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Il-30 bis Il-46


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FliegerRevue - epaper ⋅ Ausgabe 12/2022 vom 04.11.2022

FRÜHE SOWJETISCHE STRAHLFLUGZEUGE (20)

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Bildquelle: FliegerRevue, Ausgabe 12/2022

Mit der Il-30 beschritt das OKB Iljuschin konstruktives Neuland. Die Maschine führte nur Rollversuche durch.

Ende der 1940er-Jahre war eine der wichtigsten Aufgaben des Versuchs-Konstruktionsbüros von Iljuschin die Entwicklung von strahlgetriebenen Bombern, die sich durch eine Besonderheit auszeichneten – eine hohe Kampfkraft bei geringsten Abmessungen und minimaler Leermasse. Das erste und bekannteste dieser Flugzeuge war der Bomber Il-28 mit einer Maximalgeschwindigkeit von 900 km/h, der am 8. Juli 1948 zum Erstflug startete und im Mai 1949 in Serie ging. Im Frühjahr 1950 war bereits das erste Bombenfliegergeschwader vollständig damit ausgerüstet. Parallel dazu arbeitete das OKB Iljuschin an weiteren Projekten. So begann Mitte 1948, noch während des Baus des ersten Testflugzeuges der Il-28, die Projektierung eines neuen Bombenflugzeuges, das mit einer Bombenlast von 2000 kg 3500 km weit und 1000 km/h schnell fliegen sollte.

Il-30

Dieses neue Flugzeug unter der ...

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... Bezeichnung Il-30 wurde von zwei Triebwerken TR-3 von Ljulka angetrieben. Nach den Erfahrungen mit dem TR-1 während der Flugerprobung der Il- 22 war es als Einwellentriebwerk mit siebenstufigen Axialverdichter, Ringbrennkammer mit 24 Einspritzdüsen und einer einstufigen Turbine konstruiert und lieferte 45,13 kN Schub. Untersuchungen des ZAGI ergaben, dass die geplante gerade Tragfläche durch das Auftreten der Wellenkrise bei hohen Geschwindigkeiten zu einem Anwachsen des Widerstands sowie starker Verringerung des Längsgleichgewichts, der Stabilität und Steuerbarkeit des Flugzeuges führt. Deshalb wurde erstmalig im sowjetischen Bombenflugzeugbau die Tragfläche mit einem Pfeilwinkel von 35° und einer relativen Dicke von 12% projektiert. Dadurch wird die Intensität der Wellenkrise verringert, die Veränderungen der aerodynamischen Eigenschaften verlaufen gleichmäßiger, sodass die vorgegebenen Leistungsdaten erreicht werden können. Die gepfeilte Tragfläche hat aber den Nachteil, dass wegen des Abfließens der Grenzschicht entlang der Fläche nicht nur der Auftrieb um ca. 20% geringer ist, sondern am Ende starke Wirbel auftreten, die den Widerstand vergrößern. Eine Verringerung dieser Erscheinung versuchten die Konstrukteure durch eine Verjüngung der Tragfläche zum Ende hin und den Anbau von je vier Grenzschichtzäunen zu erreichen. Die unterschiedliche Verjüngung an der Wurzel und am Ende bei einer geringen relativen Dicke bedingte einerseits eine stabile Konstruktion zur Gewährleistung der Festigkeit, was die Masse erhöhte. Andererseits war die Bauhöhe im Wurzelbereich so gering, dass keine Kraftstoffbehälter eingebaut werden konnte. Die Erreichung der vorgegebenen Reichweite war nur durch den Anbau von Zusatzbehältern an den Tragflächenenden möglich.

