Помоги проекту - поделись книгой:
Сергей Георгиев
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ САМОЛЁТЫ СССР
ВСТУПЛЕНИЕ
Авиация всегда шла вперёд методом проб и ошибок. И в наше время развитие науки и компьютерных технологий мало что изменило — чтобы получить серийный самолёт, необходимо построить и всесторонне испытать целую серию опытных образцов. Мало того, чтобы новый летательный аппарат не только мог выполнять все поставленные перед ним задачи, но имел бы перспективы совершенствования, мог расширять сферу своего применения и эффективно противостоять столь же современным противникам как на рынке, так и на поле боя, заказчику надо дать возможность выбора. Тогда техника покажет себя в сравнении — один самолёт найдёт своё место в жизни и много лет будет служить людям, а остальные в лучшем случае отправятся на вечную стоянку в музей.
Эти «невостребованные чудеса техники» есть, например, в Музее ВВС России в подмосковном Монино — они по-своему красивы и всегда привлекают взгляд, сразу выделяясь в длинном ряду «обычных» самолётов. Они стоят там немым вопросом — почему я покрываюсь пылью здесь, почему я не там — в бескрайнем небе?
Вопрос этот далеко не праздный не только потому, что каждая такая машина — чья-то несбывшаяся мечта и надежда, а ещё и потому, что это огромный труд очень многих людей и потраченные на него народные деньги, подчас такие большие, что и представить страшно, ведь такое единичное изделие обычно в десятки, а то и в сотни раз дороже самолёта массового производства.
У каждого такого «забытого шедевра» своя история, которая вообще-то даёт однозначный и объективный ответ на вопрос, почему его судьба сложилась именно так. Тем не менее судьба экспериментальных машин всегда остаётся темой дискуссий. Причём наиболее острый, я бы даже сказал ожесточённый, характер эти споры принимают по отношению к истории отечественной авиации и особенно её советского периода.
Здесь тема «несбывшейся мечты» сводится, как правило, к общей оценке эволюции авиатехники в СССР. Существуют две крайние точки зрения. Одни утверждают, что тогда на лицо был сплошной успех и непрерывное развитие, приводя в качестве доказательств победы нашей авиации в войнах и заслуги в мирном строительстве, в улучшении жизни народа. Их противники, наоборот, рисуют нам грандиозный провал и застой, и в качестве аргументов приводят чаще всего именно то, что в СССР «не давали ходу оригинальным разработкам».
Действительно, советское авиастроение отличалось довольно значительным консерватизмом, который сторонники «теории застоя» обычно связывают с командно-административной системой управления. Они утверждают, что это она связывала того или иного самобытного и талантливого конструктора по рукам и ногам и не давала ему возможности воплотить свои передовые замыслы в жизнь. В качестве классического советского «ретрограда от авиации», как правило, упоминают П. В. Дементьева, министра авиапромышленности брежневских времён — он возглавлял МАП с 1965 по 1977 гг. Действительно, Дементьев все силы своего ведомства направлял на то, чтобы бесперебойно снабжать техникой нашу военную и гражданскую авиацию. Ничего удивительного — он прошёл суровую школу Великой Отечественной войны и знал цену таким перебоям. Да, для этого приходилось чем-то жертвовать, и если средств на всё не хватало, он прежде всего прекращал финансирование экспериментальных работ с неопределённой вероятностью успеха, критерием которого считал как можно более широкое применение того или иного изделия по своему прямому назначению. И именно такой подход принёс свои плоды — при Дементьеве наша авиация вышла на лидирующие позиции в мире, при нём наша авиапромышленность достигла пика своего развития — не зря его называли «Петром Великим».
Дементьев экспериментов не любил, и что же? Неужели при нём экспериментальные самолёты не строились? Отнюдь. Строились, и в немалом количестве, ведь они были, есть и останутся в будущем единственным надёжным способом проверки той или иной идеи «на прочность» — выдержит ли она испытание практикой или нет? И зачастую именно благодаря им мы видим в небе самолёты новых, невиданных ранее схем. Вчера это было оригинально, непривычно и даже казалось абсурдом, а сегодня — уже классика! Однако не каждой идее так повезло, а если говорить честно — всё проще: не каждая идея оказывалась жизнеспособной.
