Sukhoi T-4, il bombardiere sovietico da Mach 3

22 agosto 1972. Quell’estate le torbiere attorno a Mosca bruciavano. Dense volute di fumo si alzavano in cielo offuscando l’aria, rendendo difficile respirare, rendendo difficile decollare.

Per questo motivo il nostro racconto si sposta dall’Istituto di Ricerca del Volo di Zhukovsky alla base aerea di Akhtubinsk, dove la visibilità era decisamente migliore. Lì, nella sua piazzola, ci aspetta un aeroplano grigio. Alto sul carrello, incredibilmente determinato, assurdo nelle sue forme slanciate, decise, un’elegante freccetta di titanio pronta a bucare l’aria con tutta la forza di cui i suoi quattro Kolesov sono capaci. Risultato di anni e anni di studio e di un incessante botta e risposta fra Stati Uniti e Unione Sovietica, quell’elegante oggetto è finalmente pronto per il suo glorioso primo volo, per correre veloce, per staccare le ruote da terra, per trasformarsi in aeroplano.

Così, mentre le campagne di Mosca bruciavano, a pochi giorni dal tremendo incidente che vide coinvolto un Ilyushin Il-62 della Interflug – celebre (e sfortunata) compagnia aerea della Germania Est, ve la raccontiamo QUI – e che si tirò dietro tutti i 148 passeggeri e gli 8 membri dell’equipaggio, mentre a Roma qualcuno ancora si domandava se quelle statuette ritrovate al largo di Riace avranno un qualche valore storico, mentre mio fratello si gode i suoi primi due mesi di vita, inizia la leggendaria storia del Sukhoi T-4, incredibile aeroplano sviluppato per rispondere non tanto all’XB-70 che oramai era stato cancellato quanto piuttosto per andare a caccia di eventuali mezzi d’attacco non strategici (per il NON strategico ti rimando al pippone™ a fine articolo) diretti contro l’URSS, principalmente le grandi portaerei americane di stanza nel Golfo di Biscaglia, nel Mediterraneo e nell’Oceano Indiano.

Ok, credo sia necessario un doveroso passo indietro.

Ne abbiamo parlato a lungo nell’articolo dedicato al Tupolev Tu-4 “Bull”: se escludiamo alcuni grandi aeroplani costruiti quando la Russia era ancora quella Imperiale dello Zar Nicky cugino di Willy, l’esperienza sovietica in fatto di bombardieri pesanti si può far risalire al Tupolev Tu-4 “Bull”, primo bombardiere sovietico pesante ma più che altro pesantemente copiato dal B-29 statunitense dopo che alcuni dei gioielli della Boeing erano atterrati a Vladivostok in un momento storico in cui USA e URSS erano ancora alleate (se ve lo siete persi andatevelo a leggere QUI così imparate qualcosa di nuovo). Se da un lato è vero che dal Tu-4 è nata un lunga discendenza di bombardieri pesanti e strategici (i più famosi il Tu-16 e il Tu-95), in Unione Sovietica erano rimasti molto indietro per quanto riguarda la progettazione di un bombardiere strategico SUPERSONICO.

A cosa serve un bombardiere strategico supersonico? È presto detto: a metà degli anni ’50, con l’avvento dei SAM e dei primi intercettori supersonici, divenne evidente che un bombardiere capace di penetrare in profondità lo spazio aereo nemico, USA o URSS che sia, deve poter volare molto velocemente e molto in alto, due condizioni necessarie per mettersi a riparo dai sistemi missilistici terra-aria. Per questo motivo in USA a metà degli anni ’50 iniziarono a sviluppare l’XB-70 Valkyrie – articolo QUI, esagerato bombardiere da Mach 3 ad alta quota – e il B-58 Hustler (primo volo nel 1956, entrato in servizio nel 1960) con i suoi quattro (4) General Electric J79 e capace di volare a Mach 2 seppur con un raggio piuttosto limitato.

Ecco, un momento: del B-58 ma più che altro dei suoi motori che sono anche gli stessi del Phantom e dell’F-104 parleremo in maniera ESAUSTIVA nel prossimo DI BRUTTO A MANETTA, una edizione speciale del magazine più figo del mondo che sta per diventare ancora più figo e desiderabile. Non fare il babbo, non perderti il lancio e sostieni Rollingsteel che se stai leggendo vuol dire che ti piace e magari ti piacerebbe anche che continuasse ad esistere, no?

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Abbiamo detto XB-70 e B-58. E in Unione Sovietica? Beh, in Unione Sovietica, non me ne vogliate, a parte il Tupolev Tu-22 Blinder (primo volo nel 1958, entrato in servizio nei primi anni ’60) che era sì supersonico (poco) ma caratterizzato da enormi problemi di affidabilità e surriscaldamento e di un raggio particolarmente limitato, erano rimasti un po’ indietro.

Ecco allora che negli anni ‘50 la creazione di armi offensive strategiche in grado di colpire obiettivi direttamente sul territorio di un potenziale nemico divenne la priorità principale sia in USA che URSS e, con entrambe le superpotenze impegnate nella ricerca di un vettore adatto per il lancio intercontinentale di una carica nucleare, in URSS questo lavoro di ricerca fu suddiviso in tre aree principali: gli uffici di progettazione di S.P. Korolev e M.K. Yangel svilupparono missili balistici strategici (R-7 e R-9 nel primo e R-16 nel secondo); gli uffici di progettazione di S.A. Lavochkin e V.M. Myasishchev svilupparono sistemi missilistici intercontinentali senza pilota (i missili da crociera La-350 “Burya” e M-40 “Buran”) mentre la terza direzione – i bombardieri strategici – fu gestita dagli uffici di progettazione di V.M. Myasishchev, A.N. Tupolev e R.L. Bartini a cui seguirono, alla fine degli anni ’50, le ditte di P.V. Tsybin e G.M. Beriev.

Se da queste prerogative nacquero oggetti assurdi e dal fascino inossidabile come il Myasishchev M-4 “Bison” o il leggendario Ekranoplano, con il successivo avvento dei SAM e dei più moderni caccia intercettori divenne evidente che il classico bombardiere strategico non andava più bene e, come detto, se si voleva proseguire sulla strada del grosso aereo pilotato da affiancare ai missili balistici intercontinentali bisognava progettarne uno che fosse SUPERSONICO.

Arriviamo quindi al protagonista della nostra storia: mentre il ministro dell’industria aeronautica sovietica (Министерство авиационной промышленности СССР) si lamenta per le prestazioni scadenti del Tu-22, nei primi anni ’60 venne emessa la specifica per un nuovo bombardiere supersonico capace di, come anticipato, distruggere eventuali mezzi d’attacco non strategici diretti contro l’URSS, principalmente portaerei americane. L’attacco doveva essere effettuato senza entrare nella sua zona di difesa aerea e quindi, su questa base, il raggio operativo del bombardiere fu determinato in circa 2.000 km a cui aggiungere ulteriori 1.500 km di gittata dei missili aria-nave. Data la necessità di ridurre al minimo i tempi di reazione dal comando nemico, la velocità massima del velivolo fu fissata a Mach 3 e la sua velocità di crociera a Mach 2,8. Inoltre, il velivolo doveva essere in grado di operare sia su piste in cemento che su piste non asfaltate.

Al concorso partecipano tre uffici tecnici: l’OKB-156 di A.N. Tupolev, l’OKB-115 di A.S. Yakovlev e l’OKB-51 di P.O. Sukhoi. Tupolev presentò il Progetto “135”. Yakovlev propose lo Yak-33, un grosso bombardiere con caratteristiche V/STOL (all’epoca la Yakovlev si stava specializzando in questo tipo di aerei, suoi saranno lo Yak-38 e lo Yak-41) e costruito principalmente in acciaio resistente alle alte temperature. Contemporaneamente, due uffici di progettazione motori presentarono i propri motori: l’R-15 di Tumansky (all’epoca in fase di sviluppo per il MiG-25) e l’R-36-41 di Kolesov. Il missile antinave guidato Kh-45 fu sviluppato dal team di A. Bereznyak.

Poi c’è l’outsider Sukhoi. Fondata nel 1939 da Pavel Osipovič Sukhoi dopo la sua lunga esperienza all’interno dello TsAGI (l’Istituto centrale di aeroidrodinamica sovietico fondato nel 1918 dal terzetto Tupolev, Žukovskij, Čaplygin, tre veri geni), dopo una buona decina di anni di grandi difficoltà che portarono anche alla temporanea chiusura dell’OKB, la Sukhoi iniziò a farsi notare dopo il 1953 con la progettazione di aeroplani dalle prestazioni esaltanti e caratterizzati da soluzioni spesso all’avanguardia. Fra questi ci sono senza dubbio i velocissimi Sukhoi Su-7, Su-9 e il Su-15 ma anche il Su-17 con ala a geometria variabile, tutti aeroplani che in un momento storico molto delicato permisero all’aviazione sovietica di raggiungere quella notorietà e rispetto internazionale che fino a quel momento erano mancati. Rinata dalle sue ceneri come una fenice dopo che nel 1949 l’OKB era stato sciolto per poi riaprire solo nel 1953, la Sukhoi, particolarmente ringalluzzita in un’epoca di profonda sperimentazione, non si fece mancare l’occasione di presentare la sua idea di bombardiere supersonico e già nel dicembre 1961 sui fogli da disegno, sotto la matita di Alexander Polyakov, iniziava a prendere forma il misterioso “progetto 100”, chiamato Sotka (che in russo vuol dire 100) dagli addetti ai lavori e denominato così perché stando ai primi progetti l’aereo avrebbe avuto un peso di 100 tonnellate.

Nel frattempo la commissione statale rifiutò i progetti di Tupolev e Yakovlev, concentrando la sua attenzione su quello di Sukhoi che ricevette così i fondi per proseguire con lo sviluppo dell’aereo il cui progetto preliminare venne completato già nell’aprile del 1963. Questo primo prototipo era caratterizzato da un’inedita configurazione canard con superfici controllabili, una fusoliera snella e dall’allungamento* (vedi parentesi qui sotto) particolarmente pronunciato e un tettuccio leggermente sporgente che si fondeva dolcemente con la fusoliera. Il gruppo propulsore era costituito da quattro turbogetti puri montati a coppie in gondole isolate sotto le semiali, ciascuna dotata della sua presa d’aria con gli imbocchi separati da paratie verticali. L’aereo era inoltre caratterizzato da una ala a delta particolarmente sottile, il carrello anteriore si ritraeva in un vano situato nella fusoliera mentre quello principale si ritraeva in vani situati nelle gondole motore.

L’armamento dell’aereo era montato esternamente tra le gondole su tre punti di ancoraggio paralleli, uno dei quali coincideva con l’asse di simmetria della fusoliera.

*(allungamento = rapporto tra diametro e lunghezza della fusoliera. Esempi di aerei con allungamento relativamente alto (7:1 – 12:1) per una migliore efficienza aerodinamica a Mach 0.7–0.85 sono il Boeing 707 ~10:1 o l’Airbus A321 ~11:1. Esempi di aerei con un rapporto ancora più alto (10:1 – 15:1) utile per ridurre l’onda d’urto e la resistenza d’onda sono il Concorde ~12:1 o il Sukhoi Sotka >14:1. Esempi di aerei con rapporto basso (5:1 – 8:1) per massimizzare volume interno sono il Boeing 747 ~7:1 o il C-5 Galaxy ~6:1)

Così una commissione congiunta dell’Aeronautica Militare dell’URSS e del Comitato Statale per la Tecnologia Aeronautica esaminò quanto proposto da Sukhoi valutandolo positivamente e concludendo che per lo scopo previsto, per le prestazioni di volo, per l’equipaggiamento elettronico e la configurazione degli armamenti, l’aeroplano presentato soddisfaceva ampiamente i requisiti dell’Aeronautica Militare per i moderni sistemi di attacco e ricognizione a lungo raggio ed era il velivolo più promettente della sua classe. Sukhoi aveva il via libera a procedere anche se le cose iniziarono presto a complicarsi.

Come avevano avuto modo di imparare gli americani con l’XB-70 ma anche gli stessi sovietici con il Blinder, quando le velocità iniziano a salire, resistenza aerodinamica, attrito e difficoltà crescono in maniera esponenziale, rendendo la progettazione di aeroplani destinati a voli prolungati a Mach 3 estremamente difficile e delicata, specialmente all’epoca, senza grandi software di calcolo o simulazione ma solo con matita, gomma e calcolatrice. Ecco quindi che, passati gli scogli burocratici, nello sviluppo del suo super bombardiere, l’ufficio tecnico di Sukhoi coinvolse non solo diverse organizzazioni scientifiche ma, tra il 1962 e il 1965, sfruttando le gallerie del vento dello TsAGI (Istituto centrale di aeroidrodinamica sovietico), ridisegnò l’aeroplano testando numerose configurazioni (comprese alcune con ala a geometria variabile) fino ad arrivare a quella semidefinitiva, con una sola gondola per tutti e quattro i motori (le due gondole separate generavano troppa resistenza) e una interessante ala a doppio delta della quale, negli anni compresi fra il 1965 – quando venne approvata la configurazione aerodinamica definitiva dell’aereo, la 33esima delle oltre 40 testate – e il 1970, termine ultimo per la costruzione dell’aereo, vennero testate almeno 8 configurazioni diverse utilizzando per l’occasione un Sukhoi Su-9 opportunamente modificato.

Qui sopra tre viste in pianta di altrettanti Sukhoi Su-9 modificati per testare le soluzioni aerodinamiche del T-4, dai canard (prima immagine) alla grande ala a delta. Guardate, se non comprate DI BRUTTO – fondamentale per sostenere questo progetto – dopo aver letto questo articolo siete delle brutte persone.

Tuttavia, qui viene il bello, la forma dell’ala del nuovo aereo era solo la punta dell’iceberg; per la costruzione di quello che poi verrà rinominato T-4 la Sukhoi si trovò ad affrontare sfide mastodontiche che in Unione Sovietica in pochi avevano mai affrontato prima. Si stima che la Sukhoi, per la progettazione e la costruzione del solo T-4, abbia depositato qualcosa come 600 brevetti, un numero spropositato ma che fa capire quanto grande fosse il balzo in avanti richiesto per rendere reale un aereo con queste caratteristiche. In Unione Sovietica dovettero imparare a lavorare, a saldare e a trattare (inteso come trattamento termico) il titanio; dovettero ottimizzarlo per il volo supersonico in modo da ridurre la resistenza d’onda (ne parlo su YouTube, video QUI) e gestire un flusso d’aria a Mach 3 sia dal punto di vista delle superfici esterne che da quello dei motori, con la necessità di complesse prese d’aria a geometria variabile necessarie per rallentare l’aria prima che questa arrivi ai compressori. Si dovettero sbattere come dei puma per contenere le temperature dell’aereo, utilizzando il kerosene non solo come carburante ma anche come fluido refrigerante per le superfici più delicate, dovettero trovare un modo per integrare le complesse prese d’aria con i motori, dovettero trovare un modo per rendere vivibile l’abitacolo utilizzando innovativi vetri al quarzo resistenti a Mach 3 e studiando un nuovo sistema di climatizzazione della cabina, si dovettero inventare nuovi sistemi di navigazione astro-inerziale per il volo supersonico a lungo raggio ma, più che altro, si inventarono un innovativo sistema di volo fly-by-wire completamente analogico fondamentale per rendere governabile un aeroplano che, in un momento in cui molti concetti aerodinamici erano ancora relativamente poco noti, era caratterizzato da una stabilità longitudinale particolarmente ridotta, specialmente a velocità subsonica.

Al volo, questa cosa della stabilità statica longitudinale di un aeroplano è una figata anche se è un argomento particolarmente complesso e articolato che, in questo momento, uscirebbe dal seminato e mi porterebbe tremendamente fuori tema. Cercherò di esser super circonciso conciso con l’aiuto dell’immagine qui sotto: in un aereo “NORMALE” il centro di massa (=baricentro) è sempre davanti al centro di pressione aerodinamica, ovvero il punto di applicazione delle forze fluidodinamiche agenti sull’aereo. In questo modo, in caso di stallo (=ovvero quando queste forse fluidodinamiche vengono a mancare), l’aereo tenderà a buttare giù il muso, un ottimo modo per uscire dallo stallo. Questa situazione si chiama stabilità statica convenzionale, l’aereo è intrinsecamente stabile.

Viceversa, per massimizzare la manovrabilità degli aerei da combattimento, da qualche tempo si progettano velivoli nei quali il centro di massa è dietro al centro di pressione: questo rende molto più facile far uscire dalla sua situazione di equilibro l’aeroplano massimizzando così la sua agilità ma, di contro, rendendolo estremamente difficile da governare per un umano che si troverebbe a dover correggere di continuo, motivo per il quale questi aeroplani, su tutti l’F-16, volano grazie a complessi sistemi fly-by-wire che, utilizzando dei computer, mantengono l’aereo stabile e governabile. Questa situazione si chiama stabilità statica rilassata e, così andiamo avanti, se vi interessa trovate un mio video su YouTube in cui approfondisco il tema parlando, lo trovate QUI. Procedo con il bolide di Sukhoi.

Tornando al T-4 e alla sua instabilità intrinseca, nel corso del suo sviluppo gli ingegneri concentrarono i loro sforzi sulla riduzione dell’eccessiva resistenza di trim del velivolo durante il volo supersonico. Di conseguenza, a velocità subsoniche, è stato adottato un margine di stabilità statica longitudinale pari a zero (ovvero la stabilità statica diventa rilassata), non superiore al 5% a Mach 3 e di circa il 12-14% a velocità transonica. Ecco quindi che, in una situazione del genere, con il margine di stabilità statica che non solo variava durante il volo ma si avvicinava a zero in subsonico, per rendere l’aereo governabile e non un pericoloso cavallo impazzito fu necessaria l’implementazione di un complesso sistema fly-by-wire elettroidraulico basato su un computer analogico, prima volta per un sistema di questo tipo in URSS e sviluppato proprio da Sukhoi per il suo superbombardiere che, proprio grazie a questi comandi di volo automatizzati, poteva contare su due soli membri d’equipaggio.

Il programma prevedeva la costruzione di un lotto pilota di sette aeroplani, sei volanti, uno statico. Il primo velivolo sperimentale, il “101”, era previsto per testare i sistemi di bordo, per determinarne le caratteristiche prestazionali ma anche la stabilità e la controllabilità alle massime velocità. Il “102” era previsto per testare il sistema di navigazione, il “103” per esercitarsi nei lanci di missili guidati. Seguiva il “104” per esercitarsi nell’uso di armamenti di bombe e lanci di missili guidati, nonché per condurre una serie di test per valutare le caratteristiche di autonomia del velivolo. Il “105” era destinato a testare i sistemi elettronici, mentre il velivolo sperimentale “106” era destinato a testare l’intero sistema di attacco e ricognizione. Il velivolo “100S” era infine destinato ai test statici. In tutto ciò la costruzione dell’aeroplano venne affidata allo stabilimento di costruzione macchine di Tushino (TMZ), che non disponeva della capacità produttiva richiesta per un oggetto del genere. Ciò portò a una notevole limitazione della portata del progetto e a notevoli ritardi con il risultato che tra il 1966 e il 1974 furono assemblati in totale quattro velivoli: uno per i test statici e tre per i test di volo.

Uno di questi, il Sukhoi T-4 101, mentre le campagne attorno a Mosca bruciano, il 22 agosto del 1972 si trova con la pista, lunga, nera, desolata, vibrante sotto le violente volute di calore estivo, davanti a sé. Ai comandi il capo pilota ed Eroe dell’Unione Sovietica V.S. Ilyushin (figlio dell’omonimo costruttore), insieme al Navigatore Onorato dell’URSS N.A. Alferov, spinge in avanti le quattro manette, i quattro Kolesov RD-36 prendono giri, i postbruciatori eruttano fuoco e l’aereo viene spinto in avanti con forza, l’aereo stacca le ruote da terra per 40 minuti di gloria infinita. Così, in un afoso agosto di 53 anni fa, uno degli aeroplani più avanzati di sempre prese il volo per la prima volta.

Nelle settimane successive l’aereo fu oggetto di diversi miglioramenti sia al carrello d’atterraggio che al profilo alare che al sistema di alimentazione e, nel complesso, il Sotka “101” compì un totale di 10 voli, circa uno al mese, che evidenziaron la buona stabilità e controllabilità dell’aereo e che le caratteristiche di decollo e atterraggio, il tempo di accelerazione e il consumo specifico di carburante erano in buon accordo con i dati calcolati. Durante il suo nono volo l’aereo superò la barriera del suono per la prima volta raggiungendo Mach 1,28 a 12.100 metri chiudendo così la prima fase di test sul fighissimo T-4. Il 22 gennaio 1974 iniziò la seconda fase di test con il decimo volo (velocità massima Mach 1,36 @12.000 metri) in preparazione dell’undicesimo volo nel corso del quale si puntava al raggiungimento di 3.000 km/h (Mach 2,8) ma, proprio qui, sul più bello della nostra storia, dopo una infinita quantità di bestemmie, Vodka e imprecazioni in russo, dopo aver messo assieme uno degli aeroplani più tosti di sempre, il sogno si infrange per svegliarsi così, nel cuore della notte, nel silenzio della propria camera. Il led della tv, una macchina in lontananza, il silenzio, il tenero abbraccio caldo del sogno appena infranto che fra pochi minuti ti sarai dimenticato.

Dopo 10 voli, dopo 10 ore e 20 minuti trascorsi in volo accarezzato dall’aria, con un solo aereo completato e il secondo in fase finale di assemblaggio, nel marzo 1974 il programma del Sukhoi T-4 venne bruscamente cancellato. D’altronde i costi stavano salendo alle stelle, come negli USA l’avvento dei missili balistici intercontinentali stava iniziando a rendere superflue piattaforme del genere e, inoltre, ci mise lo zampino il sig. Tupolev che sfruttò il suo peso politico per spostare risorse su una evoluzione del Blinder – il Tu-22M Backfire, un aereo molto migliore di quello da cui derivava – portando così, di fatto, alla cancellazione del Sukhoi protagonista di questa storia, un aereo che, stando ad alcuni rapporti, sarebbe costato attorno ai 22 milioni di rubli ad esemplare, circa il doppio di un Tu-22 nel 1969 e il quadruplo nel 1975 con la costruzione del Backfire parzialmente ammortizzata.

Tuttavia, l’enorme investimento nello sviluppo del velivolo (inclusi i costi dei subappaltatori: 1 miliardo e 300 milioni di rubli ai prezzi del 1976, inclusi i 182 milioni di rubli dell’ufficio di progettazione) non fu vano. L’utilizzo di strutture in titanio-acciaio garantì l’ulteriore sviluppo dell’aviazione supersonica e dell’astronautica sovietica (cof cof Buran cof cof). Molti dei progressi tecnici e delle idee contenute nel T-4 continuarono a vivere su altri progetti, dal Tu-160 al Tu-144 (la cui pianta alare assomiglia molto a quella del T-4) fino al Sukhoi Su-27 che beneficiò di tutti gli studi svolti sul sistema fly-by-wire e a cui il Flanker e la sua leggendaria manovrabilità devono molto. A noi resta solo il racconto di un tempo lontano e l’unico esemplare costruito, quello di cui vi ho raccontato e conservato in condizioni semi pietose a Monino, vicino a Mosca, là dove un giorno di tanti anni fa le torbiere bruciavano.

Oh, io sono ripetitivo: se questi argomenti vi gasano li trovate approfonditi e ricchi di dettagli sul magazine di Rollingsteel, DI BRUTTO, lo trovate qui, ciao stronzy.