Komplizierte Rumpfkonstruktion

Eine zufriedenstellende Quer- und Kursstabilität sollte durch einen negativen V-Winkel der Tragfläche von -2° und ein entsprechend groß dimensioniertes Seitenleitwerk erreicht werden. Auch sicherte die Anbringung der Tragfläche mittig des zylindrischen Rumpfes den geringsten Widerstand, ungeachtet der damit verbundenen Probleme bei der Konstruktion des großen Bombenschachts und der Unterbringung der Kraftstoffbehälter. Die geometrisch auf ein Minimum reduzierten Triebwerkgondeln wurden weit nach vorn gezogen direkt unter der Tragfläche angebracht. Da es keine Möglichkeit gab, das Hauptfahrwerk in die Triebwerkgondeln oder die Tragfläche einzufahren, wählten die Konstrukteure ein Tandemfahrwerk mit einem über die Pedale des Seitenruders lenkbaren vorderen Fahrwerk und einem weit nach hinten versetzten, im Schwerpunkt angebauten stabil konstruierten und mit starken Bremsen versehenen hinteren Fahrwerk. Diese Anbringung erforderte eine komplizierte Rumpfkonstruktion. Zur sicheren Bewegung am Boden waren an den Triebwerkgondeln Stützräder angebracht, die bereits während des Startvorgangs eingefahren wurden. Die Besatzung bestand aus vier Mitgliedern – Pilot, Navigator und zwei Schützen, deren Kabinen durch Panzerplatten geschützt waren. Nur der Pilot hatte einen Katapultsitz, die anderen verließen das Flugzeug durch Luken im Rumpf.

Die Bewaffnung bestand aus sechs Kanonen NR-23. Zwei waren unbeweglich im Bug eingebaut und wurden durch den Piloten bedient. Auf dem Rumpf hinter der Pilotenkabine befand sich ein Waffenstand Il-W12 mit zwei Kanonen, der durch einen Schützen fernbedient wurde. Im Heck war der Heckstand Il-K6 mit zwei Kanonen und die Kabine des Heckschützen eingebaut. Die Größe des Bombenschachtes erlaubte eine maximale Bombenlast von 4000 kg. Am Rumpfheck waren Bremsklappen angebaut. Das Panoramaradar, die navigatorische und funktechnische Ausrüstung, ein Enteisungssystem und die Hermetikkabinen für die Besatzung gewährleisteten einen effektiven Gefechtseinsatz unter allen meteorologischen Bedingungen am Tag und in der Nacht.

Am 27. Januar 1947 wurde die Konzeptstudie bestätigt. Anfang März gab eine repräsentative Musterkommission, zu der auch Piloten und Navigatoren gehörte, ihr Einverständnis zum Projekt und dem Entwurf eine positive Beurteilung.

Achillesferse Triebwerke

Im Sommer 1949 war die Montage des ersten Testflugzeuges beendet. Im September begannen zum Test des neuen Fahrwerks die ersten Roll- und Startversuche. Zur Flugerprobung kam es nicht. Das hatte mehrere Gründe. Die Triebwerke TR-3 erfüllten die Forderungen nicht und erforderten umfangreiche Nacharbeiten. Der wichtigste Grund war aber, dass die hohen Flugleistungen, verbunden mit vielen neuen konstruktiven Lösungen zu Forderungen des ZAGI nach weiteren umfangreichen theoretischen und praktischen experimentellen Erprobungen führten, um die aerodynamischen und konstruktiven Charakteristika einer dünnen gepfeilten Tragfläche bei Geschwindigkeiten nahe 1000 km/h einzuschätzen. Dazu trug ein Vorkommnis mit einer Tu-82 bei, eines Flugzeugs mit einer ebenfalls gepfeilten Tragfläche. Es geriet bei der Vorbereitung zur Parade in Tuschino über dem Fluss Moskwa in geringer Höhe in eine Zone unterschiedlich starker aufsteigender Luftströmungen, die zur Zerstörung einer Triebwerkbefestigung führten. Zur Untersuchung konstruierte und fertigte das OKB Anfang 1950 ein Modell, das im Windkanal ausführlich zur Charakteristik des Flatterns und des Verhaltens des Flugzeuges bei starken Luftturbulenzen getestet wurde.

Das Forschungsinstitut ZAGI bestätigte der Il- 30 eine ausreichende Festigkeit, doch die Zeit war verloren. Dazu kam, dass die relativ wenigen Mitarbeiter des OKB entsprechend der staatlichen Weisung in die Einführung der Il-28 in die Serienproduktion, der Entwicklung weiterer Modifikationen dieses Flugzeuges und die Projektierung des Bombenflugzeuges Il-46 eingebunden waren. Die Arbeiten an der Il-30 stellte das OKB auf staatliche Weisung am 20. August 1950 ein. Das Flugzeug stand viele Jahre auf dem Werksflugplatz, bis man es Anfang der 1960er-Jahre verschrottete. Das OKB arbeitete kurze Zeit an einer Variante Il-30D vergrößerter Reichweite mit einer geraden Tragfläche großer Streckung.

