Помоги проекту - поделись книгой:
СКОРОСТНОЙ БОМБАРДИРОВЩИК «С»
В 1934 г. итальянский гидросамолёт «Макки» М.С.72 поставил рекорд скорости. Он имел мотор из двух соединённых последовательно двигателей и высокую нагрузку на крыло, что дало высокое соотношение мощности к аэродинамическому сопротивлению. Эти идеи заинтересовали советских конструкторов и в августе 1936 г. руководитель КБ Военно-воздушной академии ВВС РККА Виктор Фёдорович Болховитинов начал разработку скоростного бомбардировщика и разведчика «С» в рамках такой же концепции. Его парный мотор М-103П из двух серийных М-103 обеспечивал противоположное вращение двух каскадов автоматического винта изменяемого шага. Установка двух моторов друг за другом и выбор удельной нагрузки на крыло вдвое большей, чем было принято тогда, снизили «лоб» и поверхность трения планера.
Для взлёта с такой нагрузкой на крыло с полевых аэродромов поставили выдвижной щелевой закрылок. В цельнометаллической конструкции использовали дюраль и магний. Хороший обзор и обстрел назад дало двухкилевое оперение, а в каналы управления рулями высоты и направления включили механизмы, изменяющие их ход и обеспечивавшие постоянство эффективности рулей и нагрузок на них с ростом скорости.
Четыре кассеты АК-1М вмещали 320 кг бомб, в крыле предусмотрели установку двух пушек ШВАК и двух пулемётов ШКАС, один такой подвижный пулемёт защищал самолёт сзади и сверху, а второй — снизу. Вместо бомб можно было брать дополнительный бак и фотоаппарат, остекление кабины стрелка-радиста опоясывало весь фюзеляж. Скорость 658 км/ч на высоте 5000 м, а также дальность 1200 км на скорости 525 км/ч заинтересовали ВВС и в марте 1937 г. Болховитинова направили на завод № 124 в Казань для строительства машины.
Но это предприятие строило тяжёлые самолёты, и 7 июня 1938 г. КБ Болховитинова переводят на завод № 84 в Химках. Он осваивал новейший плазово-шаблонный метод сборки и увязки оснастки, закупленный в США вместе с полным комплектом оборудования и лицензией на выпуск пассажирских самолётов «Дуглас» DC-2 и DC-3, а также бомбардировщика DB-2/В-18. Метод требовал длительной подготовки производства, но в серии снижал трудоёмкость и повышал качество сборки. Переработав американскую технологию, Болховитинов создал простую и лёгкую конструкцию, собиравшуюся из больших панелей на каркасе так, что погрешности в их изготовлении легко устранялись простым их сдвигом, причём нужное положение чётко задавал стапель, а рабочие не делали никаких замеров и подгонок.
Но прочность самолёта «С» № 1 получилась недостаточной, к тому же моторный завод № 26 опаздывал со сдачей лётного образца парного мотора М-103П, потому для начала установили силовую установку с одним М-103 и обычным винтом ВИШ-2. Первый полёт 27 января 1940 г. выполнил лётчик ЛИИ Кудрин, имевший опыт испытаний необычных машин. Участвовал и военный пилот Кабанов из НИИ ВВС. Они проверили устойчивость, управляемость и работу систем и дали добро на испытания самолёта № 2 с парным М-103П.
Его конструкцию усилили, уменьшили крыло и увеличили ёмкость бомбоотсека. Для самолёта были также сделаны интерцепторы и внешние держатели для бомбометания с пикирования, а также подвески для реактивных снарядов, но это пока не испытывалось. А вот стрелковое вооружение пришлось ограничить одним ШКАСом в задней кабине.
Самолёт № 2 был облётан Кабановым 20 марта 1940 г. Он не показал расчётных данных из-за падения тяги заднего винта, обороты которого подобрали неудачно, но скорость 570 км/ч для фронтового бомбардировщика была неплоха, больше давал тогда только ББ-22 Яковлева. Однако дальность получилась на 500 км ниже заданной, самолёт долго разбегался, тратя на это 480 м с выпущенными закрылками и 860 м без них, из-за высокой нагрузки на крыло был сложен в управлении, а посадочная скорость 170 км/ч считалась великоватой.
