů měl vykazovat cestovní rychlostí řádu M=2 a doletem 6 000 až 6 500 km. Reakce ze strany SSSR na nadzvukový Concorde přitom na sebe nenechala dlouho čekat. Zadání na sovětský dopravní letoun této kategorie totiž spatřilo světlo světa již dne 16. července 1963. Vývojem sovětského protějšku britsko-francouzského Concordu byla pověřena OKB A.N. Tupoleva. Zmíněný letoun vešel ve známost pod označením Tu-144 (Charger A) a ve své konečné projektové podobě, která pocházela z roku 1965, si z hlediska celkového aerodynamického uspořádání nic nezadal se svým evropským protějškem. Šlo tedy o bezocasý pouze za pomoci elevonů řízený stroj s podlouhlým štíhlým trupem s deltakřídlem se značnou hloubkou, profilem s proměnlivým zakřivením a ostrou náběžnou hranou s ogiválním půdorysem a plynule vzrůstajícím úhlem šípu směrem od kořenů ke koncovým obloukům. Protože šlo o novátorské řešení, které sebou přinášelo nemalé technické riziko, dne 1. srpna 1964 padlo rozhodnutí, aby byla ovladatelnost a stabilita letounu typu Tu-144 (Charger A) nejprve prověřena za pomoci zmenšeného pilotovaného demonstrátoru. Jeho vývojem byla přitom pověřena OKB MiG. Zmíněný experimentální stroj vešel ve známost pod označením MiG-21I (iz.21-11) a trup, podvozek a většinu palubních systémů přebíral od frontového stíhacího letounu typu MiG-21S (Fishbed J). Zcela nové bylo pouze křídlo, které nebylo ničím jiným, než přesnou aerodynamickou zmenšeninou křídla dopravního letounu typu Tu-144 (Charger A). Změn přitom doznal též systém řízení. Demonstrátor MiG-21I postrádal vztlakové klapky a výšková kormidla. Jeho řízení se dělo prostřednictvím dvousektorových elevonů, které okupovaly odtokovou hranu křídla v celém rozpětí, a směrového kormidla s mezním úhlem vychýlení ±25°. Mezní úhly vychýlení elevonů přitom činily +7° a -20° v režimu „klopení“, resp. +15° a -28° v režimu „klonění“. Výkresové podklady těch částí draku, které bylo nezbytné pro demonstrátor typu MiG-21I zhotovit nově, vypracoval, v letech 1965 až 1966, závod č.21 z Gorkého. Všechny tři prototypy demonstrátoru, dva letové (MiG-21I/1 / v.č. N010104 a MiG-21I/2 / v.č. N010103) a jeden neletový pro statické zkoušky, vznikly v prostorách prototypové dílny OKB MiG konverzí sériových MiGů-21S (Fishbed J). Ty přitom dodal závod č.21 z Gorkého. Naproti tomu křídla pro tyto stroje zhotovil závod č.64 z Voroněže. Volba právě tohoto podniku jako dodavatele křídel přitom nepadla náhodou, neboť mu byla mezitím svěřena produkce vlastního dopravního letounu typu Tu-144 (Charger A). Zhotovením křídel pro demonstrátory typu MiG-21I si tak mohl dopředu vyzkoušet poměrně náročnou výrobu křídel s ogiválním profilem. První prototyp demonstrátoru MiG-21I (MiG-21I/1) obdržel nátěr sestávající se ze dvou odstínů šedé barvy (nátěr hřbetní nástavby, náběžné hrany SOP a pouzdra brzdícího padáku měl světlejší odstín než šedý nátěr zbytku draku), doplněný o kresby sovětských vlajek na bocích SOP a nápisy „CCCP A-144“ na bocích SOP a na spodních plochách obou polovin křídla. Do oblak se tento stroj poprvé vydal dne 18. dubna 1968. Tomu ale předcházely testy jeho zmenšeného modelu v aerodynamickém tunelu a v neposlední řadě též pozemní rolovací zkoušky. Jejich součástí se přitom stal též krátký skok do výšky 1 až 2 m nad VPD. Zmíněné rolovací zkoušky se ale neobešly bez problémů. Demonstrátor MiG-21I/1 totiž velmi neochotně dosedal na VPD, neboť v přízemních výškách pod jeho rozměrným křídlem vznikal dynamický vzduchový polštář, po kterém klouzal, obdobně jako ekranoplán. Ke dni 31. prosince 1968, kdy se do oblak poprvé vydal první prototyp letounu typu Tu-144 (Charger A) (CCCP-68001), aby se stal prvním zalétaným nadzvukovým dopravním letounem na světě, si demonstrátor MiG-21I/1 stihl na své konto připsat celkem 64 zkušebních letů. Poté byl občasně využíván též v roli doprovodného stroje. Vůbec poprvé demonstrátor MiG-21I/1 prototyp letounu typu Tu-144 (Charger A) doprovázel při jeho prvním letu. Zatímco náplní zkoušek prototypu MiG-21I/1 se stal vývoj technik pilotáže bezocasého letounu řízeného pouze za pomoci elevonů, prototyp druhý, který vešel ve známost jako MiG-21I/2, byl vyhrazen pro aerodynamická měření. Kompletaci tohoto stroje se přitom podařilo završit na konci roku 1969, tedy se značným zpožděním za prototypem prvním. Do oblak se prototyp MiG-21I/2 poprvé vydal v lednu roku 1970, přímo z podnikového letiště závodu č.21. Od prototypu MiG-21I/1 se tento stroj odlišoval zejména zaobleným půdorysem protáhlých vírových přechodů křídla. Naproti tomu vírové přechody křídla prototypu prvního, které se táhly až před pilotní kabinu, byly opatřeny rovnou náběžnou hranou s konstantním úhlem šípu 78°. Součástí vybavení prototypu MiG-21I/2 se navíc stala dvojice kamer. Zatímco kryt jedné z nich se nacházel na vrcholu SOP, kryt té druhé byl umístěn po pravoboku hřbetní nástavby, v oblasti za pilotní kabinou. Za pomoci zmíněných kamer byl pořizován záznam pohybu staniolových pásků, které byly přilepeny k horní ploše pravé poloviny křídla, v proudu vzduchu v průběhu letu. Horní i spodní plocha křídla prototypu MiG-21I/2 byla navíc poseta snímači tlaku. Součástí palubního systému tohoto stroje se ale stal též laserový systém, za jehož pomoci bylo možné vizualizovat proudění vzduchu okolo křídla. Prototyp MiG-21I/2 navíc létal, na rozdíl od prototypu MiG-21I/1, v barvě kovu se standardními výsostnými znaky VVS. Ty doplňovaly pouze kresby znaků organizace Komsomolců a kalibračních značek na pravoboku přídě trupu. Na zkouškách prototypů demonstrátoru typu MiG-21I se podílely konstrukční kanceláře OKB MiG a OKB A.N. Tupoleva spolu s institutem CAGI (Centrální institut aero- a hydrodynamiky). Za jejich kniplem se přitom vystřídalo celkem 16 pilotů. Za pomoci prototypů demonstrátoru typu MiG-21I se podařilo prověřit aerodynamiku, stabilitu a ovladatelnost bezocasého letounu řízeného pouze za pomoci elevonů v širokém rozsahu úhlů náběhu, při různých rychlostech, podzvukových i nadzvukových (až do M=2,06), v různých výškách (až do 12 000 m). Součástí zkušebního programu prototypů MiGu-21I se staly též zkoušky zaměřené na stanovení hodnoty jejich pádové rychlosti a v neposlední řadě též na prověření jejich „vývrtkových“ charakteristik. Kromě výše uvedeného byly tyto stroje využívány též pro přípravu prvních pilotů dopravních letounů řady Tu-144 (Charger). U pilotů byly prototypy MiGu-21I velmi oblíbené, neboť vykazovaly poměrně snadnou pilotáží a dobrou ovladatelností. Díky křídlu s větší plochou byly tyto stroje v porovnání se standardními MiGy-21 (Fishbed) více obratné. Naproti tomu vykazovaly horší akcelerací. Zkoušky prototypu MiG-21I/1 ale již dne 28. července 1970, když se nacházely v samém závěru, předčasně ukončila havárie. Pilot tohoto stroje totiž opomněl, že se jeho ovladatelnost od standardního MiGu-21 (Fishbed) poněkud liší, a tak jej přetáhl a uvedl do pádu. Za celou svou služební přitom tento stroj vykonal 142 letů. Naproti tomu prototyp MiG-21I/2 po ukončení všech plánovaných zkoušek skončil za branami leteckého musea v Moninu. Zde se nachází do dnešních dnů.

