Приветствую Вас, Гость! Регистрация RSS

FRAMSA

Воскресенье, 11.04.2021

  2. Сведения о работах над ракетной техникой в Германии и ее боевым применением в начале сороковых годов также скорее всего повлияли на принятие высшим руководством Советского Союза решения о начале работ над реактивными истребителями.

  3. На том уровне развития поршневой авиации ЖРД имел одно принципиальное преимущество, поскольку не использовал для окисления топлива кислород воздуха, и вследствие этого с этим двигателем могли быть достигнуты не только очень большие высоты подъема и скорости полета истребителя на больших высотах, но и максимальная скороподъемность, что для перехватчиков имело решающее значение Время работы ЖРД определяется только запасом топлива и окислителя в баках летательного аппарата. Это существенно повышало интерес к применению ЖРД именно на истребителях-перехватчиках.

...

В Советском Союзе специалист в области двигателестроения, конструктор Л. С. Душкин, продолжив работы А. Ф. Цандера по испытаниям двигателя ОР-1, создал новый спирто-кислородный двигатель, с которым 25 ноября 1933 г. был осуществлен первый успешный пуск первой советской ракеты ГИРД-Х с жидкостным ракетным двигателем. В пуске ракеты принимали участие С.П. Королев, его будущий заместитель Полярный и другие конструкторы. В 1941 г. Душкин приступил к созданию первых в стране основных самолетных ракетных двигателей Д-1-А-1100 для перехватчика БИ (БИ-1) конструкторов Березняка и Исаева, и РД-2М3В для истребителя И-207 Микояна. Двигатель Д-1-А-1100 был самым мощным советским жидкостно-реактивным двигателем, разработанным в предвоенный период. Он имел номинальную тягу 1100 кгс, давление в камере сгорания 19 атмосфер, удельный импульс 200 с, массу 48 кг и работал на азотной кислоте и керосине. Двигатель имел дроссельную систему, обеспечивающую пусковой режим и позволяющую изменять тягу в диапазоне 400-1100 кгс.

Предистория создания БИ-1 уходит в середину 30-ых годов, когда С.П. Королев приступил к созданию экспериментального ракетного планера РП-318. В 1935 году в докладе на конференции, и в статье в журнале "Техника Воздушного Флота" Сергей Павлович Королев из своих расчетов сделал практический вывод, что настало время постройки аппарата-лаборатории, при посредстве которой можно было бы систематически производить изучение работы различных ракетных аппаратов в воздухе. С помощью летающей лаборатории можно было бы ставить первые опыты с воздушным реактивным двигателем и целую серию иных опытов, подняв предварительно с помощью самолета-буксировщика аппарат на нужную высоту. Потолок такого аппарата может достигнуть 9-10 километров. По свидетельству сотрудника ГИРДа Николая Ефремова, после организации РНИИ нагрузка на Королева уменьшилась, и у Сергея Павловича появилось свободное время, чтобы вернуться к отложенным проектам новых планеров, конструированием которых он занимался со студенческих лет.

  

В сентябре 1937 года на ракетном планере смонтировали двигательную установку. 3 декабря после проведения серии холодных испытаний по регулировке системы подачи топлива начались огневые испытания. В феврале 1938 года в докладе о развитии исследовательских работ по ракетному самолету Сергей Королев впервые определил область рационального применения ракетоплана в научных, народнохозяйственных и оборонных целях. Тогда же была выдвинута и обоснована идея создания истребителя-перехватчика с ракетным двигателем. Сергей Павлович выдвинул по этому поводу несколько тезисов, отражавших тенденции развития истребительной и бомбардировочной авиации. Согласно тезисам Королева вырисовывалось новое направление в развитии истребителей. Королев указывал, что в ближайшее время вполне реально появление на вооружении бомбардировщиков, максимальные скорости которых почти не отличаются от истребителей. Бомбардировщики, летящие сомкнутым строем на высоте 6-8 км со скоростью 500-600 км/час, практически почти невозможно остановить. По расчетам Королева недостаточные вертикальные скорости современных истребителей вызывают необходимость отнесения аэродромов истребительной авиации на 100-140 км от линии фронта. Таким образом, линия перехвата противника может лежать в пределах 80-120 км от фронта, и защита этой полосы (так называемой "зоны тактической внезапности") чрезвычайно затруднена.