IL-38 / Il-48 / Il-42

Basierend auf der Weisung des Ministerrats vom 12. Juni 1948 arbeitete das OKB an einem Bombenflugzeug Il-38, nicht zu verwechseln mit dem U-Boot-Abwehr-Flugzeug Il-38 auf der Basis der Il-18. Der Erstflug fand am 28. September 1961 statt. Das Flugzeug ähnelte in seinen geometrischen Abmessungen, der Bewaffnung und dem Fahrwerk der Il-28, war aber statt als Schulterdecker als Mitteldecker konfiguriert. Angetrieben von zwei Triebwerken TR-3 sollten mit 2000 kg Zuladung eine Reichweite von 2500 km sowie eine Geschwindigkeit von 1000 km/h erreicht werden. Die Bewaffnung bestand aus einer 23-mm-Kanone vorn und zwei im Heck. Im Sommer 1949 sollte das Flugzeug der staatlichen Erprobung übergeben werden. Die Arbeiten wurden nach kurzer Zeit eingestellt, als sich abzeichnete, dass dieses Flugzeug die Parameter der Il-28 nicht erreichen wird.

Ende 1949 war das Projekt eines weiteren Bombenflugzeuges Il-48 mit zwei Triebwerken TR-3 und konstruktiven Elementen der Il-30 wie der aerodynamischen und konstruktiven Gestaltung der Tragfläche beendet. Durch den Heckstand konnte auf den Waffenstand auf dem Rumpf und das vierte Besatzungsmitglied verzichtet werden. Verändert wurde das Hauptfahrwerk, übernommen später bei der Il-46. Im Sommer 1950 wurde das Projekt beendet.

Iljuschin kehrte auf Weisung des Ministerrats vom 10. Juli 1950 zu diesen Projekten zurück, als die kurzfristige Entwicklung der Il-42 (erste) mit Triebwerken TR-3A mit einem Schub von 5000 kp (49,05 kN) angewiesen wurde. Die normale Bombenlast sollte 2000 kg, die maximale 4000 kg betragen. Es begann die Fertigung der Arbeitszeichnungen und die Vorbereitung für den Bau des Testflugzeuges.

Nach einem halben Jahr, die Zeichnungen waren zu 50% erstellt und der Bau hatte begonnen, beendete der Ministerrat auch dieses Projekt und wies mit seinem Beschluss vom 24. März 1951 die Entwicklung eines nächsten Bombenflugzeuges an. Verlangt wurden eine maximale Bombenzuladung von 5000 kg und eine Reichweite von 2500 km. Die Vernichtung der Ziele auf gegnerischem Territorium sollte aus einer Flughöhe ab 3000 Meter bis zur Gipfelhöhe unter beliebigen Wetterbedingungen auch bei starker Gegenwirkung der gegnerischen Luftverteidigung erfolgen. Spätestens in einem Jahr war die Werkserprobung und die Übergabe des Flugzeugs im Juli 1952 an die staatliche Erpro-bung mit den geforderten Flugleistungen befohlen.

Il-46

Zur Erfüllung dieser Forderungen begann das OKB die Entwicklung des Bombenflugzeuges, jetzt unter der Bezeichnung Il-46. Viele der bisher gesammelten Erfahrungen flossen in das Projekt ein. Die theoretischen Untersuchungen ergaben, dass das Flugzeug mit geraden oder gepfeilten Tragflächen ausgestattet werden könnte, wobei die geraden die Forderung nach hoher Reichweite, die gepfeilten die nach hoher Geschwindigkeit erfüllen würden. Deshalb projektierte das OKB das Flugzeug in zwei Varianten, von denen eine eine ähnliche Konfiguration wie die Il-28 mit geraden Tragflächen, die andere eine gepfeilte Tragfläche hatte.

