Florov 4302/4303

Typ:  výzkumný raketový letoun

Určení:  prověření činnosti nových raketových motorů za reálných podmínek, výzkum aerodynamiky letu ve vysokých rychlostech a studium rozložení tlaku na nosné ploše v průběhu letu rychlostí blížící se hodnotě M=1

Historie:  V SSSR se reaktivní technika zpočátku nacházela zcela mimo oficiální zájem VVS. Ke změně tohoto postoje ze strany sovětských vzdušných sil došlo teprve až v roce 1944. Tehdy se totiž u bojových útvarů německé Luftwaffe začaly objevovat proudové stíhací letouny typu Messerschmitt Me262 Schwalbe, které ve většině výkonnostních parametrů (rychlost, dostup, stoupavost) významně překonávaly i ty nejvýkonnější pístové stíhače VVS. Protože práce na obdobné technice probíhaly naplno též ve Velké Británii (typy Meteor a Vampire) a v USA (typy FH-1 Phantom, P-59 Airacomet a P-80 Shooting Star), tento nový směr ve vývoji bojových letadel rozhodně nemohl nezůstat bez odezvy ze strany SSSR. Přestože SSSR tehdy, v roce 1944, nebyl stále ještě k dispozici jediný typ funkčního proudového motoru, tento stát se mohl pyšnit prvenstvím v raketovém létání. První raketový stíhací letoun na světě v podobě typu Berezňák-Isajev BI, který se za pomoci 1 100 kp raketového motoru na kapalné pohonné látky (KPL) typu D-1A-1100 z dílny L.S. Duškina do oblak poprvé vydal již v roce 1941, byl právě sovětské konstrukce. Dne 18. února 1944 byl proto institut NII-1 (ex GIRT) pověřen vývojem hned několika nových kapalinových raketových motorů. Zmíněný výnos ale obsahoval též zadání na první domácí proudovou pohonnou jednotku. Tou se přitom stal typ TR-1 (S-18) z dílny A.M. Ljulky. Vývojem raketových motorů na KPL se v rámci institutu NII-1 zase zabýval L.S. Duškin a A.M. Isajev. Zatímco 1 400 kp kapalinové raketové motory typu RD-2M a RD-2M3V z dílny prvně uvedeného konstruktéra se měly stát pohonnými jednotkami přepadových stíhačů typu Kostikov „302“ a Polikarpov „Maljutka“, paralelně vyvíjený 1 100 kp raketový motor na KPL typu RD-1M z dílny druhého uvedeného konstruktéra nebyl ničím jiným, než modifikací motoru typu D-1A-1100, pohonné jednotky již zmíněného raketového stíhače typu BI, se zlepšenou provozní spolehlivostí. Protože se ve vedení institutu NII-1 nacházeli letečtí konstruktéři, součástí výše uvedeného výnosu ze dne 18. února 1944 se staly též specifikace na experimentální rychlostní letoun s raketovým pohonem. Ten byl přitom vyprojektován konstrukčním týmem I.F. Florova hned ve dvou verzích, které vešly ve známost pod krycími kódy „4302“ a „4303“. Zatímco model „4302“ počítal s instalací 1 100 kp jednokomorového raketového motoru na KPL typu RD-1M, pohonnou jednotkou modelu „4303“ se měl stát 1 400 kp dvoukomorový kapalinový raketový motor typu RD-2M3V. Posláním letounu „4302/4303“ se přitom měl kromě prověření činnosti zmíněných raketových motorů za reálných podmínek stát též výzkum aerodynamiky letu ve vysokých rychlostech a v neposlední řadě též studium rozložení tlaku na nosné ploše v průběhu letu rychlostí blížící se hodnotě M=1. Zatímco model „4302“ měl být dle předběžných výpočtů schopen letu rychlostí 1 050 km/h, max. rychlost modelu „4303“ měla činit 1 090 km/h. Hodnoty dostupu obou zmíněných strojů, „4302“ a „4303“, byly spočteny na 18 850 m a 19 750 m. Po koncepční stránce přitom šlo o hornoplošník s poměrně krátkým zavalitým doutníkovitým trupem s průzračným polokapkovitým překrytem jednomístné pilotní kabiny před náběžnou hranou křídla, velmi štíhlým přímým obdélníkovým křídlem s oválnými směrem dolů skloněnými winglety a přímými ocasními plochami uspořádanými do tvaru kříže. S přihlédnutím na poměrně krátkou dobu chodu raketových motorů na KPL byl letoun typu „4302/4303“ do vzduchu dopravován v závěsu za vlečným letounem, obdobně jako bezmotorový kluzák. Ke vzletu tento stroj využíval odhazovatelný tříbodový kolový vozík. Od vlečného lana svého nosiče se odpoutával ve výšce okolo 5 000 m. Přistával klouzavým letem na výsuvné podtrupové odpružené lyži. Původní plány počítaly hned se šesti letouny typu „4302/4303“, dvěma cvičnými a čtyřmi výzkumnými. Protože institut NII-1 disponoval velmi omezenými výrobními kapacitami, kompletaci draků všech těchto strojů nakonec dostal na starost výrobní závod č.21 z Gorkého. Příslušné výrobní podklady přitom zmíněný podnik převzal dne 1. ledna 