Возросшие горизонтальные скорости полета самолетов вызывали трудности, связанные с обнаружением противника в воздухе после маневра. Поэтому воздушный бой при перехвате неприятельских самолетов будет очень скоротечным. На основе приведенных сведений С.П. Королев делал вывод о необходимости постройки истребителя, обладающего очень большой скоростью и особенно скороподъемностью и предназначенного в основном для защиты наземныхобъектов. Запас топлива такого истребителя должен обеспечить продолжительность боя в течение 4-5 мин и дальность полета в пределах зоны тактической внезапности (80-120 км). Этим требованиям может удовлетворить ракетный истребитель.

В докладе конструктора рассматривался также перспективный вариант ракетоплана с ЖРД тягой в 900 килограммов. Расчетная высота его полета при пуске с транспортировщика на высоте 8 километров составляла 53 километра. Впоследствии двигателем практически с такой же тягой был оснащен первый реактивный самолет БИ-1. Однако последний приведенный параметр впоследствии не был технически подтвержден. Абсолютный мировой рекорд высоты полета— 37650 метров, установленный летчиком испытателем А. Федотовым на истребителе МиГ-25 (заводская нумерация Е-266) в 1967 году был значительно меньше.

  

К несчастью в это время в стране набирала силу волна репрессий. Тучи начали сгущаться над ракетчиками еще в 1937 году, когда был арестован и расстрелян "высокий покровитель" ГИРДа и РНИИ герой гражданской войны маршал Тухачевский. Его забота и внимание, проявленное к нуждам ракетчиков, не могли не остаться незамеченными компетентными органами. Были арестованы и погибли в застенках начальник РНИИ Иван Клейменов и главный инженер РНИИ Георгий Лангемак. В марте 1938 года по ложному доносу арестовали конструктора двигателей Валентина Глушко. Сергей Королев попал в руки НКВД 27 июня 1938 года. Его обвинили в преступлениях, предусмотренных статьей 58 Уголовного кодекса РСФСР, пункты 7 и 11, в том, что он "состоял членом антисоветской подпольной контрреволюционной организации и проводил вредительскую политику в области ракетной техники". Ему было предъявлено обвинение, например, в том, что он разрабатывал твердотопливную ракету "217" с целью задержать развитие более важных направлений; что он сознательно препятствовал созданию эффективной системы питания для бортового автопилота ракеты "212"; что он разрабатывал заведомо непригодные двигатели.

В результате через три месяца после ареста Военная коллегия Верховного суда СССР под председательством Ульриха приговорил конструктора к 10 годам тюремного заключения с поражением в правах на пять лет и конфискацией личного имущества. Следует отметить, что преждевременная трагическая смерть гения советского ракетостроения была вызвана последствиями невылеченной травмы, полученной в ссылке (следователь сломал Королёву челюсть, ударив Сергея Павловича графином по лицу), и из-за неудачного сращивания костей, (Королёв не мог достаточно широко раскрывать рот даже во время еды), возникли сложности при интубации трахеи. Врачи не смогли корректно ввести дыхательную трубку. Остается загадкой, почему хирурги, делавшие операцию, не знали об этой особенности своего пациента.

Ведущим конструктором по "РП-318-1" после ареста Королева был назначен инженер Щербаков, автор ряда проектов высотных планеров. Ведущим конструктором по двигательной установке стал инженер Арвид Палло. На ракетоплан был установлен азотно-кислотно-керосиновый двигатель "РДА-1-150" конструкции Леонида Дедушкина. И в феврале 1939 года начались наземные огневые испытания двигательной установки "РДА-1-150". К октябрю состоялось свыше 100 пусков, в ходе которых отрабатывались системы двигательной установки и снимались ее характеристики.

В январе 1940 года ракетоплан привезли на один из подмосковных аэродромов. Здесь были проведены последние свободные полеты и пять наземных огневых испытаний ракетного двигателя на планере. Специальная комиссия представителей промышленности и научно-исследовательских учреждений постановила допустить экспериментальный ракетоплан к полету. В конечном виде "РП-318-1" имел следующие характеристики: полный стартовый вес - 636,8 килограмма, вес двигательной установки - 136,8 килограмма, вес топлива - 75 килограммов, вес пилота с парашютом - 80 килограммов, длина - 7,44 метра, размах крыла - 17 метров. Учитывая изношенность планера максимальная скорость была ограничена до 160 км/ч. После ее достижения полет должен был производиться с набором высоты. Исторический полет ракетоплана "РП-318-1" состоялся 28 февраля 1940 года с помощью самолета-буксировщика "Р-5", и был успешным. 10 и 19 марта 1940 года состоялись еще два успешных полета. Они убедительно доказали, что техника ракетного двигателестроения в Советском Союзе достигла такого уровня, когда строительство ракетопланов с ЖРД могло стать вполне будничным делом.

Весной 1940 г. состоялось совещание, на котором главные конструкторы самолетов были проинформированы о новых перспективных силовых установках с реактивными двигателями различных типов, в основном с ЖРД и ПВРД. 12 июля 1940 г. Комитет Обороны при Совете Народных Комиссаров СССР принял постановление, определившее создание первых отечественных самолетов с реактивными двигателями. В постановлении, в частности, предусматривалось решение вопросов "о применении реактивных двигателей большой мощности для сверхскоростных стратосферных полетов...". В том же 1940 г. была признана необходимость создания истребителя-перехватчика с ЖРД. Идею создания такого истребителя впервые предложил С. П. Королев еще в 1938 г. в процессе работы над ракетопланом РП-218. Он предполагал, что ЖРД с его огромным удельным расходом топлива (4-6кг топлива в секунду при тяге двигателя 1000 - 1500 кгс) может быть наиболее эффективно использован на истребителе-перехватчике противовоздушной обороны, взлетающем из положения дежурства на аэродроме при визуальном обнаружении самолета противника в районе охраняемого объекта. Малый вес и большая тяга ЖРД обеспечивали максимальную скорость горизонтального полета ракетного перехватчика 800 - 850 км/ч. Но самое главное, такой перехватчик имел бы громадную по тому времени скороподъемность, почти в 10 раз превышавшую скороподъемность лучших истребителей с поршневыми двигателями. Благодаря большой скорости и скороподъемности ракетный перехватчик на активном этапе полета с работающим ЖРД мог бы быстро настигнуть самолет противника, с ходу атаковать его и сбить мощным пушечным огнем. После прекращения работы двигателя перехватчик должен был выйти из боя и выполнить посадку с неработающим двигателем как планер, что не должно было представить трудности, учитывая значительное уменьшение массы самолета после выработки топлива и израсходования боезапаса. Основным недостатком такого самолета С. П. Королев считал малую продолжительность полета. Военные специалисты положительно оценили предложение С. П. Королева и в своем заключении подчеркивали, что небольшая продолжительность полета допускает практическое использование таких самолетов. С весны 1941 г. в ОКБ главного конструктора В.Ф. Болховитинова начались работы над проектом истребителя-перехватчика с двигателем Л.С. Душкина, обещавшего скорость 800 км/ч и более, в инициативном порядке начали работать А.Я. Березняк и А.М. Исаев. Концепция их ракетного перехватчика практически полностью совпадала с предложением С. П. Королева, выдвинутым в 1938 г.

9 июня 1941 г. главный конструктор В.Ф.Болховитинов направил в Наркомат авиационной промышленности официальную заявку на создание реактивного истребителя-перехватчика БИ. Предложение было одобрено, принято, на его основе был уточнен приказ по НКАП. Срок выпуска был установлен 35 дней (вместо трех месяцев, как предполагали конструкторы).

