Tupolev T-1/LK-4 (ANT-41)

Typ:  námořní víceúčelový bojový letoun

Určení:  ničení hladinových plavidel za pomoci torpéda, ničení hladinových plavidel a námořních základen za pomoci pum a ochrana bombardovacích letounů před vzdušným napadením

Historie:  V srpnu roku 1934 se v KOSOS (Konstruktorskij otdel sektora opytnogo samoletostroenija = Konstruktérské oddělení sektoru zkušební letecké výroby) institutu CAGI (Centrální institut aero- a hydrodynamiky) A.N. Tupoleva rozeběhly práce na perspektivním nástupci tehdy již beznadějně zastaralém letounu KR-6, který plnil funkci tzv. „vzdušného křižníku“. „Vzdušné křižníky“ byly letouny se silnou hlavňovou výzbrojí, které zajišťovaly ochranu bombardovacích letounů před vzdušným napadením. Kromě toho letouny této kategorie mohly plnit též poslání útočného a průzkumného stroje. Pracemi na zmíněném letounu, který obdržel služební označení LK-4 (LK = legkij krejsler = lehký křižník) a tovární označení ANT-41, se přitom zabývala konstrukční skupina č.6, vedená V.M. Mjasiščevem. Příslušné technické zadání bylo UVVS (Správa VVS) institutu CAGI předáno ten samý měsíc a náčelníkem VVS, J.I. Alksnisem, schváleno v dubnu roku 1935. Dle zmíněného zadání měl „vzdušný křižník“ typu LK-4 sekundárně zastávat poslání bombardovacího a torpédonosného stroje. Přitom měl být schopen operovat za všech meteorologických podmínek ve dne i v noci. Součástí zmíněného technického zadání se ale stal též požadavek na prázdnou hmotnost 5 230 kg, vzletovou hmotnost 7 500 kg, max. rychlost 320 km/h, přistávací rychlost 90 až 95 km/h, dostup 7 500 m a dolet 1 500 km. Délka rozjezdu při vzletu, resp. dojezdu při přistání, letounu typu LK-4 měla činit 400 m, resp. 450 m. Obranná výzbroj tohoto stroje se měla sestávat z příďové střelecké věže s jedním pohyblivým 7,62 mm kulometem typu ŠKAS a hřbetní střelecké věže s jedním pohyblivým 20 mm kanónem typu ŠVAK. Letoun typu LK-4 měl být tedy na tu dobu velmi výkonný. Nejvýkonnější jednomotorový stíhací letoun, který se tehdy nacházel ve výzbroji VVS, v podobě Polikarpova dvouplošníku typu I-15 totiž dosahoval rychlosti okolo 370-ti km/h, zatímco letoun typu LK-4, jehož rychlost neměla být o moc nižší, měl být poměrně velkým a těžkým dvoumotorovým strojem. Z předběžných kalkulací navíc vyplynulo, že letoun typu LK-4 bude muset mít ještě větší rozměry a hmotnost než rychlostní bombardér typu SB (ANT-40), aby splňoval požadavky na nosnost a dolet. Dle předběžných výpočtů měla totiž vzletová hmotnost letounu typu LK-4 činit celých 7 500 kg ve variantě „vzdušný křižník“, resp. 9 150 kg v torpédonosné variantě, zatímco vzletová hmotnost sériových SB činila 5 630 kg, resp. 6 360 kg v přetížené konfiguraci. Pro tak výkonný a současně těžký letoun ale tehdy nebyla v SSSR k dispozici vhodná pohonná jednotka. Mjasiščev se proto nakonec musel spolehnout na tehdy ještě vyvíjený 1 275 hp kapalinou chlazený 12-ti válec typu M-34FRN z dílny A.A. Mikulina. Celkové uspořádání přitom zmíněný konstruktér pro letoun typu LK-4 převzal, na nátlak Tupoleva, od rychlostního bombardéru typu SB (ANT-40). Zmíněný stroj tedy pojal jako středoplošník s pohonnými jednotkami uvnitř dvou křídelních gondol, klasicky koncipovanými ocasními plochami a tříbodovým podvozkem ostruhového typu. Protože si Mjasiščev přál, aby letoun typu LK-4 měl rychlost 400 km/h, dostup 9 500 m a dolet 4 200 km při značné nosnosti, konstrukci draku tohoto stroje podřídil tomu, aby kladl co nejnižší aerodynamický odpor. Pro zmíněný stroj proto navrhl štíhlý stíhačkový trup. Z toho samého důvodu jej opatřil plně zatažitelnými podvozky. Chladiče chladicí kapaliny pohonných jednotek letounu typu LK-4 v podobě vody umístil do útrob střední části křídla. To totiž umožnilo pro pohonné jednotky tohoto stroje vyprojektovat velmi štíhlé a aerodynamicky vytříbené křídelní gondoly. Kromě toho pro letoun typu LK-4 navrhl trupovou pumovnici mající