1946. Krátce nato se zde rozeběhly práce na prvních třech prototypech. Mezi únorem a březnem téhož roku ale došlo ke změně ve vrchním vedení NKAP (Lidový komisariát leteckého průmyslu), který navíc v březnu roku 1946 vešel ve známost jako MAP (Ministerstvo leteckého průmyslu), a VVS. Protože nové vedení leteckého průmyslu nebylo příliš nakloněno vývoji letecké techniky v NII-1, neboť tento institut nepodléhal pod jeho přímou kompetenci, v únoru roku 1946 financování programu „4302/4303“ zcela zastavilo. Vedení NII-1 se však podařilo pro tento projekt získat oporu u VVS. V červnu roku 1946 byl proto projekt letounu typu „4302/4303“ podroben podrobnému přezkumu komisí MAP. Ta jej ale shledala za zastaralý a navíc zpochybnila vypočtené výkonnostní parametry. I.F. Florov nicméně oponoval tím, že tento stroj zastaralý není, protože je opatřen vysokorychlostním křídlem navrženým dle nejnovějších doporučení institutu CAGI (Centrální institut aero- a hydrodynamiky). Protože se zmíněný institut nemohl k této záležitosti jakkoliv vyjádřit a vydat nová doporučení k aerodynamickému uspořádání vysokorychlostního křídla, neboť byl právě tehdy v maximální míře vytížen studováním trofejních materiálů dovezených z poražené Třetí říše a hlavně měl pro tyto výzkumy k dispozici jediný vysokorychlostní aerodynamický tunel (stavba dalšího se totiž nacházela ve skluzu), projekt letounu „4302/4303“ nakonec dostal oficiální zelenou. První dva prototypy tohoto ryze výzkumného stroje vznikly ve verzi „4302“ a brány závodu č.21 opustily v březnu roku 1946. První z nich ale zcela postrádal instalaci pohonné jednotky. Kromě toho tento stroj na místo výsuvného lyžového podvozku obdržel pevný tříbodový podvozek ostruhového typu s koly hlavního podvozku pístového stíhače typu La-5FN. Ke zkouškám byl první prototyp letounu „4302“ předán ještě na podzim téhož roku. Ke svému prvnímu bezmotorovému letu se přitom vydal dne 3. února 1947. Do konce února téhož roku první, bezmotorový, prototyp letounu „4302“ vykonal celkem devět klouzavých letů. Další čtyři bezmotorové lety následovaly v březnu roku 1947. Do vzduchu byl přitom tento stroj v této fázi zkušebního programu dopravován v závěsu za trofejním americkým dvoumotorovým pístovým bombardérem typu B-25 Mitchell. Mezitím, ve dnech 18. února a 8. března roku 1947, první prototyp letounu „4302“ uskutečnil dvě motorizované vysokorychlostní pojížďky. V červnu téhož roku pak vykonal ještě tři cvičné bezmotorové klouzavé lety. K těmto třem letům byl ale do vzduchu dopraven v závěsu za dvoumotorovým pístovým frontovým bombardérem typu Tu-2 (Bat). Pro motorizovaný let byl uzpůsoben až druhý prototyp letounu „4302“. Svou první vysokorychlostní pojížďku po vzletové dráze, která byla zakončena krátkým skokem, tento stroj vykonal dne 31. července 1947. První motorizovaný let přitom následoval dne 1. srpna toho samého roku. V jeho průběhu tento stroj dosáhl rychlosti 826 km/h. K odpoutání od vlečného letounu v podobě pístového bombardéru typu Tu-2 (Bat) přitom tehdy došlo ve výšce 5 000 m. Další pokus o motorizovaný let ale předčasně ukončil průnik par okysličovadla raketového paliva v podobě kyseliny dusičné skrz prasklinu v potrubí do kokpitu, což málem zavinilo otravu pilota. Další let druhého prototypu letounu „4302“ se měl konat dne 12. září 1947. Protože se ale tento stroj začal krátce po odpoutání od VPD nebezpečně naklánět na pravobok, celý vzletový manévr musel být nakonec přerušen. Posláním následujícího letu, který byl uskutečněn dne 20. října toho samého roku, se proto stalo studium stability a ovladatelnosti letounu „4302“. Tento let se ale stal vůbec posledním letem v rámci celého programu „4302“. Mezitím se totiž rozeběhla masová produkce prvních domácích stíhačů s proudovým pohonem v podobě letounů typu Jak-15/-17 (Feather) a MiG-9 (Fargo). Protože raketoplán typu „4302“ tyto letouny z hlediska letových výkonů znatelně překonávaly a navíc vykazovaly podstatně vyšší provozní bezpečností, další pokračování v letových zkouškách prototypů tohoto výzkumného stroje bylo shledáno za zcela bezúčelné. Zatímco oba prototypy modelu „4302“ do té doby stihly vykonat pouhých 20 zkušebních letů, 19 bezmotorových a 1 motorizovaný, jediný prototyp modelu „4303“ se kuli průtahům s vývojem motoru typu RD-2M3V nedostal do vzduchu ani jednou.

Popis (model 4302):  Jednomístný výzkumný raketový letoun typu „4302“ byl řešen jako jednomotorový celokovový hornoplošník s ocasními plochami uspořádanými do tvaru kříže. Poměrně krátký zavalitý trup tohoto stroje měl tvar doutníku s max. průměrem 1,15 m. Zatímco přední část trupu letounu „4302“ ukrývala nepřetlakový jednomístný kokpit, který byl opatřen vystouplým dvoudílným průzračným polokapkovitým překrytem, útroby jeho střední části vyplňovaly jednotlivé prvky palivového systému, včetně nádrží s raketovým palivem a okysličovadlem. Uvnitř zadní části trupu, přímo pod ocasními plochami, se pak nacházela instalace pohonné jednotky v podobě 1 100 kp jednokomorového raketového motoru na kapalné pohonné látky (KPL) typu RD-1M z dílny A.M. Isajeva. Jednodílné hornoplošně uspořádané křídlo letounu „4302“ mělo laminární profil, přímou náběžnou a odtokovou hranu, konstantní hloubku 1,3 m po celém rozpětí, plochu 8,85 m² a nulové vzepětí. Ke  koncům křídla tohoto stroje byly uchyceny oválné winglety, které zaujímaly sklon pod úhlem 45° směrem dolů. Jejich instalace měla sebou přinést lepší příčnou stabilitu a zároveň zamezovat samovolnému klopení. Kromě toho tyto winglety zastávaly funkci vyrovnávacího přistávacího podvozku. Mechanizaci křídla letounu „4302“ tvořily vztlakové klapky a křidélka. Ocasní plochy tohoto stroje se sestávaly z jedné lichoběžníkové svislé plochy (SOP) se zaoblenou špicí a jedné obdélníkové vodorovné plochy (VOP) a vzájemně zaujímaly pozici do tvaru kříže. VOP byla tedy uchycena k bokům SOP, na úrovni kořene její náběžné hrany. Zatímco na odtokové hraně SOP se nacházelo směrové kormidlo, odtokovou hranu VOP zaujímala po celém rozpětí výšková kormidla. Ke koncům VOP byly navíc uchyceny svislé plošky s kruhovým tvarem. Ocasní plochy letounu „4302“ doplňovala jedna nízká lichoběžníková kýlovka se včleněným zatahovatelným ostruhovým kolečkem. Vzhledem ke značné spotřebě raketového motoru typu RD-1M byl tento stroj do vzduchu dopravován v závěsu za jiným letounem, obdobně jako bezmotorový kluzák. Přistávací zařízení letounu „4302“ tvořila výsuvná odpružená lyže. Její instalace se nacházela v ose břicha střední části trupu. Zmíněnou lyži navíc doplňovalo výše uvedené zatahovatelné ostruhové kolečko, které bylo včleněno do kýlové stabilizační plochy. Ke vzletu ale tento stroj využíval odhazovatelný tříbodový vozík trubkové konstrukce s jedním 400 x 150 mm zdvojeným kolečkem na přídi a dvěma 650 x 200 mm koly po stranách zádě. Ten se přitom připevňoval přímo k hlavní přistávací lyži.

Verze:

4302 – výše popsaná modifikace letounu „4302“ s instalací jednokomorového raketového motoru typu Isajev RD-1M. Tento model vznikl ve dvou exemplářích. První z nich se přitom od toho druhého odlišoval instalací pevného tříbodového podvozku ostruhového typu s koly hlavního podvozku pístového stíhače typu La-5FN na místo odpružené výsuvné lyže. Kromě toho zcela postrádal instalaci pohonné jednotky

4303 – modifikace letounu „4302“ s instalací dvoukomorového raketového motoru typu Duškin RD-2M3V. Tento model byl postaven v jednom jediném exemplář.

Vyrobeno:  dva prototypy modelu „4302“ (jeden bezmotorový a jeden motorizovaný) a jeden prototyp modelu „4303“

Tahač:  North American B-25 Mitchell a Tupolev Tu-2 (‘Bat’)

Uživatelé:  žádní (pouze výzkumný stroj)

4302

Posádka:    jeden pilot

Pohon:       jeden raketový motor na KPL typu Isajev RD-1M s max. tahem 1 100 kp

Poslední úpravy provedeny dne: 10.6.2013