Kraków 02.03.2009r.
198c Rozdział 1966.02.04.
OKB Mikojan i Guriewicz MiG-21 PFM w Polsce
Polska

Konstrukcja MiG-21 PFM

MiG-21 PFM nb 01 Czyżyny 2002r. zdj. Karol Placha Hetman.

Konstrukcja MiG-21 PFM typ 94

Jednomiejscowy, jednosilnikowy, naddźwiękowy samolot myśliwski. Średniopłat. Wyposażony w stację radiolokacyjną RP-21 M Sapfir.
W porównaniu z MiG-21 PF dokonano następujące zmiany;
· Zastosowano nowy silnik z instalacją do nadmuchu na klapy SPS.
· Samolot ma możliwość startu z przyspieszaczami SPRD-99.
· Zastosowano nowy zmodernizowany fotel wyrzucany.
· Zmieniony fotel umożliwił zmianę oszklenia kabiny, na stały wiatrochron i odchylaną ręcznie na prawo owiewkę.
· Usterzenie poziome otrzymało powiększoną powierzchnię i zmieniony kształt.
· Spadochron skracający dobieg powędrował z pojemnika pod dysza silnika do pojemnika pod sterem kierunku. Dzięki temu możliwe jest wypuszczenie spadochronu jeszcze przed przyziemieniem.
· Samolot wyposażono w urządzenie służące do wyprowadzania do lotu poziomego z każdej sytuacji np. w momencie, gdy pilot utracił orientacje przestrzenną.
· Zmodyfikowano SR i inne wyposażenie awioniczne. 
Skrzydło „delta” ze ściętymi końcówkami, skos 570, powierzchnia całkowita 23 m2, profil skrzydła symetryczny CAGI S-12, o grubości względnej 4,2 % u nasady i 5 % na końcu, zaklinowanie 00, wznos -20, cięciwa u nasady 5,97 m., na końcu 0,46 m., konstrukcja to dźwigar główny, pomocniczy, przedni i tylny. Pokrycie o grubości 1,5 do 2,5 mm. W każdym skrzydle są dwa zbiorniki paliwa. Pod skrzydłami 2 węzły dla uzbrojenia. Skrzydła wyposażono w lotki o łącznej powierzchni 1,18 m2, wychylane są po 20 0. Klapy wyposażono w układ nadmuchu, system SPS, powierzchnia 1,84 m2, wychylane są do startu o 250, do lądowania o 450.
Kadłub z czołowym chwytem powietrza, z centralnym ruchomym stożkiem. Stożek od prędkości samolotu Ma-1,5 zaczyna przesuwać się do przodu i przy prędkości Ma-1,9 zajmuje skrajne wysunięte położenie. Stożek wyposażono w układ odsysania warstwy przyściennej. Oś stożka jest pochylona 30w dół. Stożek przemieszcza się o 20 cm., a na ziemi podczas obsługi można go wysunąć jeszcze o 60 cm. Stożek wykonano z materiału radiprzejrzystego o grubości 14 mm. Za stożkiem kanał rozdziela się na dwa, aby obejść kabinę po bokach. Kanał wyposażono w klapki przeciw pompażowe i dodatkowe chwyty na wysokości kabiny. Te chwyty wyposażono w osłony zabezpieczające zassaniu ciał obcych z ziemi z pod przedniego koła. Płatowiec wyposażono w trzy hamulce aerodynamiczne. Pierwsze dwa stanowią parę i umieszczono je przed podwoziem głównym. Maja powierzchnię 2 x 0,442 m2. Wychylane SA po 350. Trzeci hamulec aerodynamiczny umieszczono pod kadłubem z podwoziem głównym. Ma powierzchnie 0,47 m2, jest perforowany i wychylany o kąt 400. Do kadłuba można mocować przyspieszacze startowe SPRD-99 U2 o ciągu regulowanym od 1 280 kG. do 3 230 kG., a przez to różnym czasie pracy – od 9,8 sekund do 17,8 sekund. Masa jednego wynosi 221 kg. Po kadłubem umieszczono kierownicę aerodynamiczną. Spadochron hamujący o powierzchni 19 m2, można wypuścić przy prędkości 320 km/h i po wyhamowaniu go odrzucić. Kabina hermetyczna i automatycznie klimatyzowana. Pilot może ubierać albo kombinezon ze szczelnym Chełmem, albo kombinezon z maska tlenową. Fotel KM-1 M zapewnia ratunek przy prędkości od 130 do 1 200 km/h i od 0 m. wysokości. Osłona kabiny składa się z wiatrochronu z szyba pancerną o grubości 55 mm. Odladzana jest poprzez spryskiwanie spirytusem. Owiewka odchylana na prawo, ręcznie. Usterzenie poziome płytowe, powierzchnia 3,94 m2, rozpiętość 3,74 m., kat natarcia 550, wychylanie w dół 7,50, w górę 16,50. na końcach masy przeciwflatterowe. Usterzenie pionowe o kącie skosu 610211, grubość względna 6 %. Powierzchnia statecznika 5,32 m2, steru 0,965 m2, wychylanie po 250.
Podwozie ze wszystkimi kołami pojedynczymi. Wszystkie koła z hamulcami tarczowymi. Przednia goleń chowana jest do przodu. Rozmiar koła 500 x 180, ciśnienie 7 atm. Na goleni tłumik shimmy. Rozmiar kół głównych 800 x 200, ciśnienie do 8 atm. Rozstaw podwozia 2,787 m., baza 4,71 m.

Zespół napędowy MiG-21 PFM

Dysza wylotowa silnika. 

Zespół napędowy R-11 F2S-300 o ciągu bez dopalania 1 x 4 020 kG., z dopalaniem 1 x 6 175 kG. Silnik jednoprzepływowy, dwuwałowy, 3 stopnie sprężarki jednego wału, 3 stopni drugiego, 1 turbina jednego wału i 1 turbina drugiego wału, dopalacz. Długość silnika 4,61 m, średnica 0,967 m, masa 1 210 kg. Instalacja paliwowa o pojemności 2 780 litrów.
Silnik R-11 F2S-300 od silnika R-11 F-300 stosowanego w MiG-21 PF różni się zasadniczo zastosowanymi dwoma upustami dla dostarczania powietrza dla instalacji SPS, czyli nadmuchu powietrza na klapy skrzydłowe.

Przyspieszacze startowe SPRD-99

Przyspieszacz SPRD-99 pod kadłubem MiG-21 zdj. Archiwum.

Dobrze widoczne zaczepy prawego przyspieszacza startowego, rakietowego. Dwa ząbki z lewej strony zdjęcia i cylinderek z prawej strony zdjęcia.

Polskie myśliwce MiG-21 PFM miały także możliwość wspomagania startu przy pomocy dwóch przyspieszaczy rakietowych SPRD-99. Przyspieszenie jest dwukrotnie większe niż przy tradycyjnym starcie. Samolot odrywa się od drogi startowej po 8-10 sekundach. 
Przyspieszacze są montowane do specjalnych zaczepów umieszczonych na kadłubie. Pierwszy zaczep jest zaczepem siłowym. To na niego przekazywana jest główna siła. Drugi zaczep stabilizuje kadłub przyspieszacza, a po jego skończonej pracy jest odblokowywany i przyspieszacz pod własnym ciężarem odpada od samolotu.
Najpierw montuje się przyspieszacz do kadłuba bez podpina złącza elektrycznego. Następnie pilot uruchamia silnik samolotu. Sprawdza systemy samolotu, a na końcu przełączniki sterowania przyspieszaczami "ПУСК. УСКОР." i "СБОРС УСКОР.". Wówczas pilot daje technikowi znak do podłączenia złącza elektrycznego. Po wykołowaniu na drogę startową i uzyskaniu zezwolenia na start pilot uruchamia na pulpicie wspomniane wyżej włączniki. Zapalają się kontrolki, o gotowości do zapłonu, osobno dla lewej i prawej strony, "УСКОРИТ. ПРАВ." i "УСКОРИТ. ЛЕВ.". Po rozpoczęciu rozbiegu uruchamia się przyspieszacze przyciskiem "ПУСК УСКОРИТ.". Dzieje się to w przedziale czasu od 2 do 5 sekund od momentu rozpoczęcia rozbiegu i zależy od zestawu uzbrojenia zabranego przez samolot. Generalnie najpóźniej uruchamia się przyspieszacze, gdy pod kadłubem jest dodatkowy zbiornik paliwa. Przyspieszacze używa się tylko przy pracującym dopalaczu silnika samolotu. Przyspieszacze można stosować także na drogach startowych o nawierzchni gruntowej. Gdy zaczynają one działać czuje się wyraźne zwiększenie rwania do przodu oraz charakterystyczny dźwięk. Rozbieg trwał od 7 do 9 sekund, a w chwili oderwania samolotu od ziemi prędkość wynosi 340 – 350 km/h. To że przyspieszacz skończył pracę dało się łatwo odczuć nagłym spadkiem przyspieszenia. Samolot już miał prędkość około 390 km/h. W wyznaczonym rejonie, w pobliżu lotniska, przyciskiem "CБPOC УCKOP." zrzuca się przyspieszacze. Zgaśnięcie lampek ( wyżej wymienionych ) świadczy o odpadnięciu przyspieszaczy. 
Sytuacje awaryjne bywały bardzo rzadkie i także była określona metodyka postępowania. 
W przypadku nie uruchomienia się obu przyspieszaczy pilot miał natychmiast przerywać start i wykorzystać wszystkie sposoby dla zatrzymania maszyny na DS. Kiedy zapada decyzja o przerwaniu startu wyłącza sterowanie przyspieszaczami. 
Gdy zadziałał tylko jeden przyspieszacz. Objawiało się to mniejszym przyrostem prędkości, mniejszym hałasem i lekkim skręcaniem samolotu, korygowanym pedałami. Zwykle możliwe było kontynuowanie startu, bo zależał on od długości DS. Pilot postępuje wówczas jak przy starcie bez tych urządzeń. 
Gdy przyspieszacze uruchomiły się przed wejściem silnika na max obroty i przed uruchomieniem dopalacza. Pilot nie startował. Wykorzystywał DS. do potoczenia samolotu po niej dla wypalenia paliwa przyspieszaczy. 
Przyspieszacze nie odpadły. Pilot wykonywał ponowne zajście na rejon zrzutu i ponawiał próbę. Jeśli to nie było efektu, wykonywał kolejną próbę z wytworzeniem przeciążenia większego niż 1g. Jeśli brak efektów zgłaszał KL ( kierownikowi lotów ) i lądował z nie odrzuconymi przyspieszaczami, pamiętając, aby mieć około 200 litrów paliwa mniej niż przy normalnym lądowaniu.


Fotel wyrzucany MK-1
Fotel wyrzucany MK-1 składa się z następujących podstawowych elementów; szkieletu, siedziska o regulowanej elektromechanicznie wysokości, oparcia z umieszczonym wewnątrz spadochronem, zagłówka, uprzęży ( układu wiążącego ). Uprząż utrzymuje pilota w fotelu przy normalnej eksploatacji, ale jednocześnie ze spadochronem ratunkowym. Do tego dochodzą systemy; układ serownia katapultowaniem, mechanizm strzałowy, system przyciągu uprzęży, awaryjny układ przyciągu barków, układ uchwytu nóg, układ stabilizacji fotela przy katapultowaniu, układ otwarcia zamków. System przyciągu uprzęży składa się z układu biodrowego i barkowego. Działa na zasadzie skrócenia pasów, ale pozwala pilotowi na odchylenie się do przodu na około 23 cm. Układ awaryjnego przyciągu barkowego służy do wymuszonego przyciągania barków pilota do oparcia fotela, wypuszczenia ograniczników rozrzutu rąk w położenie robocze i cofania ograniczników rozrzutu rąk w położenie wyjściowe. Piromechanizm układu wchodzi do pracy w momencie pociągnięcia za zdwojony uchwyt katapultowania. Układ chwytników nóg służy do ochrony nóg pilota przed ich rozrzuceniem w wyniku oddziaływania naporu dynamicznego powietrza i sił bezwładności podczas katapultowania. Mechanizm strzałowy służy do wyrzucenia fotela z kabiny na niezbędną wysokość podczas katapultowania. Mechanizm strzałowy nadaje fotelowi prędkość 15 m/s, drugie 15 m/s nadaje fotelowi przyspieszacz prochowy, co zapewnia wyrzucenie pilota z kabiny na wysokość 45 m przy prędkościach przyrządowych 140-600 km/h. Układ stabilizacji fotela służy do obrócenia fotela na plecy po jego wejściu w strumień powietrza, zapobiegania obracaniu się fotela, zapewnienia stabilne opadania fotela wraz z pilotem po katapultowaniu na dużych wysokościach, wyhamowania prędkości lotu fotela po katapultowaniu na dużej prędkości oraz wyzwala spadochron ratunkowy. Układ składa się z mechanizmu spadochronowego, pierwszego i drugiego spadochronu stabilizującego i automatu spadochronowego. Układ otwarcia zamków układu wiążącego służy do otwarcia zamków ustalających pilota w fotelu na określonej wysokości po upływie zadanego czasu, oddzielenia zdwojonego układu katapultowania, otwarcia chwytników nóg i uwolnienia spadochronowego układu ratunkowego przed jego wejściem w strumień powietrza. 
Trzeba zaznaczyć, że prawie wszystkie czynności wykonywały się automatycznie. Pilot musiał jednak dokładnie wiedzieć, co w danym momencie powinno się stać, aby w razie konieczności ręcznie wykonać dany etap sekwencji. Trzeba wyraźnie powiedzieć, że po uruchomieniu systemu ratunkowego, a więc „wyrwaniu” uchwytów katapultowania, gdyby pilot stracił przytomność to i tak się uratuje.
Przed wstrzeleniem pilota kierownik lotu ( będący na ziemi ) wydaje polecenia mające pomóc pilotowi. O ile to możliwe samolot powinien zająć pułap 3 000 m, czyli gdy jest niżej, ma zwiększyć pułap. Ustalić lot poziomy lub nieznacznie wznoszący. Prędkość przyrządowa 400 – 600 km/h. Pilot ma włączyć włącznik sygnału „Niebezpieczeństwo” na pulpicie SRZO. Należało unikać chmur. Skierować samolot w stronę lądu lub własnego terytorium. Teraz pilot mógł nacisną przycisk „Wybuch” na pulpicie SRZO. Zamyka hełm opuszczając szybę i filtr przeciwsłoneczny. Dociąga pas biodrowy. Dociska swoje ciało do fotela, a łokcie do tułowia. Ujmuje oburącz ( podchwytem ) uchwyt katapultowania, ściska dźwignie blokujące i silnie ciągnie do góry, nie puszczając uchwytu. Gdyby osłona kabiny nie spadła, prawą ręką na prawej burcie pilot chwyta dźwignię awaryjnego zrzutu osłony i ciągnie do siebie. Lewa ręka ciągle spoczywa na uchwycie katapultowania. Osłona spada, a pilot ponawia wyrwanie uchwytu katapultowania, nie puszczając go. Gdyby osłona kabiny spadła, a katapultowania nie było to pilot prawą ręką na lewym ograniczniku ręki odblokowuje mechanizm strzałowy i ponawia wyrwanie uchwytu katapultowania. 
Gdyby nie zadziałał mechanizm strzałowy katapultowania, można było po odrzuceniu osłony kabiny, obrócić samolot na plecy i gwałtownie oddać drążek. Siła odśrodkowa wyrzuci pilota. Spadochron otwiera się wówczas ręcznie. Należało jednak pamiętać o uruchomieniu urządzenia KP-27 podający tlen i awaryjnie odblokować zamki uprzęży. 
Czynności pilota po opuszczeniu samolotu, czyli wystrzeleniu się. - Jeśli opuszczenie nastąpiło powyżej 3 000 m należy opadać z fotelem do tej właśnie wysokości. Na tej wysokości lub poniżej pilot odblokowuje zamki układu wiążącego ( uprzęży ) dźwignią umieszczoną z prawej strony miski fotela. Zamki te odepną pilota od fotela, ale nie od spadochronu. Energicznie należy odepchnąć się od fotela i po około 3 sekundach ( aby fotel oddalił się ) pociąga za uchwyt otwarcia spadochronu. 
Teraz pilot sprawdza czy spadochron otworzył się poprawnie. Przesuwa taśmę okalającą pod kolana. Otwiera hełm ( szybę i filtr słoneczny ). Ściąga z twarzy maskę ( chyba że znajduje się powyżej 4 000 m ). Na wysokości 300-500 m pociąga za linkę umieszczoną z prawej strony, a przez to wypuszcza NAZ. Jeśli ląduje nad lasem to na 20-15 metrów przed odpina karabinek linki NAZ i puszcza go. Przed przyziemieniem ustawia się twarzą zgodnie z wiatrem. Po przyziemieniu możliwie szybko opuszcza uprząż spadochronu, szczególnie w górach i przy silnym wietrze. Uruchamia radiostacje ratunkowa R-855. 
Przy wodowaniu pilot ma do wykonania kilka dodatkowych czynności. - Lewą ręką wyciąga przetyczkę awaryjnego rozłączenia KP-52M w celu odłączenie od uprzęży spadochronu przewodów; maski tlenowej, ogrzewania szybki GSz i WUK. Odłącza od górnej części ORK przewody: przeciwprzeciążeniowy, wentylacyjny, radiowy i ogrzewania szybki GSz. Sprawdza, czy napełniła się łódka, jeśli nie to szarpie za linkę w górę. Chwyta lewą ręką prawą taśmę nośną spadochronu, a prawą ręką otwiera zamek uprzęży. Prawą ręką energicznie pociągnąć za urządzenie spustowe butli kamizelki ratowniczej w celu napełnienia jej komór. Obiema rękami utrzymuje się za taśmy nośne spadochronu do chwili zetknięcia się z wodą. W chwili zetknięcia z wodą, obrotem ciała w lewo uwolnia się od uprzęży spadochronu. Po wodowaniu. Obraca się twarzą zgodnie z kierunkiem wiatru ( plecami do fali ). Pociągnąć linkę NAZ i w miejscu przyszycia do niej czerwonej końcówki rozrywa "osłabiony" szew. Dopływa ( podciągnąć się ) do łódki i wchodzi do niej od węższej strony. Włącza radiostację R-855 na nadawanie sygnału ratowniczego i wykorzystuje wyposażenie NAZ.
Co to jest NAZ? To zestaw przetrwania w skład którego wchodzi; łódka ( ponton ), radiostacja ratunkowa ( uruchamia się po katapultowaniu ), pistolet i magazynek z nabojami ( tylko w czasie W ), pistolet sygnałowy z nabojami świetlnymi oraz race i świece dymne, żywność ( konserwy, czekolada, cukier w kostkach, cukierki, odkażacz wody ), lusterko z otworem do celowania dla puszczania „zajączków”, nóż, kompas, apteczka. Żywność uzupełniano tylko na czas W. Lekarstwa w apteczce wymagały współpracy techników ze służbą medyczną. Trzeba dodać, że radiostacja, świeca sygnalizacyjna i nóż znajdowały się w kombinezonie pilota. Były także warianty nie używane w Polsce; morski ( z zestawem wędkarskim i zestawem do odsalania wody ) wariant pustynny ( dwa pojemniki z wodą pitną ) wariant zimowy ( małe narty ).

Dane T-T

 

MiG-21 PFM

 

Wymiary

 

 

Miano

R

 

7,154

M.

D

 

13,58

M.

H

 

4,125

M.

Pow. nośna

 

22,95

M2

Masa

Własna

 

Kg

 

Całkowita

7 750 - 7 800

Kg

 

Max

9 080

Kg

 

Ładunku

500

Kg

 

Paliwo

2 680 - 2 780 litrów.

Kg

Prędkość

Max

2 175

Km/h

 

Max

Ma-2,1

Km/h

 

Wznoszenia

11,4 min na 10 000 m.

 

 

Przelotowa

 

Km/h

 

Lądowania

270

Km/h

Zasięg

Max

1 680

Km

 

Z ładunkiem

1 370

Km

Pułap

 

19 000

M.

Rozbieg

Dobieg

... / 380-420

M.

Silnik

Typ

R-11 F2S-300

 

 

Ciąg

1 x 4 020 kG. bez dop.

1 x 6 175 kG. z dop. ( 60,60 kN )

 

Załoga

 

1

 

Liczba

sztuk

132

 

Opracował Karol Placha Hetman