dostatečné rozměry k tomu, aby pojala veškerou požadovanou výzbroj. Pumy nebo torpéda ve vnějším podvěsu totiž mají značný aerodynamický odpor. Původně měla přitom trupová pumovnice tohoto stroje být schopna pojmout dvě torpéda o hmotnosti po 820 kg nebo jedno torpédo o hmotnosti 1 700 kg. V konečné podobě byla nicméně trupová pumovnice letounu typu LK-4 dimenzována pouze na jedno torpédo typu TANF-45 o hmotnosti 920 kg. I přesto měla délku celých 6,5 m, což odpovídalo cca 40 % celkové délky trupu. Zdaleka tak dlouhou trupovou pumovnicí přitom nebyly opatřeny ani těžké bombardovací letouny, které se tehdy nacházely ve výzbroji VVS. Trupová pumovnice letounu typu LK-4 byla navíc natolik objemná, že dokázala pojmout i nejtěžší sovětskou leteckou pumu té doby. Konkrétně se jednalo o pumu typu FAB-1000 o hmotnosti 1 000 kg. Zakomponování tak objemné pumovnice do trupu tohoto stroje ale pro konstruktéry institutu CAGI představovalo nemalou výzvu, neboť to sebou přinášelo nemalé problémy s pevností a tuhostí jeho konstrukce. Stavba prototypu letounu typu LK-4 byla započata v létě roku 1935 a probíhala v ZOK (Závod zkušebních konstrukcí) institutu CAGI. Ve druhé polovině toho samého roku, když se již projektové a konstruktérské práce na tomto stroji nacházely v závěrečné fázi, ale došlo k změně technického zadání. Dle nového zadání měl přitom letoun typu LK-4 primárně zastávat roli torpédonosce. Plnění úkolů bombardovacího stroje a „vzdušného křižníku“ mělo být nyní až jeho sekundárním posláním. Z tohoto důvodu bylo služební označení letounu typu LK-4 změněno na T-1. Dle nového zadání měl letoun typu T-1 mít max. rychlost 320 až 340 km/h, přistávací rychlost 105 km/h, dostup 6 000 m, dolet 3 000 km, délku rozjezdu při vzletu 450 m a délku dojezdu při přistání 350 m. Obraná výzbroj torpédonosné varianty tohoto stroje se měla sestávat z jednoho pohyblivého 7,62 mm kulometu typu ŠKAS, instalovaného v příďovém střelišti, a jednoho pohyblivého 20 mm kanónu typu ŠVAK, umístěného ve hřbetní střelecké věži. Bombardovací varianta letounu typu T-1 měla být navíc opatřena břišním výkyvným střelištěm s dalším pohyblivým 7,62 mm kulometem typu ŠKAS. Zatímco torpédonosná varianta tohoto stroje měla být schopna přepravy jednoho torpéda typu TANF-45, do podvěsu bombardovací varianty letounu typu T-1 mělo být možné umístit náklad pum do celkové hmotnosti 1 000 kg. Přestože se přizpůsobení letounu typu ANT-41 novému technickému zadání obešlo bez zásadních zásahů do původní konstrukce, stavba prototypu tohoto stroje se zatáhla o několik měsíců. Mezitím totiž Mjasiščev obdržel zpřesněné parametry motoru typu M-34FRN. Kromě toho bylo pro letoun typu T-1 nutné provést nové aerodynamické výpočty. Kuli urychlení prací měla být ale část vyžádaných úprav do konstrukce tohoto stroje zavedena až za chodu sériové výroby, která se měla rozeběhnout v roce 1936 a měla probíhat na lince závodu č.84. Práce na projektu letounu typu T-1 se podařilo završit v listopadu roku 1935. Krátce nato, v lednu roku 1936, byl dokončen i prototyp tohoto stroje. K letovým zkouškám ale prototyp letounu typu T-1 nebylo tehdy možné odevzdat. V polovině 30. let se totiž světoví konstruktéři rychlých letadel začali u svých konstrukcí potýkat s třepotáním ocasních ploch typu flutter při vysokých rychlostech. Přitom se jednalo o natolik silné chvění, že dokázalo doslova během pár vteřin zničit celé letadlo. V SSSR byl sice tento velmi nebezpečný tehdy znám po teoretické stránce, praktické zkušenosti s ním ale sovětští konstruktéři ještě neměli. Jeden z tehdejších předních sovětských odborníků na pružnost, J.P. Grossman, který pracoval v experimentálním aerodynamickém oddělení institutu CAGI, nicméně početně zjistil, že je kritická rychlost VOP letounu typu T-1, při které dochází k vzniku flutteru, natolik nízká, že není tento stroj možné předat k letovým zkouškám. Z tohoto důvodu bylo nezbytné pro zmíněný letoun navrhnout a vyrobit nové ocasní plochy. OELID (otdelenie eksperimentalno-letnych inspytanij i dovodky = oddělení letových zkoušek a dolaďování) institutu CAGI, které se nacházelo na moskevském Centrálním letišti, byl proto prototyp letounu typu T-1 nakonec předán až dne 28. května 1936. Mezitím přitom tento stroj obdržel nejen nové ocasní plochy, ale též 3,55 mm třílisté vrtule s kovovými listy na místo původních vrtulí dvoulistých. Ke svému prvnímu 25 min dlouhému letu se prototyp letounu typu T-1 vydal dne 2. června toho samého roku, s A.P. Černavským za kniplem. První lety s tímto strojem se obešly bez problémů. Jeho ovladatelnost byla totiž snadná a bezproblémová. S kladným hodnocením se přitom setkala též stabilita. Určité zlepšení si žádala pouze stabilita příčná. Později, v průběhu letu rychlostí 290 km/h, se ale objevily problémy s překompenzováním křidélek. Následně byla proto, na doporučení Černavského, plocha křidélek prototypu letounu typu T-1 zvětšena. Tomu dne 3. července 1936 následoval kontrolní let, který měl ověřit účinnost zmíněného opatření. V jeho průběhu měl Černavskij tento stroj uvést do střemhlavého letu a následně jej rozehnat na rychlosti převyšující max. horizontální rychlost o celých 15 %. Tento 14. let prototypu letounu typu T-1 v celkovém pořadí byl ale zároveň vůbec jeho poslední. V sedmé minutě po startu, když se Černavskij s tímto strojem pohyboval rychlostí 290 km/h ve výšce okolo 3 000 m, totiž začalo náhle silně vibrovat křídlo. Černavskij proto ubral „plyn“ a přitáhl knipl k sobě, aby prototyp letounu typu T-1 vyvedl z klesání do horizontálního letu a snížil tak jeho letovou rychlost. To se mu ale nepodařilo. Na místo toho byly vibrace křídla tohoto stroje stále silnější, až byly natolik silné, že mu doslova vyrazily knipl z ruky. Následně proto palubu prototypu letounu typu T-1 i s druhým členem posádky opustil na padáku. Zmíněný stroj se následně zřítil. Do země přitom narazil poblíž železniční stanice Chimky. Proč tehdy křídlo prototypu letounu typu T-1 postihly silné vibrace při tak nízkých rychlostech, když byl zmíněný stroj vyprojektován pro podstatně vyšší rychlosti, se spolehlivě prokázat nepodařilo. Každopádně v závěrečné zprávě havarijní komise stálo, že za vibracemi křídla prototypu letounu typu T-1 mohly vůle v upevnění křidélek. Nehledě na zmíněnou havárii se práce na projektu sériové modifikace tohoto stroje nezastavily. Sériový T-1 měl přitom mít mírně delší trup (16,84 m vs 15,54 m). Přední část trupové pumovnice tohoto modelu měla navíc výrazně vystupovat z obrysu břicha trupu. Díky tomu mělo být do její útrob možné umístit torpédo v mírně šikmé poloze. Sériový T-1 měl ale mít též křídlo s větším rozpětím (26,02 m vs 25,73 m) a menší plochou (86,20 m² vs 88,94 m²). Mjasiščev přitom letoun typu T-1 vyprojektoval též ve variantě s plovákovým podvozkem. Tento model měl přitom být schopen operovat, díky instalaci dvou štíhlých plováků, přímo z vodní hladiny. Dle předběžných výpočtů měla instalace podvozkových plováků sebou přinést pokles rychlosti o 40 km/h a dostupu na 5 000 m. Realizace se přitom plováková varianta letounu typu T-1 měla dočkat až po završení státních zkoušek výchozího „pozemního“ modelu s kolovým podvozkem. Zmíněný model ale nakonec neopustil rýsovací prkno. Přitom sešlo i ze státních zkoušek i ze sériové výroby. Jedním z důvodů toho mohla být ztráta důvěry v tento typ ze strany VVS kuli havárii prototypu. Dalším důvodem odřeknutí výroby letounu typu T-1 mohly být rychlé pokroky ve vývoji dvoumotorového dálkového bombardovacího letounu typu DB-3 z dílny S.V. Iljušina. Se zmíněným strojem se totiž počítalo též v roli nosiče torpéd. Každopádně typ T-1 se stal vůbec prvním letounem sovětské konstrukce, který byl od počátku projektován jako nosič torpéda. Všechny předchozí sovětské torpédonosné speciály byly totiž modifikacemi bombardovacích letounů.

