Mikojan-Gurjevič MiG-8 Utka

 

Typ:  technologický demonstrátor bojového letounu s tzv. kachním uspořádáním šípových nosných ploch

Určení:  prověření stability a ovladatelnosti letounu s tzv. kachním uspořádáním šípových nosných ploch, tedy letounu s instalací vodorovné ocasní plochy na přídi a křídla na zádi, v průběhu rolování, vzletu a přistání a letu malou rychlostí

Historie:  V samém závěru bojů druhé světové války, které utichly v roce 1945, se řada sovětských leteckých konstrukčních kanceláří, včetně OKB-155 A.I. Mikojana a M.I. Gurjeviče, začala zabývat hledáním nových aerodynamických řešení pro rychlé bojové letouny s proudovým pohonem. Do středu pozornosti OKB MiG se přitom tehdy mimo jiné dostalo též tzv. kachní uspořádání nosných ploch s šípovou náběžnou hranou. Letoun s vodorovnou ocasní plochou na přídi a křídlem na zádi měl mít totiž dle tehdejších teoretických poznatků před klasicky koncipovaným letounem navrch ve vyšší odolnosti proti přetažení a pádu do vývrtky. Při přetažení takto koncipovaného letounu totiž nejprve ztrácí vztlak kachní ploška, zatímco křídlo tímto jevem nebývá postiženo. Následkem ztráty vztlaku na kachní ploše dojde pouze k mírnému poklesu přídě trupu směrem dolů, načež se proudění vzduchu ustálí. Širšímu rozšíření kachního uspořádání nosných ploch ale bránily problémy se směrovou stabilitou, jejichž uspokojivé řešení tehdy ještě nebylo známo. Zmíněné problémy se stabilitou byly přitom důsledkem toho, že se kachní plocha nachází poměrně blízko u aerodynamického těžiště. Použití kachního uspořádání nosných ploch navíc sebou přináší nemalé problémy s přepravou nákladu, neboť toto řešení nedává mnoho prostoru pro posouvání aerodynamického těžiště. Šípové křídlo mělo zase umožňovat dosažení rychlostí řádu M=1 a vyšších. Z výsledků výzkumů, které byly právě tehdy realizovány na půdě institutu CAGI (Centrální institut aero- a hydrodynamiky), stejně jako z výsledků německých aerodynamických výzkumů z první poloviny 40. let, totiž vyplynulo, že je rychlosti přesahující hodnotu M=1, tedy rychlosti zvuku, možné dosáhnout pouze s takto koncipovaným křídlem. Křídlo se šípovou náběžnou hranou přitom dokáže proudovému letounu zajistit znatelně vyšší rychlost než křídlo přímé díky tomu, že vykazuje vyšším kritickým Machovým číslem, tj. hodnotou, při které dochází ke skokovému zvýšení součinitele odporu. „Čisté“ šípové křídlo ale sužují, jak odhalily výše uvedené aerodynamické výzkumy, problémy s předčasným odtrháváním proudu vzduchu směrem od kořenů. Díky tomu letoun opatřený takto pojatou hlavní nosnou plochou vykazuje špatnou stabilitou při nízkých rychlostech, zejména pak při vzletu a přistání, a v neposlední řadě též při manévrech s velkými úhly náběhu. Zavedení kachního uspořádání nosných ploch s šípovou náběžnou hranou si tedy vyžadovalo vyřešit celou řadu tehdy ještě neznámých aerodynamických problémů. Vzhledem k tomu, že zkoušky v aerodynamickém tunelu