За смелые эксперименты брались самые разные конструкторы. Разные по своему таланту, по опыту и по подходу к делу. Для одних это было самоцелью, для других — средством достижения результата. Для таких, как Туполев, Ильюшин или Яковлев, «нетиповое» решение обычно становилось лишь возможностью проверить ещё один способ достижения практической цели. А для вторых, например, для Бартини, Москалева и Шевченко — единственным способом «обскакать» первых.
Это им, как правило, не удавалось. Почему?
Да, конечно, у них были несравненно разные материальные возможности — речь о базе для опытного производства и о его финансировании. Кто-то ютился на чужом предприятии в статусе его филиала и снабжался по остаточному принципу, а другой был руководителем большого опытного завода и получал всё, что требовал.
Но это всё им не «с неба упало». Своё производство все они сами и создавали, а доверие для получения финансирования заслуживали результатами своего труда — прежде всего, серийными машинами, нужными вооружённым силам и народному хозяйству. И, как правило, это были совершенно «обычные», «традиционные», привычные взгляду самолёты. Почему привычные? Да потому, что их было достаточно много, и они много лет работали везде во всей нашей самой большой на планете стране, а то и по всему миру.
Так что же, труд остальных пропал без всякой пользы? Чей-то — да, но иные идеи, отброшенные поначалу, вернулись уже на качественно ином, соответствующем новому времени уровне. И вот здесь действительно проверяется талант человека. Ведь не зря существует выражение: «идея, которая опередила своё время», — и если эта идея действительно стоящая, то время её обязательно когда-то «догонит» и она станет востребована. Так было со многими ключевыми техническими решениями, заложенными в самолёты, о которых мы собираемся рассказать в предстоящей «Исторической серии». Со многими, да не со всеми, и мы попытаемся разобраться — почему. Конструктор, отходя от сложившихся канонов, всегда рискует потерпеть неудачу, мало того, он рискует жизнями лётчиков, которые сядут в его самолёт. Что заставляет его делать это?
Развитие техники вообще и авиации в частности — процесс непрерывный, но если бы его можно было бы представить в виде некоего графика, то мы бы явно увидели в нём участки уверенного, стабильного подъёма, области «застоя» и резкие скачки. Именно они переводили авиацию на качественно новый уровень и связаны они были, как правило, не с простым увеличением мощности и количества моторов, размерности, вместимости и запаса топлива самолётов, не с улучшением их оснащённости, хотя это тоже важно, а со значительным изменением их облика. То есть на новый уровень выводит именно отход от канона! И талант конструктора как раз заключается в том, чтобы пойти в правильном направлении и на нужное расстояние. Иначе новая идея окажется или никому не нужной, или невозможной технически.
Какие же методы использовали конструкторы самолётов при поиске их нового облика? Что они меняли в их устоявшемся виде? Во-первых, это компоновка, аэродинамическая схема. В конечном итоге именно она определяет обтекаемость отдельных агрегатов и всего летательного аппарата в целом, его устойчивость и управляемость, а зачастую и лётные данные — скорость, высотность, маневренность, потребные размеры аэродрома и многое другое. Но только ли компоновка здесь важна? Конечно, нет — играют свою роль и форма, и пропорции агрегатов, и возможность самолёта менять свою форму.
Строго говоря, уже первый аэроплан братьев Райт имел изменяемую геометрию — отклоняемые рули высоты и направления, а также перекашиваемые концы крыльев. Это обеспечивало поддержание устойчивости в полёте и требуемое изменение траектории.
Затем появилась механизация крыла — отклонение и выдвижение закрылков и предкрылков изменяло его несущие свойства, что сокращало разбег и пробег, улучшало манёвренность и повышало безопасность пилотирования. Даже раньше механизации крыла были изобретены тормозные щитки для резкого сброса скорости. Но внедрены они были много позже — когда появились пикирующие бомбардировщики, и в этом возникла крайняя необходимость. А потом тормозные щитки перешли на многие реактивные самолёты, динамика которых не позволяла резко сбрасывать скорость путём уменьшения оборотов двигателей и увеличения угла атаки.
