Jakovlev Jak-1000

Typ:  podzvukový technologický demonstrátor lehkého nadzvukového denního frontového stíhacího letounu

Určení:  prověření letových vlastností, stability a ovladatelnosti při rychlostech do 1 100 km/h a vzletových a přistávacích charakteristik letounu opatřeného hlavní nosnou plochou s tvarem delty a tandemově uspořádaným podvozkem

Historie:  Na konci roku 1945 byly na půdě institutu CAGI (Centrální institut aero- a hydrodynamiky) zahájeny teoretické výzkumy na téma aerodynamika křídla pro vysoce výkonné proudové stíhací letouny. Pro let vysokou rychlostí se přitom jevily jako nejvíce vhodné hned dva typy křídla, a to křídlo šípové a křídlo s tvarem trojúhelníku, tzv. „deltakřídlo“. Zatímco výzkum aerodynamiky šípového křídla zde probíhal pod vedením akademika V.V. Struminského, výzkumem aerodynamiky deltakřídla se zabýval tým aerodynamika P.P. Krasilyčikova. Zpočátku měl vyšší prioritu výzkum šípového křídla. Šípové křídlo se proto dočkalo praktického využití jako první. Produkce prvních sovětských operačních stíhačů s šípovým křídlem a ocasními plochami v podobě letounů typu MiG-15 (Fagot) a La-15 (Fantail) se přitom rozeběhla již v roce 1949. Jak se ale rychlost bojových letounů stále více přibližovala rychlosti zvuku (M=1), do popředí zájmu se začalo stále více dostávat deltakřídlo. Takto koncipované křídlo totiž vykazuje při transsonických a supersonických rychlostech menším aerodynamickým odporem než křídlo šípové. Kromě toho zajišťuje lepší podélnou stabilitu při překonávání zvukové bariéry a při manévrech s velkými úhly náběhu. Pro deltakřídlo ale hovoří i větší tuhost a menší hmotnost v porovnání s křídlem šípovým. Dle předběžných výpočtů měl být stíhací letoun opatřený deltakřídlem o celých 7 až 10 % lehčí než ten samý letoun opatřený šípovým křídlem se shodnou plochou. Úspěšné zavedení detlakřídla do praxe si nicméně vyžádalo vyřešit potíže s příčnou stabilitou a ovladatelností při nízkých rychlostech, které by jinak sebou přinášely nemalé potíže při vzletovém a přistávacím manévru. Projekt prvního pro rychlé proudové stíhací letouny prakticky použitelného deltakřídla byl pracovníky institutu CAGI zpracován a leteckým konstrukčním kancelářím se zaměřením na vývoj stíhacích letounů představen již na konci 40. let, tedy krátce poté, co se povedlo úspěšně zavést do praxe šípové křídlo. Jako první na tuto novou výzvu zareagoval A.S. Jakovlev, a to i přesto, že se předtím stavěl velmi skepticky k šípovému křídlu (a své letouny raději opatřoval konzervativněji pojatým tenkým přímým křídlem). Jakovlev přitom pro první deltakřídlo z dílny institutu CAGI zpracoval projekt stíhacího letounu, který měl být díky instalaci jednoho proudového motoru typu Al-5 (TR-3) s max. tahem 4 600 kp dle předběžných výpočtů schopen letu na tu dobu nevídanou rychlostí okolo M=1,7. S oficiální zelenou se vývoj tohoto stroje setkal dne 10. června 1950. Termín předání jeho prototypu byl přitom zmíněným výnosem stanoven na srpen roku 1952. Protože ale projekt takto výkonného bojového letounu sebou přinášel příliš mnoho nového a neznámého v říjnu roku 1950, po předchozí dohodě s odborníky institutu CAGI, se Jakovlev nejprve pustil do návrhu identicky koncipovaného neozbrojeného experimentálního letounu. Zmíněný demonstrátor přitom vešel ve známost pod označením Jak-1000 a jeho posláním se stalo prověření stability