Jakovlev Jak-140

Typ:  technologický demonstrátor lehkého denního frontového stíhacího letounu

Určení:  prověření letových vlastností, stability a ovladatelnosti koncepce

Odlišnosti od plánovaného sériového modelu:

- instalace méně výkonného 3 250 kp motoru typu AM-9D na místo 5 100 kp motoru typu AM-11

- instalace dvou slabších 23 mm kanónů typu NR-23 na místo tří 30 mm kanónů typu NR-30

- absence radiolokačního dálkoměru typu SRD-5

Historie:  K historicky vůbec prvnímu vzdušnému střetu stíhacích letounů s proudovým pohonem obou znepřátelených bloků, USA a SSSR, došlo na bojišti války v Koreji, která probíhala v letech 1951 až 1953. Zatímco na straně severokorejských vzdušných sil zde stál jediný typ proudového stíhače v podobě letounu typu MiG-15 (Fagot), americké vzdušné síly do vzdušných bojů Korejské války nasadily celou řadu typů stíhacích letounů s proudovým pohonem. Konkrétně přitom šlo o letouny typu F-80 Shooting Star, F-84 Thunderjet, F-86 Sabre, F-94 Starfire, F2H Banshee, F3D Skyknight a F9F Panther. Za skutečnou hrozbu pro sovětský MiG-15 (Fagot) bylo ale možné považovat pouze jeden z nich, a to typ North American F-86 Sabre. Přestože šlo o tehdy zdaleka nejvýkonnější operační stíhací letoun USAF, za sovětským MiGem-15 (Fagot) v některých charakteristikách zaostával. Tuto vzdušnou převahu východu nad západem měla přitom zvrátit nová generace stíhačů s nadzvukovou letovou rychlostí v podobě letounů řady F-100 Super Sabre, F-101 Voodoo, F-102 Delta Dagger a F-104 Starfighter. Zatímco letové zkoušky prototypů letounů typu F-100 Super Sabre a F-102 Delta Dagger se rozeběhly již v roce 1953, první exempláře letounů typu F-101 Voodoo a F-104 Starfighter se do oblak poprvé vydaly v roce 1954. Protože jednomotorové podzvukové stíhače řady MiG-15 (Fagot) a MiG-17 (Fresco), které tehdy tvořily páteř stíhacích letek Sovětského VVS, stejně jako nadzvukový dvoumotorový stíhač typu MiG-19 (Farmer), jehož vývoj se právě tehdy nacházel ve stádiu letových zkoušek, tímto zcela ztratily na své původní bojové hodnotě, VVS již v roce 1953 zformulovalo požadavky na kvalitativně nový stíhací letoun. Zmíněný letoun se přitom měl stát nástupcem podzvukových stíhačů řady MiG-15 (Fagot) a MiG-17 (Fresco) a zároveň plnohodnotným protějškem nadzvukových stíhačů řady F-100 až -104 americké konstrukce. Protože za nejlepší ochranu bojového letounu před sestřelením byl tehdy považován let vysokou rychlostí ve velké výšce, zadání na nástupce letounů řady MiG-15 (Fagot) a MiG-17 (Fresco) obsahovalo požadavek na rychlost 1 800 km/h a operační letovou výšku 19 000 m. Dolet v konfiguraci bez PTB tohoto stroje měl činit 1 500 km. Vývojem takto výkonného stíhače byly pověřeny hned dvě konstrukční kanceláře, a to OKB-155 A.I. Mikojana a M.I. Gurjeviče a OKB P.O. Suchoje. Zmíněné zadání přitom dalo za vznik hned třem nadzvukovým frontovým stíhacím letounům značky MiG, a to MiG-23/Je-2 (Faceplate), MiG-21/Je-5 (Fishbed A) a I-3 (I-380). Zatímco první dva uvedené letouny počítaly s proudovým motorem typu AM-11 z dílny S.K. Tumanského, srdcem posledně uvedeného letounu, I-3 (I-380), se stal dvouproudový motor typu VK-3 z dílny V.J. Klimova. Frontový stíhač typu Su-7/S-1 (Fitter A) a přepadový stíhač typu T-3 (Fishpot A) z dílny OKB P.O. Suchoje zase počítal s proudovým motorem typu Al-7 z dílny A.M. Ljulky. Z hlediska celkového uspořádání byly všechny výše uvedené letouny řešeny jako jednomotorové jednomístné středoplošníky s protáhlým doutníkovitým trupem s kruhovým lapačem vzduchu na přídi a kruhovou tryskou na zádi a klasicky uspořádanými šípovými ocasními plochami. Od sebe navzájem se z tohoto hlediska odlišovaly pouze aerodynamickým řešením křídla. Zatímco letouny typu MiG-23/Je-2 (Faceplate), I-3 (I-380) a Su-7/S-1 (Fitter A) počítaly s osvědčeným šípovým křídlem, letouny typu MiG-21/Je-5 (Fishbed A) a T-3 (Fishpot A) obdržely tehdejší novinku aerodynamického výzkumu v podobě křídla s trojúhelníkovým půdorysem, tzv. deltakřídla. Schválení realizace projektů hned pěti různých stíhacích letounů shodné kategorie poháněných třemi různými motory, které měly navíc dle předběžných výpočtů vykazovat prakticky identickými výkony, mělo své opodstatnění. Vývoj stíhacího letounu, který měl svými výkony znatelně převyšovat všechny tehdejší stíhací letouny ze stavu VVS a PVO, totiž sebou přinášel nemalé technické riziko. Toto se přitom týkalo zejména letounů, které počítaly s deltakřídlem, neboť s takto koncipovanou nosnou plochou v SSSR tehdy ještě neměli absolutně žádné praktické zkušenosti. Sovětské vedení se tedy tímto chtělo pojistit pro případ, kdy by se vývoj některého z výše uvedených letounů nebo motorů nepodařilo dotáhnout do konce. Vždyť neúspěch ve vývoji stíhače s vysoce nadzvukovou rychlostí by znatelně podkopal obranyschopnost SSSR. Do prací na projektu stíhacího letounu s vysoce nadzvukovou letovou rychlostí se ale na počátku 50. let z vlastní iniciativy pustil též A.S. Jakovlev. Jakovlev se však k problematice letounu této kategorie postavil trochu jinak. Prakticky všechny stíhací letouny z tohoto období totiž vsázely na vysokou rychlost a značný dostup. Naproti tomu nebyly příliš obratné a navíc obvykle postrádaly hlavňovou výzbroj. Důvodem toho se stala skutečnost, že měly sloužit k ničení bombardovacích letounů pohybujících se ve velkých výškách vysokou rychlostí na velké vzdálenosti za pomoci PLŘS. K tomu samozřejmě pokročilé manévrovatelnosti nebylo třeba. Schopnosti PLŘS byly navíc tehdy značně přeceňovány, a tak byla instalace hlavňové výzbroje považována za nadbytečnou. Naproti tomu Jakovlev se rozhodl svůj první jednomotorový nadzvukový stíhač uzpůsobit pro manévrový vzdušný boj. Zmíněný letoun vešel ve známost jako Jak-140 a byl pojat jako středoplošník s doutníkovitým trupem s kruhovým lapačem vzduchu, který byl opatřen pevným regulačním kuželem, na přídi a kruhovou tryskou na zádi, klasicky uspořádanými ocasními plochami a tandemovým podvozkem. Protože se měla hlavní předností Jaku-140 stát obratnost, Jakovlev tento stroj opatřil rozměrným šípovým křídlem s plochou 19,0 m². Díky jeho instalaci měl sice dle předběžných výpočtů za konkurenčními letouny této kategorie zaostávat rychlostí o nějakých 150 až 200 km/h, to však měla plně kompenzovat vynikající obratnost a vzletové a přistávací charakteristiky. Zatížení na křídlo Jaku-140 při vzletu a přistání mělo totiž činit pouhých 250 