vždy nepřináší zcela spolehlivé výsledky, se vedení OKB MiG rozhodlo, aby byla stabilita a ovladatelnost takto progresivně koncipovaného bojového letounu při nízkých rychlostech prověřena nejprve za pomoci technologického demonstrátoru s pístovým pohonem. Práce na zmíněném experimentálním letounu, který vešel ve známost pod označením MiG-8 Utka, se rozeběhly již v únoru roku 1945. Konstruktéři OKB MiG přitom letoun typu MiG-8 pojali jako nevelký celodřevěný vzpěrový hornoplošník s tlačným uspořádáním pohonné jednotky v podobě 110 hp hvězdicového pětiválce typu M-11FM z dílny A.D. Švecova a zdvojenou svislou ocasní plochou. Její instalace se nacházela na koncích šípového křídla. Volba tlačného uspořádání přitom nepadla náhodou. Toto řešení pohonného systému totiž lépe simulovalo chování proudového letounu, neboť zcela vylučovalo vliv vrtule na proudění vzduchu kolem draku. Letoun typu MiG-8 se přitom stal vůbec prvním letounem s kachním uspořádáním šípovým nosných ploch sovětské konstrukce a zároveň prvním letounem značky MiG opatřeným podvozkem příďového typu. Volba takto koncipovaného vzletového a přistávacího zařízení rovněž nepadla náhodou. Takto koncipovaný podvozek, má totiž před podvozkem ostruhovým, který byl standardem pro prakticky všechny bojové letouny té doby, řadu zásadních předností. Konkrétně přitom jde o lepší výhled z pilotní kabiny v průběhu vzletu, přistání a rolování a snazší manipulaci po zemi. Z tohoto důvodu se v poválečných letech od používání podvozku ostruhového zcela opustilo právě ve prospěch podvozku příďového typu. Přestože se primárním posláním MiGu-8 stal výzkum aerodynamiky, konstruktéři OKB MiG jej opatřili kabinou pro pilota a dva cestující. Díky tomu mohl zastávat též poslání spojovacího stroje. Stavbu jediného prototypu letounu typu MiG-8 předcházela celá řada měření v aerodynamickém tunelu institutu CAGI typu T-102. V průběhu zmíněných měření se přitom podařilo potvrdit vypočtenou hodnotu max. rychlosti tohoto stroje při horizontálním letu, která měla činit 240 km/h. Protože ale za pomoci zmíněného aerodynamického tunelu nebylo možné získat přesné údaje o chování v kritických letových režimech, odborníci institutu CAGI doporučili tento stroj opatřit pevnými sloty s rozpětím ne menším, než mělo rozpětí křidélek. Max. povolená rychlost byla přitom na základě výsledků vibračních zkoušek stanovena na 270 km/h. Zahájení letových zkoušek předcházely též statické zkoušky. Destruktivní statické zkoušky byly ale provedeny pouze do hodnoty odpovídající 67-ti % hodnoty max. pevnosti draku. Od vzletové dráhy se jediný prototyp MiGu-8 poprvé odlepil dne 13. srpna 1945. Zaměřením první etapy letových zkoušek letounu typu MiG-8, která se rozeběhla dne 28. srpna a byla završena dnem 11. září roku 1945, se stalo prověření stability a ovladatelnosti. První etapa letových zkoušek tohoto letounu byla přitom realizována, stejně jako etapa druhá, na letišti zkušebního institutu