Заказчик смотрел на машину как на летающую лабораторию, а на вооружение принял бомбардировщики Ар-2, Пе-2 и Як-2, но на самолёт «С» 18 июля 1940 г. выделили ещё 1,5 млн. рублей на исследования патрубков, повышавших скорость за счёт использования энергии выхлопа, интерцепторов и различных установок вооружения.
Завершив работы по самолёту «С» Болховитинов, повышенный в воинском звании до бригинженера, получил новые задания и собственную производственную базу — новый авиазавод № 293. Там он создаст первый советский реактивный самолёт — перехватчик БИ, но и от машины «С» нашей авиации будет самая непосредственная польза — отработанные на ней технологии и конструктивные решения будут широко использоваться на самолётах «Ил», «Як», «МиГ», а Ту-95МС и Ту-142М с соосными винтами летают до сих пор. Кроме того, именно на этом самолёте начинал свою трудовую биографию выдающийся ученик В. Ф. Болховитинова — А. Я. Березняк, о крылатых ракетах которого рассказывалось в прошлой «Исторической серии ТМ».
ДВУХМОТОРНЫЙ ИСТРЕБИТЕЛЬ САМ-13
Конструктор А. С. Москалёв почитается любителями альтернативной истории как один из тех, кто должен был составить конкуренцию Яковлеву, Микояну, Лавочкину и другим создателям серийных советских самолётов, но командно-административная система не дала развернуться их нетрадиционному таланту. И в качестве доказательства тому приводят его самолёт САМ-13.
Его проектирование Москалёв начал в 1937 г., работая на воронежском авиазаводе № 18 и в авиатехникуме при нём. Идея заключалась в повышении скорости за счёт уменьшения площади крыла и миделя, для чего два 220-сильных мотора поставили в одной плоскости на концах гондолы фюзеляжа.
САМ-13 напоминал советский АНТ-23, но был не тяжёлым, а лёгким истребителем. Ещё больше он походил на голландский Фоккер D.XXIII, созданный чуть раньше, но тот имел двухкилевое оперение, тогда как у САМ-13 киль был один, как и на АНТ-23. Но самым передовым элементом проекта было шасси с носовым колесом — впервые в СССР наряду с ДВБ-102 Мясищева.
Самолёт построили в мастерских Воронежского авиатехникума при участии завода № 18 к концу 1939 г. Моторы «Бенгали» от компании «Рено» купили во Франции. Проект предусматривал установку на машину четырёх 7,62-мм пулемётов Ультра-ШКАС скорострельностью по 6000 выстр./мин, радиостанции и брони, но на самолёте всего этого не оказалось из-за недоработанности документации — проектирование шло «не на кульмане, а на верстаке».
Первый полёт весной 1940 г. выполнил лётчик-испытатель Фиксон. Даже на земле механизм уборки и выпуска шасси работал плохо и им воспользоваться так и не рискнули. На разбеге САМ-13 слишком быстро поднимал нос, что пилоту не нравилось, хотя самолёт «бежал» устойчиво. По воспоминаниям Москалёва, в одном из семи полётов достигли скорости 520–560 км/ч у земли. Однако сомнения вызывает не только точность замера, который, вопреки правилам, проводился на мерной базе всего 1 км, но и правдивость этих слов, ведь шасси не убирали.
Установка вооружения, радио и бронирования увеличивала взлётный вес более чем на 15 %, что неизбежно сказалось бы на лётных данных, которые были сочтены завышенными. Самолёт не был принят как опытный образец истребителя; тем не менее зам. наркома авиапромышленности по опытному самолётостроению А. С. Яковлев распорядился продолжить работы по нему как по экспериментальной машине. Но дальнейшее их продолжение на загруженном выпуском ДБ-3ф заводе № 18 было невозможно, и работу передали в ЦАГИ, выделив в помощь бригаду, командированную с таганрогского авиазавода № 31, а продолжение лётных испытаний поручили М. Л. Галлаю. Но тот оценил работу шасси как крайне неудовлетворительную и ни одного полёта сделать не смог.