a ovladatelnosti letounu opatřeného deltakřídlem v průběhu vzletu a přistání a v průběhu letu nízkou rychlostí. Po koncepční stránce přitom tento stroj nebyl ničím jiným, než přesnou aerodynamickou zmenšeninou zmíněného bojového letounu s instalací slabšího 1 590 kp proudového motoru typu RD-500. Práce na projektu a prototypu experimentálního Jaku-1000 se konstrukčními týmu Jakovlevovi OKB podařilo završit za velmi krátkou dobu. Jediný exemplář tohoto stroje (žlutá 34 / žlutá 2) na leteckou základu Žukovskyj, domovskou základnu zkušebního institutu LII, dorazil již v závěru února roku 1951. Mezitím, mezi listopadem a prosincem roku 1950, byly realizovány zkoušky 1:1 makety Jaku-1000 v aerodynamickém tunelu institutu CAGI typu T-101. Zmíněné zkoušky byly přitom zaměřeny zejména na prověření aerodynamických charakteristik tohoto stroje při vzletu a přistání. Prakticky ve stejnou dobu byla prověřována aerodynamika Jaku-1000 za pomoci zmenšeného modelu v nadzvukovém aerodynamickém tunelu. Dle výsledků zmíněných měření se měla rychlost tohoto stroje pohybovat okolo 1 100 km/h, tedy na samé hranici rychlosti zvuku. To byl vzhledem k tomu, že jej poháněj 1 590 kp motor typu RD-500, nanejvýš obdivuhodný výkon. Deltakřídlo ale nebylo jediným novátorským prvkem v konstrukci experimentálního Jaku-1000. Jakovlev jej totiž opatřil též tandemovým podvozkem, který vůbec poprvé použil na letounu typu Jak-50, a hydraulickými posilovači řízení. Velmi netradičně byly řešeny též křidélka. Vzhledem k tomu, že poměrně malé křídlo Jaku-1000, neposkytovalo v některých letových režimech dostatek vztlaku, bylo totiž nezbytné na jeho odtokovou hranu umístit mohutné vztlakové klapky. Ty přitom zaujímaly odtokovou hranu křídla tohoto stroje v celém rozpětí. Protože díky tomu zde již nezbylo místo pro křidélka, Jakovlev je umístil na odtokovou hranu vztlakových klapek. Rolovací zkoušky jediného prototypu Jaku-1000 se rozeběhly dnem 2. března 1951. Tehdy byly přitom uskutečněny dvě pojížďky po VPD rychlostí 50 km/h a 100 km/h. Tomu dne 3. března toho samého roku následovala pojížďka rychlostí 250 km/h. Dne 10. března 1951 byly uskutečněny pojížďky po VPD rychlostí 210 km/h s vysunutým vztlakovými klapkami a rychlostí 150 km/h s vysunutými aerodynamickými brzdami. Poté byly rolovací zkoušky tohoto stroje zastaveny. Důvodem toho se staly potíže s klopením na stranu a vybočováním ze směru jízdy, které byly důsledkem malého rozpětí křídla a volby nevhodně koncipovaného podvozku. Zmíněné problémy se přitom projevovaly již při rychlostech okolo 150-ti km/h a při slabém bočním větru. Protože navíc panovaly důvodné obavy, že se prototyp Jaku-1000 při dosednutí při bočním větru převrhne na záda, za letu již tento stroji nebyl zkoušen. Proti zahájení letových zkoušek ale hovořily též výsledky měření jeho 1:1 makety v aerodynamickém tunelu. Z výsledků zmíněných měření totiž vyplynulo, že jediný prototyp Jaku-1000 bude vykazovat větší vzletovou a přistávací rychlostí než se předpokládalo a v neposlední řadě též i nemalými problémy s podélnou i příčnou stabilitou. Zařízení pro umělé držení stability, kterým disponovaly první sovětské dvoumachové stíhače v podobě letounů řady MiG-21 (Fishbed) a Su-9 (Fishpot), tehdy ještě neexistovalo. V říjnu 1951 byl tak celý program Jak-1000 zastaven, aniž by jediný dokončený exemplář tohoto stroje vykonal jediný let.