LII. Zatímco z hlediska podélné a cestovní stability byl výzkumný MiG-8 hodnocen kladně, příčná stabilita tohoto stroje byla shledána za nadbytečnou. Z tohoto důvodu konstrukce tohoto stroje následně doznala změn. Ty přitom vycházely z doporučení odborníků institutu CAGI. Zatímco křídlo obdrželo větší záporné vzepětí (o -1°), trojúhelníková zdvojená svislá ocasní plocha byla skloněna (pod úhlem 10°) směrem k podélné ose trupu. Současně prošlo úpravami ovládání výškových kormidel. Na základě doporučení odborníků institutu LII byla navíc zdvojená SOP přesunuta z konců křídla do poloviny jeho rozpětí. Současně směrová kormidla obdržela instalaci kompenzátoru, výšková kormidla stavitelné vyvažovací plošky a příďový podvozek větší 500 x 150 mm kolo (na místo kola s rozměry 300 x 150 mm). Všechny výše uvedené úpravy byly přitom do konstrukce jediného prototypu výzkumného MiGu-8 zavedeny na konci roku 1945, v prostorách prototypové dílny OKB MiG. Na závodní letiště byl takto modifikovaný jediný exemplář MiGu-8 vytažen dne 14. února 1946. Letové zkoušky tohoto stroje se opět rozeběhly dne 21. února toho samého roku. Tento let ale provázely potíže s přehříváním oleje o 20°C. Z tohoto důvodu byly před zahájením dalšího zkušebního letu hlavy válců pohonné jednotky opět opatřeny přilbovými kryty (zmíněný let byl realizován bez jejich instalace). Protože se v průběhu dalšího letu, ke kterému jediný prototyp MiGu-8 odstartoval dne 28. února toho samého roku, potíže s přehříváním oleje opakovaly, následně tento stroj musel zpět do prototypové dílny. Zde pak byly do jeho konstrukce zavedeny úpravy, které vedly ke zlepšení ofukování motorových válců. Na domovskou základnu zkušebního institutu LII byl jediný prototyp MiGu-8 z podnikového letiště OKB MiG přelétnut dne 3. března 1946. V průběhu druhé etapy zkušebního programu, která byla zase zaměřena na prověření „vývrtkových“ charakteristik, křídlo tohoto stroje doznalo dalších změn. Konkrétně koncové oblouky obdržely výrazný sklon směrem dolů, zatímco pevné sloty, které se nacházely na náběžné hraně, byly sejmuty. Druhá etapa letových zkoušek byla završena v květnu roku 1946 a splnila veškerá očekávání. Prototyp MiGu-8 se totiž dostával do vývrtky jen velmi neochotně. V případě, že se jej podařilo přetáhnout a hrozil pád do nekontrolovatelné vývrtky, stačilo pustit řízení, a prototyp MiGu-8 se vyrovnal a stabilizoval sám. Zkušenosti získané v průběhu zkoušek tohoto nevelkého stroje přitom OKB MiG následně zužitkovala při projektování svých prvních stíhačů s proudovým pohonem v podobě letounů typu MiG-9 (Fargo) a MiG-15 (Fagot). Protože pokus OKB MiG o udání MiGu-8 Aeroflotu vyšel zcela naprázdno, po ukončení zkušebního programu byl tento stroj využíván OKB MiG pro služební cesty, přepravu dokumentací a drobných součástek mezi výrobními závody apod. Za celou služební kariéru jediného exempláře MiGu-8 přitom nebyla zaznamenána jediná mimořádná událost.

Popis (konečné provedení):  Lehký jednomotorový pístový experimentální letoun typu MiG-8 byl řešen jako třímístný vzpěrový hornoplošník s kachním uspořádáním nosných ploch, zdvojenou svislou ocasní plochou a tlačným uspořádáním pohonné jednotky. Trup tohoto stroje měl celodřevěnou poloskořepinovou konstrukci a jeho potah byl zhotoven z překližky. Protáhlá zahrocená štíhlá špice trupu letounu typu MiG-8 nesla kachní plochu. Střední část trupu tohoto stroje měla průřez ve tvaru obdélníku se zaoblenými rohy a ukrývala bohatě zasklenou kabinu s tandemově uspořádanými sedadly pro pilota a dva cestující. Zatímco instalace sedadla pilota se nacházela v podélné ose trupu, sedadla cestujících byla umístěna nesymetricky po pravoboku. Přímo vedle zadního sedadla cestujícího se nacházel malý zavazadlový úložný prostor. Vstup do kabiny posádky byl řešen z levoboku, dveřmi automobilového typu. Přístrojovou desku letoun typu MiG-8 přebíral od víceúčelového dvouplošníku typu Po-2 (Mule). V zadní části trupu, přímo za kabinou posádky se nacházela instalace dvou duralových palivových nádrží s celkovým objemem 195 l, jedné 18 l olejové nádrže a pohonné jednotky v podobě 110 hp hvězdicového (vzduchem chlazeného) pětiválce typu M-11FM z dílny A.D. Švecova. Ten přitom roztáčel jednu dřevěnou dvoulistou stavitelnou tlačnou vrtuli s průměrem 2,36 m. Jednotlivé válce zmíněného motoru byly opatřeny vystouplými přilbovými kryty (se vstupem vzduchu v čele a výstupem na zádi). Ty se ale obvykle nepoužívaly, tedy vyjma dvou spodních. Od kabiny posádky a nádrží s palivem a olejem byl přitom motor typu M-11FM oddělen protipožární přepážkou. Hornoplošně uspořádané šípové křídlo letounu typu MiG-8 vykazovalo štíhlostí 12% a mírným záporným vzepětím (-2°) a bylo opatřeno zaoblenými koncovými oblouky s výrazným sklonem směrem dolů. Jeho výztuhu tvořil jeden pár vzpěr s tvarem písmene „V“. Ty se přitom táhly od vzpěr hlavního podvozku přibližně do poloviny rozpětí (zde byla uchycena též zdvojená SOP). Náběžná hrana křídla MiGu-8 svírala úhel šípu 20° a byla potažena, až po přední nosník, překližkou. Z překližky byl přitom zhotoven též potah částí křídla v oblasti zakotvení nosných vzpěr a svislých ocasních ploch. Potah zbytku plochy křídla MiGu-8 byl plátěný. Kostra křídla tohoto stroje měla pak celodřevěnou konstrukci. Jeho mechanizaci tvořila pouze křidélka typu Frise s duralovou kostrou a plátěným potahem. Jejich instalace se přitom nacházela na vnějších částech odtokové hrany (vně instalace zdvojené SOP). Trojúhelníkové příďové kachní plošky měly obdobnou konstrukci, jako křídlo a vykazovaly celkovou plochou 2,7 m2, rozpětím 3,5 m a úhlem náběhu +2°. Na jejich odtokové hraně se nacházela výšková kormidla s duralovou kostrou a plátěným potahem a mezními úhly vychýlení ±25°. Výšková kormidla MiGu-8 byla navíc opatřena stavitelnými vyvažovacími ploškami. Obdobnou konstrukci měla přitom i zdvojená svislá ocasní plocha (SOP), která byla vetknuta do odtokové hrany křídla, přibližně v polovině jeho rozpětí (na úrovni zakotvení křídelních vzpěr). Zdvojená SOP letounu typu MiG-8 měla tvar trojúhelníku se zaoblenými vrcholy a vykazovala mírným sklonem (10°) směrem k podélné ose trupu. Na její odtokové hraně se nacházela směrové kormidla, která měla, stejně jako křidélka a výšková kormidla, duralovou kostru a plátěný potah. Vzletové a přistávací zařízení letounu typu MiG-8 tvořil pevný kolový podvozek příďového typu. Rozměry všech tří kol činily 500 x 150 mm. Kola hlavního podvozku byla navíc opatřena brzdami a kapkovitými aerodynamickými kryty. Zatímco instalace příďového podvozku se nacházela pod špicí trupu, na úrovni odtokové hrany kachní plošky, vzpěry hlavního podvozku byly uchyceny k bokům zádě trupu, v oblasti za kabinou posádky. Rozchod hlavního podvozku letounu typu MiG-8 přitom činil 2,5 m.

Verze:  žádné

Vyrobeno:  jeden prototyp

Uživatelé:  žádní (pouze výzkumný stroj)

 

Posádka:    jeden pilot

Pohon:       jeden pístový motor typu Švecov M-11FM s max. výkonem 110 hp

Kapacita:   dvě osoby

 

 

TTD:     
Rozpětí křídla: 9,50 m 
Délka:   6,80 m
Výška: 2,48 m 
Prázdná hmotnost: 746 kg
Max. vzletová hmotnost: 1 090 kg
Max. rychlost: 215 km/h
Praktický dostup:   5 200 m
Max. dolet:    500 km

 

 

 

 

Poslední úpravy provedeny dne: 18.1.2014