kg/m² a 180 kg/m². Kromě výše uvedeného mělo zavedení zmíněného křídla sebou přinést pokles svislé rychlosti při klesání, což mělo významně přispět k bezpečnosti při přistání s nefunkčním motorem. Protože měl podvozek Jaku-140 působit na povrch VPD tlakem pouhých 6,0 kg/cm², tento stroj měl být též schopen působit z přífrontových leteckých základen s nezpevněnou VPD. Naproti tomu provoz většiny letounů této kategorie té doby se neobešel bez dlouhé betonové VPD. V případě pohonné jednotky Jakovlevova volba nakonec padla na 5 100 kp motor typu AM-11. Díky instalaci této pohonné jednotky a malým rozměrům a nízké hmotnosti draku měla být hodnota specifického tahu Jaku-140 vyšší než 1,0. Takto vysoké hodnoty specifického tahu přitom dosahovaly až stíhací letouny 4. generace, jakými jsou typy F-15 Eagle, F-16 Fighting Falcon, MiG-29 (Fulcrum) či Su-27 (Flanker). V případě konkurenčního MiGu-21F (Fishbed C) tomu bylo jen 0,84. Díky tomu měl Jak-140 vykazovat nejen vynikající vertikální a horizontální obratností, ale i stoupavostí. Ta přitom měla činit 200 m/s u země, resp. 30 m/s ve výšce 15 000 m. Jakovlev ale při návrhu stíhacího Jaku-140 myslel též na výrobní a provozní nenáročnost. Dle předběžných výpočtů měl tento stroj vykazovat rychlostí 1 650 až 1 750 km/h, dostupem 18 000 až 18 300 m a doletem 1 800 až 1 900 km/h. Délka rozjezdu při vzletu a přistání Jaku-140 neměla přesahovat 400 m a 600 m. Jeho výzbroj se měla sestávat ze tří 30 mm kanónů typu NR-30 a dvou raketových bloků s 16-ti neřízenými raketami ráže 57 mm. Pokročilý vývojový projekt Jaku-140 Jakovlev schválil dne 10. července 1953. Jediný prototyp tohoto stroje (žlutá 40) brány prototypové dílny opustil v prosinci roku 1954. Protože plánovaný 5 100 kp motor typu AM-11 tehdy stále ještě nebyl k dispozici, prozatímně obdržel instalaci slabšího 3 250 kp motoru typu AM-9D. Z toho samého důvodu byl opatřen dvojicí slabších 23 mm kanónů typu NR-23. Instalací radiolokačního dálkoměru uvnitř regulačního kužele příďového kruhového vstupu vzduchu pak nebyl opatřen vůbec. Motor typu AM-9D prototypu Jaku-140 samozřejmě nemohl zajistit požadovanou výkonnost. Jeho jediným posláním se proto mělo stát prověření činnosti palubních systémů, zejména pak systému řízení. Rolovací zkoušky tohoto stroje se rozeběhly v lednu roku 1955. Mezitím byly na půdě institutu CAGI (Centrální institut aero- a hydrodynamiky) provedeny statické zkoušky, které odhalily, že bude nutné zesílit konstrukci křídla. Toto zjištění nicméně nemělo zabránit okamžitému zahájení první etapy letových zkoušek. V únoru roku 1955, když se přípravy na první let chýlily ke svému konci, byly ale veškeré práce na téma Jak-140 s definitivní platností zastaveny. Skutečný důvod tohoto rozhodnutí není do dnešních dnů znám. Údajně byl však vývoj tohoto stroje zastaven z podmětu tehdejšího ministra leteckému průmyslu P.V. Dementjeva. MAP (ministerstvo leteckého průmyslu) přitom stíhací Jaku-140 z oficiálních vývojových plánů vyškrtlo dne 28. března 1956. Jediný prototyp tohoto stroje tak zůstal nezalétán. Letoun typu Jak-140 se přitom stal nejen prvním nadzvukovým jednomotorovým, ale i vůbec posledním jednomotorovým stíhacím letounem značky „Jak“.

Popis:  Lehký jednomístný jednomotorový experimentální nadzvukový stíhací letoun typu Jak-140 byl řešen jako celokovový středoplošník s šípovým křídlem a klasicky koncipovanými šípovými ocasními plochami. Doutníkovitý trup tohoto stroje měl poloskořepinovou konstrukci a sestával se ze dvou sekcí, a to příďové a záďové. V čele příďové sekce trupu Jaku-140 se nacházel kruhový lapač vzduchu pohonné jednotky. Ten byl přitom rozdělen vertikální dělící překážkou dva samostatné vzduchové kanály s průřezem na výšku postavené elipsy. Do středu zmíněné dělící přepážky byl vetknut nepohyblivý regulační kužel, který měl u plánovaného sériového modelu zastávat funkci krytu antény radiolokačního dálkoměru. Přímo mezi oběma vzduchovými kanály, které se táhly podél boků trupu (nad křídlo), se nacházel jednomístný přetlakový kokpit spolu s přístrojovými sekcemi a hlavní palivovou nádrží (s 800 kg paliva). Pilotní kabina tohoto stroje ukrývala vystřelovací sedačku a byla opatřena polokapkovitým překrytem, který se sestával se ze dvou částí, a to pevného čelního štítku a zadní části. Zatímco zasklení zadní části překrytu pilotní kabiny Jaku-140 bylo nedělené, zasklení pevného čelního štítku se sestávalo z plochého čelního okénka a dvou zaoblených postranních okének s tvarem trojúhelníku. Na zadní část překytu pilotní kabiny tohoto stroje navazovala štíhlá hřbetní nástavba. Ta se přitom táhla až ke kořeni náběžné hrany SOP a zastávala funkci krytu rozvodů řízení ocasních ovládacích ploch a motoru a části elektrických rozvodů. Příďová sekce trupu Jaku-140 ale ukrývala též hlavňovou výzbroj v podobě dvou 23 mm kanónů typu NR-23 se zásobníky na 2 x 75 nábojů. Jejich instalace se přitom nacházela pod potahem břicha trupu, přímo pod vzduchovými kanály, resp. po stranách šachty příďového podvozku. Ta byla umístěna přímo pod podlahou pilotní kabiny. Střední partie trupu tohoto stroje ukrývala pohonnou jednotku v podobě 3 350 kp proudového motoru typu AM-9D a šachtu hlavního podvozku. Ta se přitom nacházela přímo mezi motorem a hlavní palivovou nádrží. Zadní část trupu Jaku-140 byla zakončena kruhovou tryskou pohonné jednotky. Ta byla přitom s motorem propojena dlouhou výtokovou trubicí. Kromě výtokové trubice zadní část trupu Jaku-140 ukrývala též zadní palivovou nádrž (s 200 kg paliva). Zmíněná nádrž při pohledu zepředu vykazovala tvarem písmene „U“ a obepínala kolem dokola výtokovou trubici pohonné jednotky. Celou zadní část trupu tohoto stroje v oblasti za odtokovou hranou křídla bylo možné, i s ocasními plochami, sejímat, což významně usnadňovalo přístup k pohonné jednotce. Středoplošně uspořádané šípové křídlo Jaku-140 vykazovalo rozpětím 7,40 m, plochou 19,0 m², úhlem šípu náběžné hrany 55° a záporným vzepětím 4,5°. Jeho mechanizace se sestávala z jednosektorových vztlakových klapek typu CAGI (modifikované vztlakové klapky typu Fowler) a jednosektorových křidélek. Zatímco na horní ploše křídla tohoto stroje se nacházela instalace dvou párů nízkých aerodynamických hřebenů, které zamezovaly předčasnému odtrhávání proudnic směrem od kořenů, k jeho koncům byly uchyceny štíhlé vřetenovité kryty vyrovnávacího podvozku. Ze  špice toho pravého přitom vybíhala PVD. Ocasní plochy Jaku-140 se sestávaly z jedné šípové svislé plochy (SOP), která se nacházela v ose hřbetu zadní části trupu, a jedné šípové středoplošně uspořádané vodorovné plochy (VOP). Ocasní plochy doplňoval jeden pár aerodynamických brzd. Jejich instalace se přitom nacházela na bocích zádě trupu, na úrovni kořene náběžné hrany SOP. Vzletové a přistávací zařízení Jaku-140 tvořil zatahovatelný tandemový kolový podvozek. Ten se přitom sestával ze dvou hlavních jednotek a dvou pomocných koncových křídleních (vyrovnávacích) jednotek. Zatímco 480 x 200 mm řiditelné kolo příďového podvozku se zatahovalo (proti směru letu) do břicha trupu, v oblasti před pilotní kabinou, brzděné 600 x 200 mm zdvojené kolo hlavního podvozku se zasouvalo (proti směru letu) do břicha trupu, v oblasti pod křídlem, resp. v oblasti mezi hlavní palivovou nádrží a motorem. 250 x 110 mm kolečka pomocného podvozku se zase zasouvala (po směru letu) do štíhlých koncových křídleních krytů s vřetenovitým tvarem.

Verze:  žádné

Vyrobeno:  dva prototypy (jeden letový a jeden neletový pro statické zkoušky)

Uživatelé:  žádní

Posádka:    jeden pilot

Pohon:       jeden proudový motor typu Mikulin AM-9D s max. tahem 2 600 kp / 3 250 kp s vypnutým / zapnutým přídavným spalováním (plánovaný sériový model počítal s proudovým motorem typu Mikulin AM-11 s max. tahem 3 800 kp / 5 100 kp s vypnutým / zapnutým přídavným spalováním)

Radar:        žádný (plánovaný sériový model počítal s radiolokačním dálkoměrem typu SRD-5 High Fix s dosahem 0,3 až 3 km)

Výzbroj:     dva kanóny 23 mm NR-23 se zásobou 75 nábojů na hlaveň, instalované po stranách břicha přední části trupu (výzbroj plánovaného sériového modelu se měla sestávat ze tří 30 mm kanónů typu NR-30 se zásobou 50 nábojů na hlaveň a dvou raketových bloků typu UB-16-57 s 16-ti neřízenými raketami typu S-5 ráže 57 mm)

* pouze vypočtený odhad

Poslední úpravy provedeny dne: 10.1.2015