Verze:

MiG-21I/1 – první výše popsaný prototyp letounu typu MiG-21I. Křídlo tohoto stroje bylo opatřeno vírovými přechody s přímou náběžnou hranou s úhlem šípu 78°

MiG-21I/2 – druhý prototyp letounu typu MiG-21I. Křídlo prototypu MiG-21I/2 bylo opatřeno vírovými přechody se zaobleným půdorysem náběžné hrany. Kromě toho se tento model vyznačoval instalací dvou kamer. Zatímco nevelký polokapkovitý kryt té první se nacházel po pravoboku hřbetní nástavby, v oblasti přímo za pilotní kabinou, protáhlé doutníkovité pouzdro té druhé bylo umístěno na vrcholu SOP. Horní a spodní plocha křídla prototypu MiG-21I/2 byla navíc poseta snímači tlaku. Součástí palubního systému tohoto stroje se přitom stal též laserový systém, za jehož pomoci bylo možné vizualizovat proudění vzduchu okolo křídla.

Vyrobeno:  dva letové prototypy a jeden neletový exemplář pro statické zkoušky (všechny vznikly konverzí sériových MiGů-21S)

Uživatelé:  žádní (pouze výzkumný stroj)

Posádka:    jeden pilot

Pohon:       jeden proudový motor typu Tumanskij R-13F-300 s max. tahem 4 070 kp / 6 490 kp s vypnutým / zapnutým přídavným spalováním (v malých a středních výškách při rychlostech okolo M=1 ale tato pohonná jednotka dokáže krátkodobě podávat tah až 6 850 kp)

Výzbroj:    žádná (na centrální podtrupový pylon se umisťuje pouze 490 l PTB typu PTB-490)

* v případě prototypu prvního, resp. 6 260 až 7 640 kg v případě prototypu druhého

Poslední úpravy provedeny dne: 7.9.2014