El T-4 y el T-4M, los bombarderos trisónicos de Sukhoi

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EL T-4 SOTKA

Desarrollo

Este proyecto se inicio en diciembre de 1962 debido a la necesidad de contar con una aeronave capaz de interceptar a los aviones de ataque estratégicos North American XB-70 (o RS-70), Lockheed A-11 (luego conocido como A-12, que más tarde evoluciono en el SR-71) y a los misiles supersónicos Hound Dog y Blue Steel. En su etapa inicial de diseño se cambio su misión de interceptor de altas prestaciones a la de aeronave de ataque/reconocimiento estratégico para uso contra objetivos terrestres de alta prioridad. También se sugirió que esta aeronave podría constituir el punto de partida para el diseño de un transporte supersónico comercial.

Una de las versiones iniciales del Transporte Comercial

Inicialmente las discusiones se centraron en si el requisito debía cumplirse con un avión construido en aluminio  y capaz de Mach 2 o si la velocidad debía ser de Mach 3, lo que requería el uso de aleaciones de acero y/o titanio. En enero de 1963 se  tomo la decisión de desarrollar una aeronave capaz de Mach 3, con un alcance previsto de 6.000 kilómetros (3.728 millas) volando a gran altura, utilizando solo el combustible interno.

Las oficinas de Sukhoi, Tupolev y Yakovlev presentaron el  T-4, Tu-135 y Yak-33, respectivamente. El Yak-33 era demasiado pequeño (similar al TSR.2 británico) y no cumplía con los requisitos de alcance, y aunque el Tu-135 se parecía al B-70 en realidad era un avión de aluminio diseñado para volar a Mach 2.35. Desde el inicio Sukhoi se había enfocado en conseguir un diseño de Mach 3, y su diseño fue elegido en abril de 1963. Esto fue a pesar de la implacable oposición no sólo de Tupolev, sino también del propio jefe de diseño de Sukhoi,  Yevgenii Ivanov, y muchos de los jefes de departamento de la OKB, que pensaron que este proyecto no les permitiría prestar la suficiente atención a los proyectos de aviones de caza/ataque tácticos en desarrollo. En los siguientes 18 meses su oposición frustró un plan para la que la ex OKB Lavochkin y su fábrica ayudaran en el proyecto del T-4.

Inicialmente se pensaba instalar cuatro turborreactores Tumanskii R-15BF-300 o Zubets RD-17-15 pero finalmente se decidió instalar, en enero de 1965,  los motores Kolesov RD-36-41. Los  cuatro motores se acomodaban en una góndola subalar prismática, instalación similar a la empleada en el XB-70.

El diseño preliminar se completó en junio de 1966, y debido a que se esperaba que su peso al despegue fuera de 100 toneladas, la OKB le asigno el número 100 y lo apodo Sotka (cien). El primer prototipo fue designado “artículo 101” y el prototipo para ensayos  estáticos 100S. El programa de ensayos previstos incluía el prototipo 102 (con una estructura modificada, con más materiales compuestos y aleaciones de titanio) para probar el sistema de navegación / ataque, los prototipos 103 y 104 para ensayar las  bombas y misiles diseñados para el futuro bombardero y determinar el rango de alcances con estas cargas, el prototipo 105 para la integración de la aviónica y el prototipo 106 para ensayar la integración de todos los sistemas de a bordo, el armamento  y el previsto sistema de ataque/reconocimiento.

El T-4 Nº101 en tierra, con la nariz en posición de vuelo

El 30 de diciembre de 1971, el primer prototipo, con el número 101,  fue trasladado desde Tushino al aeródromo  de pruebas del LII en Zhukovsky. El 20 de abril 1972 fue designada la tripulación para el primer vuelo de prueba-, Vladimir Ilyushin, hijo del famoso diseñador, como piloto y Nikolai Alfyorov como navegante. El T-4 Nro 101  realizó su primer vuelo el 22 de agosto de 1972. Se mantuvo el tren de aterrizaje extendido en los vuelos 1 a 5, luego de los cuales la velocidad fue incrementada poco a poco hasta alcanzar Mach 1.28 en el vuelo Nro 9, del 8 de agosto de 1973.

Vladimir Ilyushin frente al T-4 Soka en el museo de Monino

No hubo problemas graves durante los vuelos, aunque fue necesario aumentar la protección térmica del tanque de combustible ubicado en la popa del fuselaje, además de  dificultades menores con el sistema hidráulico. Los requerimientos de la VVS para el período 1970-75 incluían 250 bombarderos T-4, por lo que se comenzó a preparar a la factoría de aviones de Kazan, una de las mas grandes del mundo, para la producción en serie.