Die Konfiguration der Il-28 bewährte sich in der Nutzung in den Geschwadern. Die Geschwindigkeit von 1000 km/h war damit zwar nicht zu erreichen, dafür aber eine große Reichweite bei geringen Abmessungen und Masse, was sich durch eine Serienproduktion mit geringen Kosten bewährte. Das Projekt ähnlich der Il-28, bezeichnet als Il-46 und Basisprojekt, war im Oktober 1951 beendet. Das Ganzmetall-Flugzeug war als Mitteldecker mit gepfeiltem Leitwerk und gerader Tragfläche ausgelegt, deren Hinterkante negativ gepfeilt war. Die Leermasse hatte sich verdoppelt. Zwei Axialtriebwerke AL-5 (vormals TR-3A) von Ljulka mit je 5000 kp (49,05 kN) waren in Gondeln relativ weit vorgezogen direkt an die Tragfläche angebaut. Das glich die hohe Masse des Heckstandes und der gepanzerten Kabine des Schützen zur Sicherung einer mittleren Schwerpunktlage aus. Eine fast fünf Meter lange Schubdüse sicherte, dass die Abgase weit hinter der Tragfläche austraten und das Höhenleitwerk nicht beeinflussten. Die Triebwerkgondeln hatten die Konstrukteure im Bereich der Tragfläche nach der Flächenregel eingeschnürt, um den Interferenzwiderstand zwischen Gondel und Tragfläche zu senken. Zwischen Rumpf und Gondeln waren an der Hinterkante die großdimensionierten Landeklappen, außen die Querruder angebracht. Das in die Gondeln eingebaute Hauptfahrwerk ermöglichte kurze Federbeine.

Originelles Fahrwerk

Unter Berücksichtigung der hohen Belastung bei der Landung und der Stationierung auch auf unbefestigten Plätzen wählten die Konstrukteure je Fahrwerk zwei Räder großer Abmessung. Beim Einfahren nach normalem Schema hätten jetzt die Gondeln vergrößert werden müssen. So kamen die Konstrukteure auf die Lösung, jedes Rad an einem eigenen Federbein zu befestigen, von denen das äußere nach vorn, das innere nach hinten eingefahren wurde. Die Räder drehten sich dabei um 90° und lagen flach unten in der Gondel. Im umfassend verglasten Bug des elliptischen Rumpfes befand sich die Kabine des Navigators-Bombenschützen, dahinter auf den Rumpf aufgesetzt die Kabine des Piloten. Beide waren durch einen Gang verbunden, gepanzert und hermetisiert. Im Notfall konnte der Pilot katapultieren, Navigator und Heckschütze verließen das Flugzeug durch Luken. Hinter der Kabine befand sich die Geräteausrüstung, darunter das doppelt bereifte Bugrad. Es folgten 14 Kraftstoffbehälter, zusammengefasst in zwei Gruppen, mit bis zu 20 Tonnen Kraftstoff. Das rechte Triebwerk wurde aus der vorderen, das linke aus der hinteren Gruppe versorgt.

Bomben bis 5000 kg

Zwischen den Gruppen befand sich im Schwerpunkt der 5,7 m lange Bombenschacht. Dieser konnte Bomben unterschiedlicher Kaliber bis 3000 kg, maximal bis 5000 kg oder eine Bombe des maximalen Kalibers aufnehmen. Der Heckstand Il-K6 mit der hermetisierten Kabine des Schützen war wie in der Il-28 mit zwei 23-mm-Kanonen ausgestattet. Vergrößert wurde der Munitionsvorrat auf 320 Granaten je Kanone und die Schusswinkel auf 105° nach beiden Seiten, 60° nach oben und 40° nach unten. Verbessert hatte man auch das optische Visier. Die Abteilung Bewaffnung des OKB arbeitete an einem Radarvisier PRS- 1 „Argon“, angebracht an der Spitze der Seitenflosse und dem elektro-hydraulisch fernbedienten Heckstand Il-K8, der den Il-K6 ersetzen sollte. Beide Neuerungen waren für die Serienflugzeuge gedacht. Einige Quellen schreiben, dass bereits der Il-K8 eingebaut war. Das Seiten- und Höhenleitwerk, bestehend aus Flosse und Ruder, waren stark gepfeilt, letzteres für eine ungestörte Umströmung hochgesetzt. Zum Schutz der vorderen Halbsphäre waren zwei 23-mm-Kanonen auf der linken Bugseite, bedient vom Piloten, eingebaut. Die funkelektronische Ausrüstung entsprach dem modernsten Stand, zu der ein Übersichts- und Zielradar gehörte, dessen Antenne sich im Rumpfboden vor dem Bombenschacht befand.

Fliegen mit nur einem Triebwerk

Eine hohe Überlebensfähigkeit sicherten die Möglichkeit nur mit einem Triebwerk zu fliegen, die Befüllung der Kraftstoffbehälter bei Entleerung mit einem neutralen Gas und ihr selbständiger Verschluss nach Treffern sowie eine Feuerlöschanlage. Die Geräte- und Navigationsausrüstung erlaubte den Gefechtseinsatz unter beliebigen meteorologischen Be-dingungen und zu jeder Tageszeit. Vorgesehen war auch den Anbau von abwerfbaren Pulver-Startbeschleunigern beidseitig des Rumpfes nahe des Schwerpunkts. Die Verringerung der Landestrecke sicherte ein Bremsschirm.

Variante mit Pfeilflügel

Die zweite Variante mit der Bezeichnung Il- 46S („S“ für Pfeilwinkel), die Ende 1951 bestätigt wurde, erhielt eine um 35° gepfeilte Tragfläche und war damit in der Lage, 1000 km/h zu erreichen. Die wichtigste Besonderheit war eine relativ dicke Tragflächenwurzel für hohe Festigkeit und die Möglichkeit, darin Kraftstoffbehälter unterzubringen, während bei der geraden Tragfläche der Kraftstoff vollständig im Rumpf untergebracht war. Da die gepfeilte Tragfläche geringere tragende Eigenschaften hatte als die gerade, wurden bei der „S“ die Fläche und die Masse vergrößert. Das Projekt war im Dezember 1951 fertig. Der Unterschied war nur die gepfeilte Tragfläche mit der weit nach vorn gezogenen Wurzel, ein verändertes Rumpfmittelteil für ihre Befestigung und der auf 7,8 m verlängerte Bombenschacht.

Die Montage der Il-46 erfolgte in hohem Tempo, die der Il-46S erfolgte danach. Anfang 1952 war das erste Testflugzeug fertig. Es startete am 3. März 1952 zum Erstflug. Nach Aussage des Piloten, der dem Flugzeug eine positive Einschätzung gab, flog es im gesamten Geschwindigkeitsbereich stabil und ließ sich um alle Achsen leicht steuern. Bei Maximalgeschwindigkeit senkte es langsam den Bug, zeigte keine Tendenz zur Schräglage oder zum Trudeln. Auch die Landung war einfach. Während der Werkserprobung, die 53 Flüge mit einer Flugzeit von 91 Stunden umfasste, wurden eine Maximalgeschwindigkeit von 928 km/h in 5000 Metern Höhe und eine Reichweite von 4845 km mit 5000 kg Bomben, die nach halber Strecke abgeworfen wurden, erreicht. Die bis 15. Oktober 1952 dauernde staatliche Erprobung war erfolgreich. Der Abschlussbericht bestätigte die Flugleistungen und empfahl die Aufnahme des Flugzeuges in die Bewaffnung.

Nach der Erprobung wurde noch das Nachbrenner-Triebwerk AL-5F mit höherem Schub eingebaut. Nach anderer Quelle erfolgte der Einbau dieses Triebwerkes bereits während der Werkserprobung.

Die Tu-16 siegt

Ein halbes Jahr nach dem Erstflug der Il-46 startete die Tu-16. Sie übertraf die Il-46 in allen Parametern, wobei der direkte Vergleich mit der Il-46S fehlte. 1952 fasste die Regierung den Beschluss, die Tu-16 in Serie zu bauen. Das Programm Il-46 wurde eingestellt, also auch der begonnene Bau der Il-46S. So konnte das Potenzial dieser Variante nicht erflogen werden.

Die Il-46 wurde abgestellt, die nicht fertiggestellte Il-46S verschrottet.

Das OKB nutzte die Ideen und Erfahrungen der Il-30 und Il-46S auch beim ersten sowjetischen mit Überschall fliegenden Bombenflugzeug Il-54, Erststart am 3. April 1955. Eine Serienproduktion erfolgte aber auch hier zugunsten der Jak-27 und Jak-28 nicht.

Mit den beschriebenen Flugzeugen hatte das OKB Iljuschin konstruktives Neuland beschritten, viele Neuerungen eingeführt und Erfahrungen gesammelt, die den gesamten sowjetischen Flugzeugbau bereicherten.

• DR. RAINER GÖPFERT