Popis:  Námořní čtyřmístný dvoumotorový víceúčelový bojový letoun typu T-1 byl řešen jako celokovový středoplošník s klasicky koncipovanými ocasními plochami. Štíhlý vřetenovitý trup tohoto stroje byl pojat jako duralová skořepina, měl průřez na výšku postavené elipsy a sestával se ze tří částí, a to příďové, střední a ocasní. V zaoblené tupé „špici“ trupu letounu typu T-1 se nacházela kabina navigátora-bombometčíka-radisty. Navigátor přitom současně obsluhoval příďové střeliště, které bylo osazeno jedním pohyblivým 7,62 mm kulometem typu ŠKAS a sloužilo k obraně přední polosféry před vzdušným napadením. Celá čelní část kabiny navigátora s obranným střelištěm byla bohatě prosklena. Zasklení špice trupu navíc doplňovaly dva tandemově uspořádané páry malých postranních obdélníkových okének, čtyři obdélníková stropní okénka, která byla uspořádána po dvou do dvou řad, a dvě podlažní okénka. Přímo za kabinou navigátora se nacházela trupová pumovnice. Trupová pumovnice letounu typu T-1 měla délku 6,50 m a byla opatřena dvoudílnými podélně dělenými dvířky. Do trupové pumovnice tohoto stroje bylo přitom možné umístit jedno torpédo typu TANF-45 nebo náklad pum do celkové hmotnosti 1 000 kg. Nad přední částí trupové pumovnice, resp. přímo za kabinou navigátora, resp. na úrovni náběžné hrany křídla, se nacházela jednomístná pilotní kabina. Pilotní kabina letounu typu T-1 byla opatřena dvoudílným překrytem, který vystupoval nad hřbet špice trupu a svou zadní částí plynule přecházel ve vyvýšený hřbet střední partie trupu. Překryt pilotní kabiny tohoto stroje se přitom sestával z pevného čelního štítku s půdorysem ve tvaru klínu a odsuvného (směrem dozadu) překrytu. Střední partií trupu letounu typu T-1, v oblasti za pilotním prostorem, resp. v oblasti nad trupovou pumovnicí, procházelo křídlo. Přímo za křídlem tohoto stroje se nacházela kabina s pracovišti dvou střelců. Jeden z nich přitom obsluhoval hřbetní střeliště, které bylo osazeno jedním pohyblivým 7,62 mm kulometem typu ŠKAS a sloužilo k obraně zadní polosféry před vzdušným napadením. Zmíněné střeliště bylo opatřeno posuvným (směrem dopředu) překrytem, který byl vetknut do hřbetní nástavby a nikterak nevystupoval nad její obrys. Ten druhý měl na starosti břišní výkyvné střeliště. Zmíněné střeliště bylo osazeno rovněž jedním pohyblivým 7,62 mm kulometem typu ŠKAS a sloužilo rovněž k obraně zadní polosféry před vzdušným napadením. Pracoviště všech členů posádky tohoto stroje byla opatřena pancéřováním, které jim poskytovalo ochranu před projektily do ráže 7,62 mm. Přímé dvounosníkové středoplošně uspořádané křídlo letounu typu T-1 mělo rozpětí 25,73 m a plochu 88,94 m² a sestávalo se ze tří částí, a to jedné střední části s nulovým vzepětím, přímou náběžnou hranou a odtokovou hranou s kladným úhlem šípu, která tvořila jeden celek ze střední částí trupu, a dvou vnějších částí s kladným vzepětím, náběžnou hranou s kladným a odtokovou hranou se záporným úhlem šípu a zaoblenými koncovými oblouky. Mechanizace křídla tohoto stroje se sestávala z dvousektorových vztlakových klapek a dvousektorových křidélek. Zatímco vnitřní sektory vztlakových klapek se nacházely na odtokové hraně střední části křídla, vnější sektory vztlakových klapek byly umístěny na odtokové hraně vnějších částí křídla. Vnitřní sektor levého křidélka byl opatřen vyvažovací ploškou. Do náběžné hrany střední části křídla letounu typu T-1 byly vetknuty vřetenovité gondoly pohonných jednotek. Pohon tohoto stroje obstarávala dvojice 1 275 hp kapalinou chlazených vidlicových 12-ti válců typu M-34FRN. Každý z nich přitom roztáčel jednu 3,55 m třílistou vrtuli v tažném uspořádání. K chlazení chladicí kapaliny pohonných jednotek letounu typu T-1 v podobě vody sloužily voštinové chladiče, které se nacházely v útrobách střední části křídla, přímo mezi trupem a motorovými gondolami. Zmíněné chladiče využívaly úzké lapače vzduchu, které byly vetknuty do spodní poloviny náběžné hrany, přímo u motorových gondol, a výstupy, které se nacházely na horní ploše střední části křídla. Pohonné jednotky letounu typu T-1 měly přitom k dispozici 2 762 kg paliva o 210 kg oleje. V zadních částech křídelních motorových gondol tohoto stroje, v oblasti pod křídlem, se nacházely šachty hlavních podvozků. Ocasní plochy letounu typu T-1 se sestávaly z jedné lichoběžníkové svislé plochy (SOP) a jedné stavitelné (v rozmezí úhlů 0° až 3°) středoplošně uspořádané vodorovné plochy (VOP) s půdorysem ve tvaru lichoběžníku. Zatímco na odtokové hraně SOP tohoto stroje se nacházelo směrové kormidlo, odtokovou hranu VOP letounu typu T-1 okupovala dvojice výškových kormidel. Směrovka i obě dvě výškovky tohoto stroje byly opatřeny vyvažovací ploškou. Vzletové a přistávací zařízení letounu typu T-1 tvořil zatahovatelný tříbodový podvozek ostruhového typu. Zatímco hlavní podvozky se zatahovaly (po směru letu) do zadních částí křídelních motorových gondol, ostruhový podvozek se zasouval do útrob ocasní části trupu, v oblasti pod VOP. Šachty hlavních podvozků letounu typu T-1 byly opatřeny dvoudílnými podélně dělenými dvířky. Kola hlavních podvozků ale po zasunutí částečně vystupovala z obrysu břicha motorových gondol. Z tohoto důvodu byly do zadní části dvířek šachet hlavních podvozků tohoto stroje vetknuty příslušné výřezy. K zasouvání a vysouvání podvozků letounu typu T-1 přitom sloužil hydraulický systém.

Verze:  žádné

Vyrobeno:  jeden prototyp

Uživatelé:  žádní

Posádka:   pilot, navigátor-bombometčík-radista-střelec a dva střelci

Pohon:      dva pístové motory typu Mikulin M-34FRN s max. výkonem po 1 275 hp

Výzbroj:    jeden pohyblivý 7,62 mm kulomet typu ŠKAS, instalovaný v příďovém střelišti určeném k obraně přední polosféry před vzdušným napadením, jeden pohyblivý 7,62 mm kulomet typu ŠKAS, instalovaný v hřbetní střelecké věži typu TUR-9 určené k obraně zadní polosféry před vzdušným napadením, jeden pohyblivý 7,62 mm kulomet typu ŠKAS, instalovaný v břišním výkyvném střelišti určeném k obraně zadní polosféry před vzdušným napadením, a náklad torpéd nebo pum o celkové hmotnosti 1 000 kg (jedno torpédo typu TANF-45, jedna puma typu FAB-1000 o hmotnosti 1 000 kg, dvě pumy typu FAB-500 o hmotnosti 500 kg, čtyři pumy typu FAB-250 o hmotnosti 250 kg nebo 10 pum typu FAB-100 o hmotnosti 100 kg), přepravovaný v trupové pumovnici