Lamentablemente, para esa época, los modernizados sistemas de defensa aérea de los EE.UU. y de la OTAN ya eran capaces de interceptar y destruir al T-4 «Sotka». Una comisión especial de expertos, formada para analizar la viabilidad del T-4, llegó a la conclusión de que sólo el 20/25 % de los bombarderos regresarían a sus bases luego de realizar las misiones de ataque encomendadas. Después de muchas discusiones, durante las cuales el Ministro P.V. Dementyev le dijo al jefe de la VVS, Mariscal Grechko, que podría tener la enorme cantidad de MIG-23 ordenados solo si el T-4 era abandonado, el programa fue cancelado.

En la cancelación del T-4 también influyo la influencia política del diseñador Andrei Túpolev, quien propuso modernizar en tan solo dos años a su bombardero supersónico Tu-22, Blinder para la OTAN, el cual había entrado en servicio a mediados de los 60 a pesar de no cumplir con los requerimientos de velocidad y alcance para los que había sido creado. El Tu-22 era mucho más simple y barato que el T-4, cuya producción, pensaban los mandos militares de la época, resultaría demasiado complicada y requeriría de varios años para obtener un producto ‘logrado’ y sin fallos.

Finalmente el “modernizado” Tu-22M tardaria cuatro años en entrar en producción y sus primeras variantes, los Tu22M1 y M2, fueron consideradas poco satisfactorias, siendo pronto reemplazadas por el Tu-22M3, que aun se  encuentra en servicio con la fuerza aérea rusa.

El T-4 Negro 101 voló una vez más, el 22 de enero de 1974, para registrar un total de horas de vuelo de 10 horas y 20 minutos. La segunda aeronave, el artículo 102, que había estado a punto de volar, viajó a Moscú al Instituto Nacional de Aviación, mientras que los prototipos Nro 103 a106 fueron desguazados. Ya en 1967, Sukhoi había comenzado a trabajar sobre un sucesor mucho más avanzado y totalmente rediseñado, el T-4M. El fin del proyecto T-4 tuvo como resultado que este otro  notable proyecto también fuera abandonado. En 1982 el T-4 Nro 101 fue enviado al museo de Monino. La planta de producción de Kazan finalmente fue utilizada para fabricar a los bombarderos Tu-22M y Tu-160.

Oficialmente el proyecto del T-4 fue cerrado en 1975.

El T-4 en uno de sus primeros vuelos, con la nariz baja y el tren de aterrizaje sin retraer
El T-4 visto desde abajo, observar la disposición de los motores

 

DESCRIPCIÓN DEL T4 SOTKA

La estructura se hizo de aleaciones de titanio de alta resistencia VT-20, VT-21L y VT-22, aleaciones de acero inoxidable VIS-2 y VIS-5, aleaciones de acero estructural VKS-210 y, para el combustible y tuberías hidráulicas, acero VNS-2. El ala en doble delta, con un diedro de 0 °, tenía un ángulo de borde de ataque de 75 ° 44 ‘en la zona interna y de 60 ° 17’ en la externa. La relación espesor / cuerda era del 2,7 %. El borde de ataque era fijo.

Los controles de vuelo eran accionados por unidades de potencia irreversibles a través de un sistema de control fly-by wire cuadruplicado  con plena autoridad, pero con la posibilidad de reversión manual tras la falla de cualquiera de los dos canales. Los controles de vuelo comprendían cuatro elevones en cada semiala, los planos Canard móviles y el timón de dirección de dos piezas.

El fuselaje circular tenía un diámetro de 2,0 m. A velocidades por debajo de los 700 km/h la nariz podía ser abatida 12 ° 12 ‘, mediante un tornillo sin fin accionado por motores hidráulicos, para dar al piloto una mejor visión hacia adelante.

El T-4 en vuelo exhibiendo las dos posiciones de su nariz

Detrás del piloto (Ilyushin había logrado que la rueda de control propuesta fuese sustituida por un bastón estilo caza), se acomodaba el navegante/operador de sistemas.

Los tripulantes tenían  asientos eyectables K-36 y el piloto, en el prototipo 101, disponía de un periscopio. Ambos tripulantes llevaban trajes presurizados.

Detrás de la  cabina presurizada, venía una zona refrigerada donde se acomodaban los equipos  electrónicos. Luego de esta zona estaban los tres tanques de combustible, capaces de llevar 57 toneladas del combustible Naphthyl RG-1, similar al combustible JP-7. Cada tanque de combustible tenía una turbobomba impulsada hidráulicamente, y el sistema de combustible era en gran medida automatizado. La versión de serie del T-4 debería haber ido equipada con una sonda  de repostaje en vuelo y grandes depósitos de combustible externos bajo cada ala. Detrás del tanque de combustible de popa se encontraban los compartimentos de sistemas, que terminaban con un tubo rectangular donde se alojaba el paracaídas de frenado cuádruple cruciforme.