Popis:  Jednomotorový jednomístný experimentální letoun typu Jak-1000 byl řešen jako celokovový středoplošník s křídlem s tvarem delty a ocasními plochami uspořádanými do tvaru kříže. Trup tohoto stroje měl poloskořepinovou konstrukci a tvar doutníku s max. průřezem 1,2 m. V čele příďové části trupu Jaku-1000 se nacházel kruhový lapač vzduchu pohonné jednotky. Ten byl přitom rozdělen vertikální dělící překážkou, ze které vybíhala dlouhá PVD, na dva samostatné vzduchové kanály s průřezem na výšku postavené elipsy. Přímo mezi nimi se nacházel jednomístný přetlakový kokpit a přední palivová nádrž (s objemem 430 l). Pilotní kabina tohoto stroje ukrývala vystřelovací sedačku a byla opatřena polokapkovitým překrytem, který se sestával se ze dvou částí s neděleným zasklením, a to pevného čelního štítku a odsuvné (směrem dozadu) zadní části. Uvnitř střední části trupu Jaku-1000 se nacházela instalace pohonné jednotky v podobě 1 590 kp proudového motoru typu RD-500. Zadní část trupu Jaku-1000 byla zakončena kruhovou tryskou pohonné jednotky. Ta byla přitom s motorem propojena dlouhou výtokovou trubicí. Kromě výtokové trubice zadní část trupu Jaku-1000 ukrývala též zadní (druhou) palivovou nádrž (s objemem 167 l). Zmíněná nádrž při pohledu zepředu vykazovala tvarem písmene „U“ a obepínala kolem dokola výtokovou trubici pohonné jednotky. Štíhlé středoplošně uspořádané křídlo Jaku-1000 mělo půdorys lichoběžníku s kladným úhlem šípu náběžné hrany 60° a záporným úhlem šípu odtokové hrany 11°. Jeho rozpětí přitom činilo pouhých 4,59 m. Celou odtokovou hranu křídla tohoto stroje zaujímaly vztlakové klapky. Křidélka byla vetknuta do odtokové hrany vnějších částí vztlakových klapek. Ocasní plochy Jaku-1000 měly obdobný tvar jako křídlo a sestávaly se z jedné svislé plochy (SOP) a jedné vodorovné plochy (VOP). Ocasní plochy tohoto stroje zaujímaly vzájemné uspořádání do tvaru kříže. VOP byla tedy uchycena k bokům SOP, v oblasti pod směrovým kormidlem. Zatímco na odtokové hraně SOP, která byla umístěna v ose zadní části trupu, přímo nad tryskou pohonné jednotky, se nacházelo jednodílné směrové kormidlo, odtokovou hranu VOP zaujímala v celém rozpětí dvojice výškových kormidel. Ocasní plochy Jaku-1000 doplňovala jedna protáhlá nízká kýlovka a dvojice aerodynamických brzd. Zatímco instalace kýlovky se nacházela v ose břicha zadní části trupu, aerodynamické brzdy byly umístěny po stranách zádě trupu. Vzletové a přistávací zařízení Jaku-1000 tvořil zatahovatelný tandemový kolový podvozek. Ten se přitom sestával ze dvou hlavních jednotek, které byly opatřeny jedním 570 x 140 mm kolem, a dvou pomocných koncových křídleních (vyrovnávacích) jednotek. Jak příďový, tak i hlavní podvozek tohoto stroje se zatahoval po směru letu. Zatímco kolo příďového podvozku se zasouvalo za pilotní kabinu, šachta hlavního podvozku se nacházela přibližně na úrovni odtokové hrany křídla. Kolo hlavního podvozku v zatažené pozici vystupovalo z obrysu trupu a bylo částečně schováno pod vystouplými aerodynamickými kryty. Brzdami bylo opatřeno kolo příďového i hlavního podvozku. Příďový podvozek byl navíc řešen jako řiditelný. Vyrovnávací podvozek byl opatřen malými kolečky a zasouval se, po směru letu, do štíhlých krytů, které se nacházely pod křídlem, přibližně v polovině jeho rozpětí.

Verze:  žádné

Vyrobeno:  jeden prototyp

Uživatelé:  žádní (pouze výzkumný stroj)

Posádka:    jeden pilot

Pohon:       jeden proudový motor typu Jakovlev RD-500 (bezlicenční kopie britského typu Rolls-Royce Derwent V) s max. tahem 1 590 kp

Radar:        žádný

Výzbroj:     žádná (pouze výzkumný letoun)

* pouze vypočtený odhad

Poslední úpravy provedeny dne: 10.1.2015