- Во второй половине 1945 г. коллектив, возглавляемый Павлом Владимировичем Цыбиным (автором известных десантных планеров), начал проектирование специального летательного аппарата, предназначенного для проведения исследований и практическнх экспериментов в воздухе, связанных с решением проблемы выбора наивыгоднейшей формы крыла для машин при полете на около- и трансзвуковых скоростях. Проектирование и постройка велись с учетом программы будущих экспериментов и исследований, разработанной учеными ЦАГИ с участием видных специалистов авиапромышленности. В начале 1947 г. самолет - летающая лаборатория, получивший обозначение Ц-1 (Цыбин-одноместный), был передан на испытания.
- Испытания Ц-1 вел летчик М. Иванов. Последующие полеты на экспериментальной машине выполняли летчики Амет-Хан Султан, С.Н. Анохин, Н.С. Рыбко и другие. На Ц-1, его называли также ЛЛ-1 (летающая лаборатория-1 или экспериментальный планер № 1), было сделано около 30 полетов. Это был первый этап опытов. Следующие по программе предусматривали изменение несущего комплекса аппарата.
- Конструкция экспериментального Ц-1 - цельнодеревянная. Обшивка - фанерная, фюзеляж - фанерный монокок. Крыло прямое, плоское, площадью 10,2 м2, с двумя лонжеронами из дельта-древесины. Угол установки крыла +2°, стреловидность по передней кромке - 3°, поперечное V - 0°. Оперение обычное, крестообразное по виду спереди, с весовой компенсацией рулевых поверхностей. Перед полетом в емкости аппарата, как на планере, заливалось до тонны воды.
- В качестве силовой установки для Ц-1 избрали твердотопливный ракетный двигатель (РДТТ). По габаритам, весу и, главным образом, по большому значению развиваемой тяги и приемистости он наилучшим образом отвечал кратковременным расчетным режимам программы исследовательских и экспериментальных полетов. К тому же в 1945 г. подходящих по весу и тяге, доведенных воздушно-реактивных двигателей еще не было.
- Оригинально на Ц-1 было сконструировано взлетно-посадочнoe устройство. Вместо обычного шасси применили двухколесную ось-тележку и подфюэеляжмую лыжу. Взлет и набор высоты Ц-1 производил на буксире самолета Ту-2. Сразу после отрыва от земли ось-тележка с колесами сбрасывались. На высоте 5-7 тыс. м производилась отцепка буксирного троса и летчик-испытатель переводил Ц-1 в режим пикирования под углом 45-60°. На участке установившегося прямолинейного пикирования он включал РДТТ. В таком режиме скорость Ц-1 достигала 1000-1050 км/ч (М = 0,87).
- Двигатель ПРД-1500, созданный конструкторским коллективом инженера И. И. Картукова, развивал тягу до 1500 кг. Он устанавливался в хвостовой части самолета под оперением. Время его работы - 8-10 секунд. Это обеспечивало горизонтальный полет со скоростью до 900 (950) км/ч.
- За немногие секунды крутого пикирования бортовая аппаратура фиксировала параметры потока, производилось фотографирование спектров обтекания, решались другие задачи полета. Крыло крепилось в фюзеляже на динамометрической подвеске (на четырех динамографах), позволяющей определять Су, Сx и Мz в полете, распределение давления по крылу и оперению при подходе к критическим значениям числа М. Цель - проследить картину кризисных явлений при этом. Затем, ставшая ненужной, тонна воды из цистерн сливалась в атмосферу. Вдвое облегченный Ц-1, как обычный планер, маневрировал и производил посадку на подфюзеляжную лыжу. При стартовом весе в 2039 кг скорость отрыва Ц-1 от ВПП была в пределах 150-160 км/ч, а после слива воды при весе около 1100 кг посадочная скорость не превышала 120 км/ч.
- Для получения большего числа данных в крыльях Ц-1 и в фюзеляже крепилось множество датчиков, динамографов, у корня консолей устанавливались фотоаппараты. Они фиксировали в полете колебания наклеенных шелковинок в соответствии с местными возмущениями потока, а также положения ударных волн в различные моменты времени разгона.
- Еще в 1946 г. для второго фюзеляжа Ц-1 с вертикальным оперением конструкторская бригада, руководимая А. В. Бересневым, спроектировала два металлических крыла такой же площади и удлинения, как деревянное. Одно крыло имело прямую, а другое - обратную стреловидность по передней кроме с одинаковыми углами +30°, Было спроектировано и новое горизонтальное оперение прямой стреловидности с углом 40°. Стреловидные крылья, изготовленные из дюралюминия, установили на Ц-1, который получил соответственно новые обозначения: ЛЛ-2 (с крылом прямой стреловидности поперечное V = -4°) и ЛЛ-3 (экспериментальный планер № 3) (с крылом обратной стреловидности, поперечное V = +12°).
- Консоли новых крыльев имели унифицированную заделку, то есть крепились в тех же узлах, что и прямые деревянные консоли ЛЛ-1. Поэтому изменения центровки аппарата, связанные с новыми положениями САХ и фокуса при перестановке крыльев, были компенсированы весовой балансировкой воды в носовой и хвостовой емкостях фюзеляжа. Расчеты оптимальной заправки цистерн дали приемлемые запасы устойчивости для обоих вариантов крыла.
- В полетах на ЛЛ-3 (а их выполнили около ста) были достигнуты несколько большие скорости пикирования, чем на ЛЛ-1 с прямым крылом, соответствующие числам М = 0,95-0,97 (1150-1200 км/ч). В результате удалось подробно изучить свойства малоизвестных крыльев обратной стреловидности и в целом самолета с ними.
- Вариант под названием ЛЛ-2 решили в воздухе не испытывать, так как в 1948 г. стреловидные крылья с углом 35° были всесторонне проверены на самолетах-истребителях МиГ-15 и Ла-15. К тому же, деревянная конструкция первого корпуса Ц-1 за время эксплуатации успела поизноситься и уже не гарантировала безопасности полета. Для получения большего числа данных в крыльях Ц-1 и в фюзеляже крепилось множество датчиков, динамографов, у корня консолей устанавливались фотоаппараты. Они фиксировали в полете колебания наклеенных шелковинок в соответствии с местными возмущениями потока, а также положения ударных волн в различные моменты времени разгона.
- Полеты и исследования Ц-1 в вариантах ЛЛ-1 и ЛЛ-3 дали ученым уникальные материалы по аэродинамическим характеристикам самолетов с разными крыльями, распределению давления потока по хорде и размаху, возникновению и перемещению ударных волн (скачков уплотнения) и срывных зон потока за ними на критических значениях чисел М, зависимости роста шарнирных моментов органов управления от скорости полета, особенностям и изменениям параметров пограничного слоя и др.
- Помимо изучения свойств трансзвуковых режимов полета, переставные крылья Ц-1 обеспечили также проведение на редкость чистого эксперимента по сравнению различных форм несущей поверхности. Это давало все основания считать, что причиной различного поведения аппарата являются переставные крылья.
- Главной целью Цыбина при испытаниях было разобраться с «подводными камнями» на пути создания скоростных самолетов и отработать аэродинамическую компоновку легкого реактивного истребителя. Однако реализовать этот замысел не удалось. В 1947 году началась первая в истории СССР «конверсия» оборонной промышленности. КБ Цыбина закрыли, а завод перевели на выпуск гражданской продукции.