Далее САМ-13 передали на продувки с целью определения максимальных скоростей по тяге и флаттеру. Позже Москалёв утверждал, что эти эксперименты показали возможность получения скорости 700 км/ч на высоте 4000 м, но официального заключения ЦАГИ об этом он не имел.
К тому времени была построена летающая лаборатория для исследования шасси с носовой опорой на базе бомбардировщика СБ, и САМ-13 больше ни для чего интереса не представлял.
Силовая установка типа «тяни-толкай» уже была исследована в СССР с неизменно отрицательным результатом, а моторы «Бенгали», которые собирались запускать в производство, оказались не востребованы, и их выпуск прекратили.
Москалёв пытался доказать ценность своего самолёта именно как истребителя, но Яковлев отказался включить его в план на 1941 г. в силу невозможности установки достаточно сильного вооружения. Пулемёты У-ШКАС в серию не пошли, обычные давали снижение мощи огня втрое, да и пуля винтовочного калибра уже не годилась против новых боевых самолётов вероятного противника — Германии. К тому же оставался вопрос аварийного покидания самолёта с винтом за кабиной — механизм его стопорения не работал.
На этой почве между Москалёвым и Яковлевым возник служебный конфликт, что, впрочем, не помешало продолжению строительства собственного опытного завода для этого конструктора, финансирование для которого Яковлев неизменно выделял. Но позиция его в отношении САМ-13 оставалась твёрдо отрицательной. И это было правильно — самолёт действительно был лишь экспериментальным, совершенно не приспособленным для установки вооружения, бронирования и оборудования, необходимых боевой машине. Не говоря уже о том, что Москалёв не смог подтвердить достижимость заявленных им лётных данных испытаниями.
Москалёв не оставил работы в авиации и даже создал несколько типов летательных аппаратов, которые строились малыми сериями. Как водится, конструктор-неудачник нашёл себя на преподавательской работе, придя в 1948 г. в Военно-инженерную академию им. Можайского.
ДАЛЬНИЙ БОМБАРДИРОВЩИК ДБ-ЛК
В начале 1930-х гг. Всесоюзное общество «Авиавнито» и газета «За рулём» объявили конкурс на проект пассажирского самолёта с наибольшей скоростью полёта. Среди 60 заявок одна необычнее другой выделялось предложение сотрудника Центрального аэрогидродинамического института В. Н. Беляева.
Проблему скорости решала схема летающего крыла с двумя короткими фюзеляжами с моторами и кабинами экипажа в носу и салонами в хвосте, но ей не хватало запаса статической устойчивости и эффективности руля высоты. Беляев же не только нашёл решение, но и успел проверить его на построенных в ЦАГИ планерах.
Все летающие крылья использовали безмоментные, т. е. не имеющие склонности к задиранию носка от неравномерности давлений профили с S-образной средней линией. Наклонённая вниз носовая и горизонтальная средняя части создавали подъёмную силу, а сила на отогнутом вверх хвостике профиля «давила» вниз — он играл роль стабилизатора. Руль высоты конструктор не стал ставить как обычно прямо на задней кромке, а вынес на высокий киль — добавка сопротивления получалась небольшой, а возникающая на нём аэродинамическая сила увеличилась.
Но при обычных пропорциях крыла с удлинением 5 и более единиц плеча этой стабилизирующей силы всё равно хватало только на малых углах атаки, а потребный диапазон их был больше, чем у обычного самолёта. Это порождаю ещё одну трудность — надо было исключить срыв потока, поскольку вывести самолёт с малым плечом руля высоты из штопора трудно, если вообще возможно.
Чтобы разнести центры давления крыла и руля высоты, увеличив его плечо и момент, Беляев придал консолям небольшую стреловидность, причём обратную, с которой срыв потока начинается не с законцовок, а с центроплана. Казалось бы, это хуже — ведь он создаёт львиную долю подъёмной силы! Но так течение срыва стало плавнее, потери меньше, а элероны сохраняли эффективность, самолёт не валится на крыло и вместо перехода в штопор просто опускал нос и возвращался в нормальный полёт.
Начавшиеся в 1936 г. войны в Испании и в 1937-м в Китае показали необходимость увеличения скорости и дальности бомбардировщиков, потому в конце 1937 г. руководители ВВС Алкснис, Смушкевич и нарком обороны Ворошилов поддержали предложение переделать проект в бомбардировщик.
К тому времени Беляев улучшил срывные характеристики крыла, изменив профиль и введя предкрылки; отогнутые назад законцовки консолей улучшили обтекание консолей. Такое крыло он назвал «типа бабочка».
В двух отсеках можно было разместить 10 бомб по 100 кг, ещё тонна подвешивалась под крыло. Для обороны от истребителей поставили два управляемых в вертикальной плоскости пулемёта ШКАС 7,62 мм в передней кромке центроплана, а в концевых фюзеляжных установках с очень большими секторами обстрела стояло ещё по одному такому пулемёту.
Самолёт должен был иметь два мотора М-88 по 960 л.с. на границе высотности, но они оказались не готовы, и пришлось поставить М-87Б с меньшей взлётной мощностью.
Для проектирования и строительства самолёта, названного ДБ-ЛК («Дальний бомбардировщик — летающее крыло») под руководством Беляева на заводе № 156 создали ОКБ-16. Несмотря на негативное отношение главного конструктора завода Поликарпова и других видных специалистов, 11 октября 1939 г. ДБ-ЛК № 1 передали на испытания, которые проводились совместно с заказчиком на аэродроме НИИ ВВС Щёлково. Необычный самолёт и вёл себя необычно, и лётчику Нюхтикову никак не удавался взлёт. Однажды ДБ-ЛК вышел на закритические углы атаки, но автоматические предкрылки сработали, машина опустила нос и мягко коснулась колёсами полосы. Наконец, 24 октября самолёт наскочил на препятствие.
Ремонт кончили 8 марта 1940 г., и в тот же день Нюхтиков должен был возобновить пробежки, но вместо остановки в конце полосы ДБ-ЛК вдруг совершенно спокойно взлетел и приземлился в Монино. Теперь испытания пошли уже нормальным ходом — лётные данные заказчика устроили, предкрылок на руле высоты повысил его эффективность. Системы и вооружение работали, а «бои» с закупленным в Германии истребителем Мессершмитт Bf.109E показали преимущества машины Беляева перед всеми другими советскими бомбардировщиками.
Но пилотирование «бабочки» значительно отличалось от этого процесса для обычных самолётов, что не позволяло быстро переучивать на ДБ-ЛК пилотов расширяющейся Дальнебомбардировочной авиации и тем более давать такую машину выпускнику лётной школы. Это закрыло путь интересному самолёту в серию.
С началом войны и эвакуацией завода № 156 ОКБ-16 закрыли, Беляев вернулся в ЦАГИ уже со степенью доктора наук «по совокупности заслуг», а его подчинённые разошлись по другим ОКБ. Так, участник проекта ДБ-ЛК Л. Л. Селяков стал одним из создателей таких выдающихся самолётов, как М-4, 3М и Ту-134.
ИСТРЕБИТЕЛИ ИС
К началу 1930-х гг. перед разработчиками истребителей встала проблема выбора схемы — моноплан с большой нагрузкой на крыло давал скорость, но у биплана были лучше манёвренность, скороподъёмность, потолок и дальность. В ответ был создан ряд проектов изменения площади несущей поверхности за счёт размаха или хорд крыла, но в 1937 г. конструктор ленинградского завода № 23 Василий Васильевич Никитин предложил превращать биплан в моноплан, складывая нижнее крыло так, чтобы оно прижималось к бокам фюзеляжа и к нижним поверхностям верхнего крыла.
Его поддержал лётчик-испытатель Владимир Васильевич Шевченко, который организовал постройку макета самолёта в Московском авиатехникуме. Весной 1938 г. его осмотрели начальник ВВС Локтионов, Нарком оборонной промышленности Каганович и Нарком обороны Ворошилов, который доложил о проекте И. В. Сталину. Для постройки самолёта на московском заводе опытного самолётостроения № 156 было организовано специальное КБ № 30, Главным конструктором которого был назначен Шевченко, а Никитин стал его замом. Они должны были представить на Государственные испытания «Истребитель складной» (ИС) в двух вариантах — с серийным мотором М-63 в 1000 л.с. в октябре 1939 г. и с новым высотным двигателем близкой мощности М-88 — в декабре.
Даже для опытного конструктора Никитина это оказалось сложное задание, не говоря уже о лётчике Шевченко. Им пришлось решать множество проблем, причём гидропневматический агрегат уборки и выпуска нижнего крыла оказался не самой сложной из них. Наибольшие трудности вызвал задний лонжерон верхнего крыла, который имел слишком малую высоту у корня, поскольку там была ниша под нижнее крыло. Шасси вообще пришлось полностью переделывать.
Но вот после статических прочностных испытаний, продувок в натурной аэродинамической трубе ЦАГИ и доработок машины по их результатам опытный самолёт ИС-1 вывезли на аэродром ЛИИ в Раменском и 29 мая 1940 г. лётчик Кулешов выполнил на нём первый полёт — пока без уборки шасси и нижнего крыла. Но дальнейшие испытания передали более опытным пилотам — Шиянову, Гринчику и Супруну. Они и отработали основную программу испытаний, в том числе и с уборкой крыла — механизм работал надёжно, а самолёт устойчивости и управляемости не терял. Крыло убиралось за 6–7 с, и это можно было делать даже в бою.
На малых скоростях наблюдался несильный бафтинг хвостового оперения, не укладывалась в норму курсовая устойчивость, сразу после уборки крыла самолёт «зависал на ручке управления» — её тянуло вперёд с силой 2–3 кг, но всё это легко устранялось. Хуже было другое — по своим лётным данным, за исключением манёвренности, самолёт отставал не только от новых истребителей И-200 (МиГ-1), И-26 (Як-1), И-301 (ЛаГГ-3), но и от серийных И-16 и И-153. Не устраивало Заказчика и вооружение из четырёх пулемётов ШКАС калибра 7,62 мм — нужны были крупнокалиберные пулемёты, а лучше пушки. Военные не приняли ИС-1 на Государственные испытания и настояли на переводе машины из категории опытных в экспериментальные, а это делало невозможным её принятие на вооружение. К тому времени стало понятно, что пути повышения всего комплекса лётных данных истребителей лежат в направлении улучшения их силовых установок и аэродинамики. Что интересно, манёвренность ИС-1 оказалась лучше в конфигурации не биплана, как думали Шевченко и Никитин, а моноплана. Хотя ИС был прост и приятен на взлёте и посадке, прекрасно «держал» боковой ветер и не стремился отклониться от направления взлёта, в остальном он оказался хуже новых истребителей, которые имели более высокое аэродинамическое качество.
«Дублёр» ИС-2 с мотором М-88, улучшенным капотом и убирающейся хвостовой опорой шасси так и не был облётан. Приказом по Наркомату авиапромышленности № 386 от 28 апреля 1941 г. все работы по самолётам ИС, включая достроенный ИС-2, а также проектирование ИС-3, ИС-4, ИС-Х, ИС-ХГ и ИС-ПБ, были прекращены, а КБ-30 расформировано. Сотрудники и имущество были распределены по другим предприятиям НКАП.
Идея «складного истребителя» опередила своё время — тогда те же цели достигались путём совершенствования классических конструкций самолётов, тщательного подбора площадей крыла, оперения и рулевых поверхностей, а также внедрения более эффективной механизации крыла — закрылков и предкрылков.
Хотя после войны Шевченко предложил проект реактивного перехватчика со складным крылом, и он тоже поддержан не был, позднее внедрять изменяемую геометрию крыла всё же пришлось. На самолётах МиГ-23/27, Су-17, Су-24, Ту-22М и Ту-160 параметрами управления стали не только стреловидность и относительная толщина крыла, но и его площадь. А значение самолётов ИС для отечественного авиастроения заключалось в том, что их испытания подтвердили — самолёт при этом устойчивость и управляемость сохраняет.
Поделиться книгой: