Il Mikoyan Gurevich MiG-21 (in cirillico Микояна и Гуревича МиГ-21, nome in codice NATO Fishbed) è un monomotore a getto da caccia ad ala a delta progettato dall'OKB 155 diretto da Artëm Ivanovič Mikojan e Michail Iosifovič Gurevič e sviluppato in Unione Sovietica negli anni cinquanta.
Impiegato principalmente dalla Sovetskie Voenno-vozdušnye sily (VVS), l'Aeronautica militare dell'Unione Sovietica, e da moltissime forze aeree del Patto di Varsavia e filosovietiche, venne fabbricato in più di 10.000 esemplari conquistando il primato di caccia bisonico più prodotto della storia dell'aeronautica.
La perseveranza dei progettisti aeronautici sovietici nel voler colmare il divario tecnologico con l'Occidente, aiutati da una ben concepita politica di commesse della Frontovaya Aviatsiya (aviazione frontale), l'aviazione tattica sovietica, ha prodotto aeroplani relativamente semplici, ma solidi e di facile manutenzione (anche se non in tutti i casi), in grado di operare da alcune delle piste più primitive del mondo. Alla fine del 1953, l'amministrazione principale dell'aviazione sovietica (VVS) emanò una specifica per un caccia completamente nuovo, con le massime prestazioni possibili ed incorporante tutte le lezioni apprese in Corea. Lo TsAGI, istituto centrale di aeroidrodinamica, concepì due buone configurazioni, entrambe con una presa d'aria sul muso, ma differenti per il fatto che una aveva una snella ala a freccia, come quella del MiG-19, e l'altra un'ala a delta, entrambe con una freccia alare di 57° o 58°. L'ufficio tecnico di Pavel Sukhoj utilizzò le due configurazioni su grandi caccia potenziati dal grosso motore Lyul'ka AL-7F, quello a delta fu sviluppato come intercettore ognitempo (Su-9) e quello con ala a freccia era previsto come caccia diurno (ma fu poi prodotto come Su-7B per missioni d'attacco al suolo). L'OKB MiG utilizzò le due configurazioni per sviluppare aerei di due formati, il più grosso dei quali restò un progetto che fu sviluppato successivamente. Il formato più piccolo era propulso dal vecchio Mikulin AM-5 ed era chiamato Ye-1 (viene utilizzata la traslitterazione anglosassone, più frequente in letteratura, precisamente nell'alfabeto cirillico Е-1, dall'iniziale della parola единица, edinica, unità), con ala a freccia. Quando fu disponibile il Mikulin AM-9Ye, da 3.250 kg di spinta, venne montato sul prototipo successivo lo Ye-2. Dal nuovo Tumanskij R-11, invece, fu propulso lo Ye-2A ed entrambe le configurazioni furono provate con i due diversi tipi di ala. Lo Ye-2 (designato Faceplate dalla NATO) effettuò il primo volo il 14 febbraio 1954 (secondo Kondratev nel 1953) con Grigorj Aleksandrovič Sedov ai comandi e tutta l'attenzione di Mikoyan. Alla fine gli fu preferito il più brillante Ye-4, con ala a delta, dal quale venne sviluppato lo Ye-5 che volò nel 1958.
Per completezza riportiamo che lo Ye-3 era una copia in scala maggiore dello Ye-2. Non volò subito a causa del fatto che non aveva pronto un motore, mentre l'OKB Sukhoj aveva già pronto quello che divenne il Su-7 (con ala a freccia) ed il Su-9 (ala a delta). Venne costruito in due varianti, lo Ye-3U, cacciabombardiere, e lo Ye-3P, intercettore, ma questi velivoli vennero battuti nelle prove di volo dal Su-7 e dal Su-9. Venne poi costruito anche lo Ye-75Fcon un motore Lyul'ka, radar Uragan e missili AA-3 Anab. Venne anche costruita la serie degli Ye-150 alla quale si rimanda.
Venne dato il permesso allo OKB MiG di costruire delle varianti dello Ye-2, dal quale nacque così lo Ye-50. Questo era praticamente identico allo Ye-2 eccetto per il fatto che aveva un motore a razzo ZhRD S-155, oltre a quello principale, che era alimentato da una pompa che prelevava cherosene dai serbatoi principali e RFNA (red fuming nitric acid, acido nitrico rosso fumante) da un serbatoio esterno particolarmente protetto. Il razzo era alloggiato sotto alla deriva. Furono costruiti tre prototipi dello Ye-50 e Valentin Moukhin volò con il primo di questi nel giugno del 1955. Qualche tempo dopo, durante le prove, il turbogetto si incendiò in atterraggio e Moukhin restò leggermente ferito quando precipitò a pochi metri dalla pista.
Mentre Moukhin recuperava, Aleksej Petrovič Vasin fu assegnato allo Ye-50/2, che era virtualmente identico al primo. Il 17 giugno 1957 questo aeroplano raggiunse Mach 2,33 in volo livellato, mentre in un'altra occasione Vasin riuscì ad arrivare a 25 600 m di quota. Normalmente il razzo che coadiuvava il motore era acceso a 9000 m, ma nell'inverno del 1957 Vasin lo accese già al decollo per impressionare il maresciallo Žukov. Vasin divenne Eroe dell'Unione Sovietica per il progetto Ye-50, il quale fu abbandonato nel 1958 con l'ultimo Ye-50/3 con pochi cambiamenti alla presa dinamica, alla fusoliera ed alla deriva. L'eredità dello Ye-50 fu però ripresa dallo Ye-60 di cui si parlerà più avanti.
Agli inizi del 1956 il motore R-11S era finalmente disponibile e venne montato sullo Ye-2A con cui volò Grigorij Sedov il 22 marzo del 1956. Come lo Ye-2 aveva ali a freccia, simili a quelle del MiG-19, ma in scala ridotta, due piani di coda con freccia di 45°, due cannoni NR-30 (lo Ye-50 ne aveva tre) e, una novità per l'epoca, un cupolino in plexiglas che si apriva alzando la parte anteriore. La parte retrostante era incernierata al seggiolino del pilota, cosicché, se il pilota si fosse espulso, il cupolino avrebbe fatto da protezione e da parabrezza. La presa d'aria sembrava come quella dello Ye-2, malgrado il motore richiedesse un flusso d'aria maggiore. Le due differenze riscontrabili ad occhio nudo erano la piastra antiscorrimento (una paratia montata sul dorso dell'ala che, impedendo lo scorrimento dello strato limite, creava dei vortici che lo rimescolavano energizzandolo) montata su ciascuna delle due semiali, allineate con le estremità degli elevoni (piani di coda interamente mobili) e le prese d'aria a periscopio del sistema di raffreddamento del motore, montate in fusoliera vicino ai piani di coda. La velocità massima che lo Ye-2A raggiunse fu di 1900 km/h o Mach 1,79.
Il MiG OKB alla fine fece volare lo Ye-4/1 il 16 giugno del 1956 con Grigorij Sedov ai comandi. Eccetto che per l'ala, questo caccia era uguale allo Ye-2, incluso il motore R-9Ye. Questo naturalmente precludeva il fatto che potesse superare Mach 2,0 come sperato, ma le prestazioni furono anche peggiori del previsto, la velocità massima era più bassa di quella del MiG-19 di serie.
I tentativi di migliorare la macchina si prolungarono per due settimane al termine delle quali sia lo Ye-4/1 che lo Ye-4/2 volarono di nuovo. Lo Ye-4/2 aveva ben tre paratie antiscorrimento, le cui dimensioni e geometria vennero cambiate almeno quattro volte. Nel 1957 il grosso del problema della resistenza aerodinamica sembrò risolto modificando l'area intorno all'ugello di scarico.
Il 24 giugno del 1956 sia lo Ye-2A che lo Ye-4/1 fecero un passaggio ad alta velocità alla parata aerea di Tushino in occasione della Giornata delle Forze Aeree Sovietiche. Le foto scattate dagli occidentali furono moltissime e per i sei anni seguenti gli analisti discussero su chi li avesse concepiti, su quale fosse il loro nome e se fossero in produzione. A peggiorare le cose il ricostruito OKB di Sukhoj aveva già fatto volare un caccia con ala a delta, molto simile a quelli di Mikoyan e Gurevich a causa della comune impostazione dello TsAGI, ma, come detto, più grandi. I giornalisti presto scoprirono che a questi nuovi aerei era stato dato il nome in codice di Faceplate, Fishpot, Fishbed e Fitter, ma in questo modo la confusione era aumentata anziché diminuire. Verso il 1963 i giornalisti credevano chi il nuovo MiG-21 entrato in produzione, fosse il Faceplate e, per aggiungere difficoltà, sui giornali oltre cortina il MiG-21 era spesso associato a foto del Su-7.
Nel settembre 1958 uno degli Ye-4 fu rimotorizzato con un R-11S, che forniva 5100 kg di spinta, e chiamato Ye-5. Gli ingegneri sovietici insistono nel ricordare che questo non era un nuovo aereo, infatti l'ala era la stessa dello Ye-4/1 e le paratie antiscorrimento erano le stesse dello Ye-4/2 nella loro evoluzione finale. Questo aeroplano alla fine toccò i 2000 km/h e si dimostrò anche leggermente superiore allo Ye-2A in manovrabilità, salita e capacità interna del combustibile. D'altra parte la VVS e la MiG avevano deciso di adottare l'ala a delta già dal 1957. In alcuni rapporti lo Ye-5 era anche definito come I-500 (in precedenza si usava la designazione I per istrebitel', caccia).
Dal 1957 l'OKB era alle prese con le continue migliorie apportate alla serie Ye-4, designata Ye-6 e che incorporava tutte le idee acquisite con lo Ye-4. Tutti i modelli avevano 57° di angolo di freccia alare ed il motore R-11, ma i dettagli erano variabili. Lo Ye-6/1 aveva la stessa ala dello Ye-5, con la paratia più vicina alla radice che si prolungava un poco sul ventre, mentre quella più vicina all'estremità era più sottile ed occupava tutto il dorso. L'ala ed i piani di coda poi erano leggermente più bassi rispetto alla fusoliera, il che portò a ridisegnare gli aerofreni in tre separate superfici e la sostituzione delle due pinne ventrali con una sola al centro del ventre. Più importante era il fatto che il nuovo aereo non era più un prototipo sperimentale ma un aereo di preserie. I cannoni erano due NR-30 ed il motore uno R-11S.
Uno Ye-50 fu modificato con uno R-11F-300 ed un nuovo ugello di scarico che forniva una spinta di 5 750 kg. Assieme al razzo la nuova motorizzazione fece arrivare l'aereo a 2 640 km/h a Mach 2,6. Questo aereo, noto come Ye-60, si distingueva da un grandissimo serbatoio ventrale, che alimentava il razzo, lungo tutta la fusoliera.
Il pilota assegnato allo Ye-6/1 era Nyefyedov. Le prime prove furono incoraggianti, l'aereo raggiunse Mach 2,05 ad una quota di 12 km. Sfortunatamente il 20 maggio 1958 il motore esplose ad una quota di 18 km, danneggiando i controlli di volo. Un altro rapporto afferma che fu solo uno stallo del compressore, che causò lo spegnimento del motore e Nyefyedov non poté riaccenderlo perché il serbatoio dell'ignizione era surriscaldato e pieno solo di vapore. Quando il pilota si avvicinò al suolo perdette progressivamente il controllo del velivolo ed alla fine l'aereo si schiantò al suolo, uccidendo Nyefedov.
I controlli di volo vennero riprogettati. Il compito era nelle mani di Mossolov, mentre l'ingegnere il cui progetto venne accettato da Mikoyan era Rostislav Apollosovich Belyakov (che poi divenne progettista capo del MiG OKB alla morte di Mikoyan). Egli decise di duplicare ogni controllo, dalle pompe idrauliche alle unità che pilotavano le superfici. Molti nuovi miglioramenti vennero adottati nel 1958, inclusa una spina centrale della presa d'aria a tre posizioni (la spina si sposta per controllare la quantità di flusso necessaria al motore e per tenere le onde d'urto nella giusta posizione) e delle prese d'aria ausiliarie vicino al bordo d'attacco dell'ala. La spina centrale veniva spinta nella posizione più avanzata a velocità maggiori di Mach 1,8 (le onde d'urto dipendono dal numero di Mach, non direttamente dalla velocità).
Sullo Ye-6/2, che volò nello stesso periodo dello Ye-6/1, le tre paratie antiscorrimento furono rimpiazzate da una sola tra lo spazio tra alettone e ipersostentatore. Quest'ultimo era di tipo Fowler, ma senza la caratteristica superficie superiore e si abbassava di 24,5° al decollo e di 44,5° in atterraggio, mentre l'ipersostentatore di bordo d'attacco era assente.
Lo Ye-6/3 era virtualmente un aeroplano di serie. Volò nel dicembre del 1958 e venne prodotto in una serie di 30 aerei, designati come MiG-21F, dalla fabbrica di massa, non da quella dello OKB, agli inizi del 1959.
Il 31 ottobre del 1959 lo Ye-6/3, dichiarato alla FAI (Fédération Aéronautique Internationale) come Ye-66 e pilotato da Mossolov, siglò la velocità media di 2.388 km/h su un circuito di 15/25 km. I motori erano dichiarati alla FAI come R-37F. Un anno dopo K. Kokkinaki usò lo Ye-66 per siglare una velocità di 2149 km/h su un circuito di 100 km, mentre il 28 aprile 1961, Mossolov usò lo Ye-66A per arrivare ad una quota di 34.714 m. Lo Ye-66A era propulso da un R-11F2S-300 da 5.950 kg ed un razzo U-2 in un pacco ventrale completo di un serbatoio di RFNA.
Durante questo stesso periodo la fabbrica di produzione stava costruendo le prime vere macchine di serie, i MiG-21F-13. Questa era la versione finale, lo Ye-6T, dove la T significava трофей, "trofeo", e si riferiva al fatto che un caccia cinese aveva riportato a terra un missile AIM-9B Sidewinder che gli si era incastrato senza esplodere. I sovietici riuscirono a copiare quest'arma, chiamandola K-13 o R-13 (AA-2 Atoll) e lo Ye-6T ne agganciava uno per semiala.
Ci furono molte varianti del K-13, le cui prestazioni erano persino migliori della controparte USA. I piloni del MiG-21F-13 erano semplici e fornivano la connessione elettrica ed il sistema di raffreddamento. Il peso dei missili era così elevato che fu necessario rimuovere il cannone NR-30 sinistro con la scatola dei suoi 75 colpi.
Fu colta anche l'opportunità di allargare la pinna ventrale per aumentare la stabilità di rollio, specialmente ad alti angoli d'attacco (i MiG-21 seguenti migliorarono ancor di più questi accorgimenti). Molte migliaia di MiG-21F-13 uscirono di fabbrica, inclusi gli S-106 fatti a Vodochody, in Cecoslovacchia a partire dal 9 maggio del 1963 che si distinguono per il fatto che hanno la parte posteriore del cupolino in metallo anziché in plexiglas. Molti altri furono fabbricati senza licenza nella Repubblica Popolare cinese e chiamati J-7.
Nel 1960 il MiG-21F-13, chiamato alla MiG anche come "modello 72", era entrato in piena produzione. Sebbene fosse un aeroplano che si pilotava facilmente ed avesse prestazioni e manovrabilità avanzate per l'epoca, soffriva (come anche l'F-104A e, da un certo punto di vista, il Mirage IIIC) di una limitata capacità interna. I 2470 litri di combustibile stivati in sei serbatoi d'alluminio nella fusoliera e quattro integrali nell'ala non erano disponibili tutti insieme senza precludere o limitare la stabilità della macchina. Il limite autorizzato era di 2340 l e questo riduceva il raggio d'azione o peggio le prestazioni. Era infatti praticamente impossibile raggiungere la velocità di Mach 2,0 con solo poco più di 2000 l di cherosene. Per di più, al contrario delle sue controparti occidentali, a bordo non c'era un radar di scoperta e l'armamento era composto da appena due missili K-13 ed un cannone NR-30 con 75 colpi. L'avionica consisteva solamente della antenna UHF, di due antenne VHF, dello IFF (identificatore amico o nemico) SRO-2, di un radioaltimetro (strumento che misura la quota con le onde radio ed è quindi più accurato dell'altimetro barometrico) che arrivava fino a 300 m, una radiobussola ed un radar collimatore. Dal 115o esemplare (il primo con la pinna ventrale più grande) fu introdotto anche un RWR (un allarme passivo che segnala le onde radar in arrivo).
Vi furono diversi altri prototipi dello Ye-6. Uno dei più importanti, lo Ye-6U, volò nel 1961. Era il prototipo per il modello da addestramento biposto, con una capacità interna ridotta di 70 l per far spazio al secondo seggiolino, il nuovo KM-1, e non montava armamento, ma solo un serbatoio ventrale da 490 l. Il cupolino si apriva di lato. Un aeroplano simile, chiamato Ye-33, fu utilizzato per siglare primati, pilotato da donne pilota come Natalya Prokhanova, la quale arrivò ad una quota di 24.366 m.
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