Напряженная работа группы конструкторов, возглавлявшаяся инженерами А.М. Исаевым и А.Я. Березняком опытного конструкторского бюро Болховитинова, привела к созданию первого в истории советской авиации реактивного самолета БИ, который впоследствии получал индексации-1, 2, 3 и т.д. Первого сентября с опозданием на пять дней относительно сроков приказа наркома Шахурина первый самолет БИ был отправлен в ЛИИ для начала летных испытаний. Собственно, это был не самолет, а планер. Размеры его были необычно малы. Двигателя не было. Разработчики двигателя Костиков и Душкин не рискнули установить на самолет БИ недоработанный и часто взрывающийся агрегат.

Основные параметры самолета БИ:

 

Тип - истребитель-перехватчик; 
Экипаж - 1 чел. 
Длина - 6,4 м 
Высота - 2,06 м 
Размах крыла - 6,48 м 
Полетная масса, кг 1650 
Силовая установка 1 
Двигатель ЖРД Д-1А-1100 
Тяга двигателя, 1100 кгс 
Скорость полета, у земли - 800 км/ч 
на высоте 10 км (расчетная) - 1020 км/ч 
посадочная - 143 км/ч 
Время набора высоты 5000 м - 30 с 
Время разгона до скорости 800 км/ч - 20 с 
Скороподъемность у земли - до 82 м/с 
Длительность полета - до 7 мин

Испытания ракетного самолета БИ проводились после эвакуации института НИИ-3 в Свердловск. Накануне запуска к испытателям приехал заместитель наркома по опытному самолетостроению А.С. Яковлев, за глаза другие главные конструкторы звали его АСЯ. Увидев самолет Болховитинова, он поинтересовался результатами аэродинамических продувок. Оказалось, что в "трубе ЦАГИ" самолет не был. Яковлев распорядился немедленно отбуксировать единственный пока планер на территорию ЦАГИ для продувки в новой трубе, благо она находилась совсем недалеко от аэродрома. Березняк и Исаев были возмущены, усмотрев в этом антиболховитиновские происки заместителя наркома. Справедливости ради надо сказать, что яковлевское распоряжение пошло на пользу. Продувки проводились под руководством 25-летнего ведущего инженера Бюшгенса. Это было его первое приобщение к ракетной технике. Продувки БИ показали недостаточную курсовую устойчивость. В полете самолет мог "рыскать" по курсу. Патрон, несмотря на нетерпение Исаева и Березняка, дал указание нарастить руль поворота по задней кромке, поставить две шайбы на горизонтальное оперение и увеличить обтекатель костыля. На всех исторических фотографиях БИ 1942 года фотографиях БИ 1942 года хорошо видны две вертикальные шайбы на концах задних крыльев, появившиеся после продувок.

Опытные ЖРД были изготовлены на заводе в Нижнем Тагиле, где налаживалось производство целой серии ракетных двигателей для будущих самолетов. 20 февраля 1942 во время работы двигателя на стенде произошёл взрыв. В результате пострадали А.В. Палло (инженер НИИ-3) и Г.Я. Бахчиванджи, были повреждены стенд и двигатель. Однако уже в марте испытания были продолжены. 15 мая 1942 года летчик-испытатель Г.Я. Бахчиванджи совершил первый полет на реактивном отечественном летательном аппарате. Испытательные полеты продолжались до 1943 г. и были приостановлены после гибели летчика Г.Я. Бахчиванджи.

И вот долгожданный первый полет. Необычный старт. Впервые прозвучала команда: "От хвоста". Разбег короткий, как взмах клинка. И БИ уже в полете. Хотя Бахчиванджи ускорял свои действия, но все же был изумлен поведением машины: "Я ее тяну вверх, а она увеличивает скорость", - говорил он после полета. То есть ведет себя совсем не так, как вели себя поршневые самолеты того времени. Для стоявших на земле взлет был тоже необычным: непривычно быстро набирая скорость, самолет через 10 секунд оторвался от земли и через 30 секунд скрылся из глаз. Только пламя двигателя говорило о том, где он находится. У многих, в том числе и у Болховитинова, как он потом признавался сам, дрожали поджилки. Прошло несколько минут, и Бахчиванджи возвратился и сел на аэродром. Что тут было! Все испытатели понимали, что это начало нового этапа развития авиации. Ракетный истребитель БИ-1, вооруженный двумя пушками ШВАК 20-мм калибра, по сравнению с поршневыми истребителями обладал большим превосходством в скорости и особенно в скороподъемности, однако имел небольшое время двигательного полета - всего 7 минут.

Уже первый полет показал, что тяга ЖРД с баллонной подачей оказалась несколько ниже расчетной, и это снижало возможности перехватчика. Конструкторы снова стали искать пути к тому, чтобы сделать насосную подачу. Зимой 1942 года Березняк ездил на завод топливной спецаппаратуры, чтобы заказать насос для двигателя. Они, по мнению инженеров, могли бы обеспечить плавную непрерывную подачу топлива. Но из этой затеи ничего не вышло. Изготовители опасались, что не смогут надежно изолировать подшипники топливных насосов от азотной кислоты, которая была причиной всех бед. Тогда у испытателей не было стойких антикоррозионных металлов. Детали, соединения, тройники разъедало прямо на глазах. Стоило машине постоять три дня, и на ней возникали неисправности. Все приходилось разбирать, выбраковывать пришедшие в негодность соединения и ставить новые. После каждого запуска многие детали выходили из строя и заменялись. А чтобы машину подготовить к полету, нужно было добиться полной исправности всех систем. Потому, что неисправности на ракетных двигателях в отличие от обычных поршневых моторов часто заканчивались взрывом. Надежность двигателя оставляла желать лучшего. Болховитинов, Березняк и Исаев присутствовали при каждом полете.

Следующая модификация истребителя БИ № 2 по конструкции почти ничем не отличался от первенца, только на нем уже были установлено вооружение – пушки ШВАК 20-мм калибра и запас авиабомб с очень сильной взрывчаткой весом 38 кг. Несмотря на загрузку вооружением и боекомплектом центровка у самолета оставалась хорошей. И агрегаты были самыми обычными, как на винтомоторных машинах. Второй полет состоялся 10 января 1943 года. БИ-2 стоял на лыжах. А с лыж он еще не взлетал. На этот раз тяга двигателя в полете была увеличена до 800 килограммов. Он работал 63 секунды. Истребитель, идя на скорости 400 километров в час, набрал высоту 1100 метров. Снова сотни глаз были прикованы к взлетной полосе, по которой, извергая столб огня, с грохотом мчался маленький истребитель. И на этот раз полет прошел нормально, пилот грамотно, одно за другим выполнял необходимые действия в воздухе. Тяга двигателя в этом полете была увеличена до расчетной. За сорок девять секунд работы ЖРД самолет, идя на скорости 630 километров в час, набрал 1850 метров высоты. После этого полета Бахчиванджи в разговоре посетовал на неотработанность конструкции двигателя и что кислота разъедает трубопроводы.

Третий полет должен был запланирован на 2 февраля 1943 года. В этом полете двигатель должен был развить тягу 1000 килограммов, и за 84 секунды БИ подняться на 3900 метров. Скорость его на высоте в этом полете была ограничена 550 километрами в час. Полет был поручен подполковнику К. Груздеву. Двигатель в этом полете имел максимальную тягу 1100 кг, но еще на взлете у самолета оторвалась левая лыжа, и истребитель за 58 секунд достиг высоты 2190 метров, развив скорость свыше 675 км/ч.. Радио на самолете не было, и передать летчику, что приземление грозит аварией, было невозможно. Груздев шел на посадку в полном неведении о случившемся. Тем не менее опытный летчик так плавно притерся к земле, что, коснувшись ее только одной лыжей, сразу понял, что вторая не в порядке. Когда скорость упала, машина слегка развернулась и легла на крыло.

11 и 14 марта вернувшийся из Москвы Бахчи совершил четвертый и пятый полеты. При этом за 80 секунд работы двигателя была достигнута высота 4000 метров при максимальной скороподъемности 82 м/с.

В шестой полет 21 марта впервые поднялся в воздух третий экземпляр БИ-3. Испытания проводились с полным весом снаряженного боекомплектом самолета на максимальной тяге.

Заданием для седьмого полета на 27 марта было достижение максимальной скорости в горизонтальном полете на ракетной машине БИ № 3. В предыдущих полетах двигатель заканчивал работу при наборе высоты. На этот раз летчику предстояло на заданной высоте развить максимальную скорость и лететь до полной выработки топлива. По воспоминаниям Иасева все ждали установления в этом полете миррового рекорда скорости. БИ № 3 проверялся с особой тщательностью. Не было такого узла, который бы остался без внимания. Двигатель сняли с машины, разобрали, продефектовали, а после того, как был составлен акт и заменены износившиеся детали, снова собрали, смонтировали на самолете и перед полетом опробовали. Он работал очень хорошо и ни у кого не вызывал опасений. Погода благоприятствовала испытаниям. Сквозь редкие перистые облака проглядывало весеннее солнце. Оно словно хотело посмотреть на необычный полет. Истребитель подцепили к буксировочной машине и вывезли на старт.

Поднимая полы реглана, летчик втиснулся в кабину, поправил очки, кивнул Рабкину и механику, которые еще раз придирчиво все осмотрели и теперь раскачивали самолет из стороны в сторону, боясь, как бы не примерзли лыжи. Ведь это могло привести к развороту на разбеге. Как только двигатель был запущен и машина тронулась с места, заработал мотор стоявших в ста метрах аэросаней. Начальник технического отдела авиационной базы НИИ Штейнберг и врач Сироткин приготовились в случае аварии БИ на взлете или на посадке тотчас же ринуться вперед и оказать помощь летчику. Так было всегда, так это было и на этот раз.

И вот Бахчиванджи уже пошел на взлет — на заданном угле набора высоты и с заданной скоростью. Резкий крутой взлет с переходом в горизонтальный полет продолжался 78 секунд. За ним, как всегда, следили с земли сотни глаз. Среди собравшихся на аэродроме можно было увидеть и членов технической комиссии, и летчиков, и механиков. Опираясь на костыли, стоял только что вернувшийся из госпиталя летчик-испытатель Б. Н. Кудрин. Он приходил на аэродром и смотрел на испытания самолетов, близнецов той машины, которую он первым в воздух на одном из подмосковных аэродромов, поднял без двигателя — за буксировщиком.

Весь полет был рассчитан по секундам. Бахчиванджи уже поднялся на две тысячи метров и сделал первый разворот. Сейчас он летел чуть в стороне по направлению к аэродрому. Теперь ему нужно было пройти по прямой, выжать из двигателя все, на что он был способен, достигнув максимальной скорости. Рабкин не отрывая глаз от самолета, держал в руке секундомер, включенный им в момент запуска двигателя. Как только исчез факел огня, рыжевато-коричневое облачко, вырвавшееся из сопла, известило о конце работы двигателя. Стрелка остановленного секундомера замерла на цифре 89. Восемьдесят девять секунд работал ЖРД, разгоняя машину. Она неслась с небывалой скоростью. Люди восторженно и вместе с тем с какой-то тревогой переглядывались.

Никому еще не приходилось видеть самолет, превратившийся в молнию. За ним едва успевали следить взглядом. Возможно и Бахчиванджи был переполнен торжеством, достигнув скорости 800 километров в час. Всем на земле не терпелось скорее поздравить летчика с одержанной победой. Теперь он должен был сделать вираж и идти на посадку.