В тридцатые годы, когда вес аэропланов вырос, а взлётные качества и скороподъёмность стали ухудшаться, возникла идея менять площадь крыла — это позволяло сочетать высокую скорость с манёвренностью и хорошими взлётно-посадочными данными. Тогда было построено несколько самолётов с изменяемой площадью крыла, и ни один из них не стал серийным, но «время догнало идею» в век реактивной авиации, и появилось крыло изменяемой стреловидности, площадь которого тоже при этом меняется — и, представьте, в нужную сторону! Немаловажен вопрос расположения и типов поверхностей управления, от чего напрямую зависят устойчивость и пилотажные свойства самолёта. Естественно они не висят в воздухе, а крепятся к крылу, фюзеляжу, оперению, а иногда даже к гондолам двигателя и шасси! Вот где простор для фантазии конструктора! Но вместе с тем необходима и осторожность — ведь от решения этого вопроса зависят не только лётные качества самолёта, но и его безопасность.
Мы привыкли, что самолёт состоит из крыла, фюзеляжа и оперения. Но все ли они так уж нужны? Нельзя ли вычеркнуть что-то из этого списка, выиграв в весе и аэродинамическом сопротивлении? Многие конструкторы пытались сделать это, совмещая функции разных агрегатов в одном. Классический пример — самолёты-бесхвостки или летающие крылья, крыло которых создаёт не только подъёмную силу, но и уравновешивающие и управляющие аэродинамические моменты, благодаря которым самолёт устойчиво выдерживает заданную траекторию по воле пилота. А во многих случаях крыло служило ещё и для размещения грузов и даже пассажиров! Одной из самых интересных попыток отказаться от фюзеляжа в классическом понимании этого слова стал бомбардировщик ДБ-ЛК конструктора Беляева. Хотя сам он его считал «летающим крылом», у него были и оперение, и целых два фюзеляжа, пусть и маленьких, но крыло стало самым объёмным агрегатом планера. Увы, надежда превратить превосходство в аэродинамическом качестве в выигрыш в дальности и скорости не сбылась…
Немаловажно, к какому месту самолёта приложена тяга, которая заставляет двигаться его вперёд, и вообще компоновка силовой установки. Это очень многовариантная система и по способу создания тяги, и по расположению её агрегатов — двигателей, воздушных винтов, баков и многого другого. Очевидна связь её работы и с устойчивостью и управляемостью летательного аппарата. Переход на реактивную тягу, ставший величайшей революцией в истории авиации, не только не прекратил эксперименты с составом и компоновкой силовой установки, но и позволил конструкторам пойти в совершенно новых направлениях. Например, газотурбинная силовая установка оказалась способной создавать не только тягу, но и подъёмную силу или влиять на её величину путём обдува крыла. Но для этого снова потребовался отход от канонов.
Только в полёте живут самолёты! Эта строка из популярной некогда песни, конечно, верна, но чтобы подняться, надо сначала разбежаться, да и оканчивается полёт обычно пробегом по земле. И даже летательные аппараты с вертикальным взлётом и посадкой не обходятся без взлётно-посадочных устройств. Здесь проектировщику тоже есть к чему «приложить голову», недаром в начале прошлого века был популярен такой анекдот: когда конструктор спросил у лётчика, отделавшегося после не совсем удачного полёта лёгким испугом, как тому его новый самолёт, тот ответил: так себе, но большое спасибо за шасси!
А между тем от шасси может зависеть не только безопасность и удобство руления, взлёта и посадки, но те же скорость, высотность, маневренность и дальность, ведь вес и размеры стоек, колёс и систем управления ими могут быть весьма велики относительно остальных агрегатов. За долгую историю самолёта как вида техники схемы шасси менялись неоднократно и подчас весьма существенно. Но не все нововведения приживались, и на тех самолётах, что летают сегодня, остались по сути две господствующие схемы — трехопорные с хвостовым и носовым колесом. Хотя, конечно, есть машины (особенно, из тяжёлых) с тремя и более основными опорами, есть шасси типа «тележка» и «велосипед», но именно эти две компоновки — это тот самый канон, к которому все привыкли. Причём если на заре авиации доминировала (пусть и не единолично) первая, то с середины XX века она «ушла в тень» и теперь встречается разве что на лёгких самолётах — общего назначения и спортивных. Однако этот «переворот» прошёл не так уж легко и просто, как кажется теперь, и поначалу носовая опора шасси встретила бурное неодобрение многих авиационных специалистов.