Vista en planta del T-4 en el museo de Monino

Bajo el  ala estaba la enorme “góndola” que alojaba las tomas de aire, los cuatro motores y sus sistemas. El turborreactor de un solo eje RD-36-41, tenía un empuje con poscombustión de 16.000 kg. Un sistema automático FBW controlaba los motores, las tomas de aire de geometría variable y sus toberas de escape variables de tres secciones.

Cada tren de aterrizaje principal tenía ocho ruedas instaladas de a pares y se retraían hacía adelante, rotando 90 ° para alojarse en los laterales de los conductos de los motores. El tren secundario tenía dos neumáticos, con frenos en cada rueda, y utilizaba amortiguadores hidráulicos. Se retraía hacia atrás en una bahía entre los conductos de los motores. Los cuatro sistemas hidráulicos autónomos se llenaron con KHS-1 (similar al Oronite 70) y operaban con la excepcional presión de 280kg/cm2.

El prototipo 101 nunca recibió su sistema de navegación astro-inercial, ni su proyectado ‘complejo’ integrado de sistemas de armas, reconocimiento y de guerra electrónica. El armamento hubiera incluido dos misiles de crucero Sukhoi Kh-45 con un alcance de 1.500 kilómetros.

Al igual que el XB-70, el programa de desarrollo del T-4 llevo a la tecnología soviética a nuevos horizontes en el campo de la aerodinámica, materiales, sistemas, etc. (según la OKB Sukhoi con el T-4 desarrollaron mas de 200 invenciones tecnológicas, o 600 si incluye los procesos de fabricación “), sin embargo, finalmente se juzgo que no valía la pena el costo de su desarrollo y puesta en servicio.

El T-4 en Monino

Comparación con el North American XB-70 Valkyrie


Características Técnicas del T-4

Dimensiones
Longitud: 44,50 m
Envergadura: 22 m
Superficie Alar: 295,7 m2

Planta Motriz: 4 Kolesov RD-36-41 con 16.000 kg de empuje
Relación Potencia/Peso: 0.56

Pesos
Vació: 54.600 kg
Cargado: 114.400 kg
Máximo al Despegue: 136.000 kg

Prestaciones de Diseño
Velocidad Máxima de Crucero: 3.200 km/h
Velocidad Máxima al Nivel del Mar: 1.150 km/h
Techo de Servicio: 24.000 m
Alcance: 6.000 km a Mach 2.82, 7.000 km con tanques externos
Distancia de Despegue: 1.000 m
Velocidad de Aterrizaje: 260 km/h
Distancia de Aterrizaje: 950 m (con paracaídas)

T-4 lanzando un misil KH-45

 

EL SUKHOI T-4M ( “100 I”)

Desarrollo 

A pesar de todas las nuevas tecnologías desarrolladas durante el diseño del T-4, este bombardero no sería capaz de penetrar las modernas defensas aéreas occidentales ni tenía el alcance suficiente para atacar blancos estratégicos en los EEUU. La Fuerza Aérea Soviética necesitaba un bombardero intercontinental con un alcance mínimo de 14.000-18.000 kilómetros y capaz de destruir eficazmente los objetivos en el territorio de EE.UU. y de otros continentes. El nuevo bombardero también debía ser capaz de atravesar la poderosa Zona de Defensa Aérea Europea.

El 3 de febrero de 1967 se presentaron oficialmente los requisitos para desarrollar, sobre la base del «Sotka», un bombardero estratégico supersónico de largo alcance. La nueva aeronave fue denominada T-4M (la designación interna de Sukhoi para este proyecto fue “100 I”).

Durante casi todo el año 1967 se investigaron distintas configuraciones aerodinámicas en busca de la mejor solución. Más de 9 variantes principales se consideraron, pero ninguno de ellas convenció a los diseñadores.

El 28 de octubre de 1967, el Ministerio de Defensa de la URSS firmo el contrato oficial para el desarrollo y la construcción del bombardero estratégico porta misiles T-4M, lo que le dio máxima prioridad al programa.

Los requerimientos principales para el Sukhoi T-4M eran:

  • Capacidad de cargar bombas/misiles nucleares para ataques estratégicos intercontinentales Capacidad de patrulla oceánica y antisubmarina.
  • Capacidad para misiones de reconocimiento estratégico.
Una maqueta del T-4M

En 1968 comenzaron los ensayos aerodinámicos. Durante estos se detecto un “indeseable” defecto de deformación de los bordes de ataque móviles de las alas, debido a las cargas aerodinámicas a flecha máxima y alta velocidad, que volvía extremadamente inestable al aparato. Los diseñadores se encontraron con que no se podía resolver el problema en esta etapa de progreso tecnológico.

El 26 de mayo de 1968 se acepto un desarrollo ulterior del T-4M, en el cual la carga útil se incrementó a 45 toneladas. Este aumento de la carga útil acarreo un aumento de las dimensiones de la aeronave y el T-4M modificado ya no podía satisfacer las principales demandas de proyecto original. En 1969, se ensayaron un número record de configuraciones. Finalmente la configuración elegida fue la Nro 13, la cual fue enviada a los institutos TsAGI, TsIAM, LII, IVAM, y NIAT para la aprobación oficial. Mientras tanto, los diseñadores seguían las ensayando en los túneles de viento la configuración original del «100 I», porque el problema de  deformación mencionado todavía no se podía resolver. Las últimas configuraciones tenían grandes diferencias con la primera y estaban más cerca de una configuración integral.

Por último la aprobación final para el proyecto nunca se dio. Los oficiales de la VVS no estaban satisfechos con el rediseño completo de la configuración original y decidieron suspender el proyecto. Esta fue una buena noticia para los ingenieros de Sukhoi porque la suspensión de este “problemático” diseño les permitiría concentrarse en el nuevo T-4MS ( “200”), donde todas los conocimientos  y experiencias adquiridas con el T-4/T-4M podrían ser utilizadas provechosamente.

Los trabajos sobre el “100 I” se terminaron en septiembre de 1970 con la variante número 32. Un total de 36 variantes principales del proyecto T-4M se construyeron, ensayaron y discutieron.

Descripción del T-4M

El T-4M, diseñado como una aeronave multimisión, era una profunda modernización del anterior T-4 “Sotka”, con el cual compartía gran parte de los sistemas y equipos internos.

Sin embargo la configuración aerodinámica fue profundamente modificada, dotándose al T-4M con alas de geometría variable (15º en flecha mínima y 72º en flecha máxima). El borde de ataque de las alas estaba dotado de slats a lo largo de toda la envergadura y en su borde de fuga tenían flaps de doble ranura en dos secciones, además de los alerones. Se agregaron LERX (leading edge root extensions) y se aumento el diámetro del fuselaje (de 2m a 2.2m), para aumentar la capacidad interna de combustible y así asegurar un alcance intercontinental. La cabina también fue rediseñada para acomodar a un tripulante adicional. Los motores habrían estado ubicados en una góndola bajo el fuselaje con dos tomas de aire alimentando a dos motores cada una.

Estaba previsto instalar dos misiles Stand-Off en puntos fijos bajo la góndola motriz mientras que la bodega de bombas se situaba en el centro del fuselaje y era capaz de llevar hasta ocho toneladas de armamento. Se instalaron diez tanques de combustible capaces de cargar cerca de 70.000 kg de combustibles de aviación.

El T4M habría sido capaz de velocidades de crucero de 3.000 km/h con un techo operativo entre 20.000 m y 23.000 m. A velocidad subsónica el alcance habría sido de 10.000 km, mientras que a velocidad supersónica se estimaba en 7.000 km.

Características Técnicas del T-4M

Dimensiones: Desconocidas

Planta Motriz: 4 Kolesov RD-36-41 con 16.000 kg de empuje
Relación Potencia/Peso: 0.44

Pesos
Vació: 131.000 kg
Máximo al Despegue: 145.000 kg

Prestaciones de Diseño
Velocidad Máxima de Crucero: 3.200 km/h
Velocidad Crucero Subsónica: 850-900 km/h
Techo de Servicio: 24.000 m (supersónico), 9.000/14.000 m (subsónico), 200 m)
Alcance: 7.000 km (supersónico), 10.000 km (subsónico a gran altitud), 3.500 km (subsónico a baja altura)
Alcance práctico con 2 reabastecimientos en vuelo: 7.000 km (supersónico), 16.000 km (subsónico a gran altitud),

Armamento: 8 misiles KH-2000 o 2 misiles KH-45. Carga de bombas 4.000 kg (normal) a 18.000 kg (máximo)

Fuentes:
“Soviet X-Planes” por Yefim Gordon y Bill Gunston, Editorial Midland Publishing
“Los sucesores de Sotka” por Ildar Bedretdinov, Rev. Air Fleet Herald, N º 3, 1999
“Bombers”, por V.Il’in, M.Levin, 1997 /
“Near to Sukhoi. Memoirs of the aircraft designer”, por O.S.Samoilovich 

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