Самолёт — это не только планер, силовая установка, система управления и шасси, это ещё и целевая нагрузка, оправдывающая затраты на его постройку. Казалось бы, какая разница, что «вложить внутрь»? Действительно, есть летательные аппараты почти универсальные, по крайней мере, весьма и весьма многоцелевые. И всё же чаще всего назначение самолёта и соответствующая ему полезная нагрузка оказывают определяющее влияние на его облик. И правильно выбрать степень этого влияния — тоже задача конструктора, ведь если он всё подчинит, скажем, удобству размещения на самолёте очень мощного и разнообразного вооружения, тогда ему придётся пожертвовать какими-то другими жизненно важными качествами с соответствующими последствиями для всего комплекса тактико-технических данных создаваемой машины.
И последнее. Самолёт — это гармоничный ансамбль многих составных частей, каждая из которых влияет на все другие, потому что функционально связана с ними. И удачный баланс между всеми системами аэроплана — это тоже залог успеха: тогда все эти связи будут слаженно работать на достижение поставленной при проектировании самолёта цели не в ущерб тем качествам, которые конструктор по тем или иным причинам счёл второстепенными, а они оказались важны.
Автор новой «Исторической серии», уже хорошо известный вам Сергей ГЕОРГИЕВ, и художник-иллюстратор Арон ШЕПС покажут, как разные конструкторы в разное время пытались сделать свою «революцию в авиации» и что из этого вышло. Схемы созданных ими самолётов или их отдельных агрегатов можно было бы назвать «оригинальными», однако в некоторых случаях это было лишь повторение чужого более раннего опыта. Их можно было бы охарактеризовать как «нестандартные» или «нетрадиционные», но некоторые из них, воплотившись впоследствии в других проектах, стали вполне стандартными и традиционными, оправдав себя в другом времени. Как нам кажется, наиболее точным определением для двенадцати самолётов, которые будут рассмотрены, станет термин «экспериментальная машина». Действительно, хотя все они делались не ради чистой науки, а как прототипы для изделий практического применения, а некоторые даже выпускались серийно, всё же это были классические эксперименты, главным результатом которых стало расширение познаний человека. Особенно если учесть, что в науке отрицательный результат — это тоже результат.
ПУШЕЧНЫЙ ПЕРЕХВАТЧИК И-12
На рубеже 30-х гг. прошлого века улучшились лётные данные бомбардировщиков, их оборонительное вооружение и живучесть. Строились цельнометаллические самолёты, изучалось их бронирование, защита баков. Перехватчик с пулемётами уже не мог сбивать их, и началась разработка новых видов оружия, в том числе динамореактивных пушек — ДРП.
Идея изобретателя Курчевского заключалась в уменьшении отдачи орудия путём выброса назад части пороховых газов из открытой казённой части ствола. Снаряд калибра 76 мм с весом 3 кг по расчётам должен был получить скорость 400 м/с, достаточную для поражения воздушной цели. Пушка перезаряжалась пневматикой, а тканевая гильза сгорала. Несмотря на плохую анкету изобретателя, отсидевшего за растрату казённых денег, Курчевского поддержал зам наркома обороны Тухачевский, решивший перевести на ДРП всю артиллерию Красной армии, флот и авиацию. Идея была многообещающей, но взятая изобретателем схема с нагруженным стволом имела избыточную массу, и разместить такую пушку на самолёте оказалось непросто.
Проектирование пушечных перехватчиков было поручено сразу нескольким КБ, причём в ЦАГИ под общим руководством А. Н. Туполева делалось сразу несколько самолётов — как модификаций обычных машин, так и специальных. Проанализировав много вариантов, бригада В. Н. Чернышова предложила оригинальную, ранее не использовавшуюся в СССР компоновку.
Недостаток мощности существующих моторов компенсировали установкой двух двигателей «Юпитер» VI, но не как обычно, на крыле, а в носу и в корме короткой гондолы фюзеляжа, что уменьшало мидель самолёта и его сопротивление. Оперение поставили на двух тонких балках, свинченных из стальных труб. Они же отводили газы из пушек, которые стояли на крыле.
Самолёт имел традиционную для ЦАГИ цельнометаллическую конструкцию, но обшивка была уже не гофрированной, а гладкой. Правда, Чернышов перестраховался, пустив вдоль состыкованных по потоку листов кольчугалюминия на крыле и оперении внешние рифты с шагом 150 мм. Оперение было двухкилевым.
Постройка самолёта АНТ-23, который получил военное обозначение И-12, была начата на заводе № 22 в Филях 1 апреля 1929 г. Конструкция не была сложной, но из-за недостатка квалификации бригады Чернышова дело шло медленно, и самолёт выкатили на аэродром только 21 июля 1931 г. Первая рулёжка вскрыла целый букет недостатков выбранной схемы — силовая установка плохо охлаждалась, не давала расчётной тяги, большой стояночный угол из-за вынужденно высоких шасси вызывал повышенное сопротивление на разбеге, а находившиеся вне зоны обдува винтами рули направления не создавали достаточного управляющего момента, чтобы пересилить сопротивление двух костылей шасси.
Начались бесконечные переделки самолёта: поставили один центральный киль, поменяли передний капот мотора, заменили костыли… 29 августа 1931 г. лётчик-испытатель И. Ф. Козлов выполнил на И-12 первый полёт, однако машина больше стояла в ремонте, чем была в воздухе.
Первые стрельбы на земле 11 ноября прошли нормально, но при повторе от сотрясений деформировалось оперение. Неприятностей добавила авария на посадке. Ремонт занял всю зиму, и первая стрельба в воздухе состоялась только 21 марта 1932 г. Первый же выстрел разорвал левую пушку, сорвал её обтекатель и повредил систему управления. Козлов чудом смог посадить и без того плохой в управлении самолёт — хорошо, что левая хвостовая балка сломалась уже на пробеге. За это он был награждён орденом Красной Звезды.
Но и без этого неспособный догнать ни один современный бомбардировщик самолёт никому не был нужен, и к тому же он был признан ЦАГИ «опасным для полёта» в силу недостатков аэродинамической компоновки. Туполевцы ещё использовали силовую установку «тяни-толкай», но и её раскритиковали за потерю тяги вторым мотором.
Работы по И-12 Туполев прекратил 23 сентября 1932 г., списав недостроенный И-12бис. После этой машины и тоже оставшейся опытной гигантской летающей лодки АНТ-22 он надолго сосредоточился на обычных, классических компоновках, взяв своим кредо здоровый консерватизм.
Курчевский же не только не сделал выводов из неудачи, но, пользуясь протекцией Тухачевского, развил столь бурную деятельность, что его интриги начали мешать другим конструкторам-оружейникам, которые не могли получить средства и производственную базу на свои разработки. И в 1937 г. Курчевский, как и его покровитель, был расстрелян. Конечно, это слишком суровое наказание за содеянное, но что было бы, если бы к лету 1941-го у Красной армии не было бы ни обычных пушек, ни реактивных снарядов, а одни лишь вечно разрывающиеся ДРП Курчевского?
История этих оригинальных и, казалось бы, вполне рациональных проектов несёт урок: одной лишь гениальной идеи недостаточно и для того, чтобы она «сработала» надо её грамотно воплотить в жизнь.
ВС-2 КОНСТРУКТОРА КАЛИНИНА
На рубеже 30-х гг. интерес авиационных специалистов вызывали «летающие крылья», сулившие рост скорости за счёт отказа от оперения. Одним из их ярых сторонников был главный конструктор харьковского авиазавода № 135 К. А. Калинин. Так он задумал гигант К-7, но подходил к решению задачи через сравнительно простые конструкции.
В то время ВВС РККА остро нуждались в замене войсковых самолётов — ближних бомбардировщиков, разведчиков и корректировщиков устаревающих бипланов Р-5. Калинин считал, что только летающее крыло может разрешить характерное для них противоречие между требованием скорости и удобства размещения стрелков-наблюдателей. Представленный в сентябре 1933 г. проект был поддержан военными, но катастрофа К-7 21 ноября 1933 г. породила конфликт в КБ.
Чтобы сгладить ситуацию, руководство перевело Калинина с группой из 135 работников на новый завод опытного самолётостроения № 18 в Воронеж для создания войскового самолёта — летающего крыла ВС-2 (К-12). Став там главным конструктором, Калинин взял на себя ответственность не только за свои проекты, но и за все работы завода — экспериментальные самолёты Москалёва, знаменитые АНТ-25 Туполева. К сожалению, даже со своим детищем К-12 новый начальник справлялся с большим трудом. Так, первый ВС-2 был достроен без уборки шасси, вооружения и радио только в июле 1936 г. с опозданием на три года по сравнению с первоначально взятым сроком. Полёты на нём начал проводить заводской лётчик Борисов. Военные интересовались ВС-2 как экспериментальным самолётом, и хотя практическую ценность в нём составляла лишь хвостовая турель, редкая в то время, на Госиспытания назначили опытнейшего пилота НИИ ВВС Стефановского. Инструктировавший его Борисов обладал редким даром пилота, но не проявил здесь других качеств, необходимых испытателю, — понимания динамики полёта самолёта и объективности. Он расхваливал К-12, сказав, что в пилотировании он ничем не отличается от других машин. И, попав во внезапный воздушный порыв, Стефановский не смог справиться с креном и едва не разбился из-за особенности компоновки — обратной реакции элеронов при несимметричном обтекании самолёта. Это автоматически закрывало ВС-2 путь в строй.
Но и лётные данные оказались слабы. Схема не дала ожидаемой экономии сопротивления — оно приобрело другой характер и получилось больше. Скорость вышла в 1,5 раза меньше требуемой и была даже хуже, чем у биплана Р-5, не говоря уже о монопланах Р-10 и СБ. И причина оказалась в самой идее самолёта.
Балансировку машины обеспечивали аэродинамические поверхности за крылом — внутренние совмещали функции закрылка и руля высоты, а внешние — закрылка и элерона. Для этого пришлось их отодвинуть от крыла, как было сделано на Юнкерсе-52, но там было обычное оперение, а здесь Калинин перевернул профиль поверхностей механизации крыла, и щель добавила сопротивления.
Хотя самолёт очень круто набирал высоту, но из-за короткого фюзеляжа и большого стояночного угла его разбег оказался в 2,3 раза больше, чем у СБ, и в 2,6 раза, чем у Р-5. Хотя в отчёте был «прописан» хороший обзор для пилота, на разбеге он почти ничего не видел вперёд из-за поднятого носа самолёта. Из передней и задней кабин видно было лучше, но сектора обстрела их стрелковых точек оказались точно такими же, как на последних ТБ-3, которые при большей скорости и ещё двух верхних пулемётах не могли уже сами отбиваться от истребителей, как это требовалось и для «войскового самолёта».
Осенью 1936 г. в связи с началом войны в Испании и резким обострением между народной обстановки вышло решение прекратить на заводе № 18 все опытные работы и срочно запускать там в серию новый дальний бомбардировщик Ильюшина ДБ-3. Калинину было поручено обеспечить запуск его чертежей в производство, но вместо этого он пытался, пользуясь своим положением главного конструктора, продолжить работы по своим забракованным машинам, в т. ч. построить малую серию ВС-2. Руководство авиапромышленности пыталось найти компромисс, переведя Калинина с 11 сотрудниками на завод № 88, но приказ о переводе он не выполнил, требуя продолжения работ по своим К-12 и К-13. В результате план выпуска ДБ-3 был сорван, а инженерные службы завода № 18 дезорганизованы.
Для принятия экстренных мер по исправлению положения были привлечены органы госбезопасности. Директор завода № 18 был снят с работы, а Калинин арестован и обвинён в умышленном переключении завода на экспериментальные работы, имея наименьший в отрасли процент проектов, доведённых до серийного производства. Документация на его и другие самолёты, за которую он был ответственным, оказалась в беспорядке, а вместо работы он занимался исключительно агитацией за свою машину.
Самолёт ДБ-3 пошёл в серию и именно на нём в августе 1941-го наши лётчики впервые бомбили Берлин. Калинин же был расстрелян 22 октября 1938 г. — такова была цена невыполнения правительственного задания.
Поделиться книгой: