всегда шла вперeд методом проб и ошибок. И в наше время развитие науки и компьютерных технологий мало что изменило, чтобы получить серийный самолeт, 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 самолeт найдeт своe 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 и они по-своему красивы и всегда привлекают взгляд, сразу выделяясь в длинном ряду «обычных» самолeтов. 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 ещe 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 самолeта массового производства. У каждого такого «забытого шедевра» своя история, которая вообще-то даeт однозначный и объективный ответ на вопрос, почему его судьба сложилась именно так. Тем не менее судьба экспериментальных машин всегда остаeтся темой дискуссий. Причeм наиболее острый, я бы даже сказал ожесточeнный, характер эти споры принимают по отношению к истории отечественной авиации и особенно еe 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 времeн — 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 прошeл суровую школу Великой Отечественной войны и знал цену таким перебоям. Да, для этого приходилось чем-то жертвовать, и если средств на всe не хватало, он прежде всего прекращал финансирование экспериментальных работ с неопределeнной вероятностью успеха, критерием которого считал как можно более широкое применение того или иного изделия по своему прямому назначению. И именно такой подход
принес свои плоды — при Дементьеве наша авиация вышла на лидирующие позиции в мире, при нeм наша авиапромышленность достигла пика своего развития — не зря его называли «Петром Великим». Дементьев экспериментов не любил, и что же? Неужели при нем экспериментальные самолeты не строились? Отнюдь. Строились, и в немалом количестве, ведь они были, есть и останутся в будущем единственным надeжным способом проверки той или иной идеи «на прочность» — выдержит ли она испытание практикой или нет? И зачастую именно благодаря им мы видим в небе самолeты 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 — все 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 ещe 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
чужом предприятии в статусе его филиала и снабжался по остаточному принципу, а другой был руководителем большого опытного завода и получал всe, что требовал. Но это всe им не «с неба упало». Своe производство все они сами и создавали, а доверие для получения финансирования заслуживали результатами своего труда — прежде всего, серийными машинами, нужными вооружeнным силам и народному хозяйству. И, как правило, это были совершенно «обычные», «традиционные», привычные взгляду самолeты. 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 своe время», — и если эта идея действительно стоящая, то время еe обязательно когда-то «догонит» и она станет востребована. Так было со многими ключевыми техническими решениями, заложенными в самолeты, 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 лeтчиков, которые сядут в его самолeт. 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 нeм участки уверенного, стабильного подъeма, 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 самолeтов, не с улучшением их оснащeнности, 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 самолeтов 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 лeтные 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 самолeта 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 полeте и требуемое изменение траектории.
Затем появилась механизация крыла — отклонение и выдвижение закрылков и предкрылков изменяло его несущие свойства, что сокращало разбег и пробег, улучшало манeвренность 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 самолeты, динамика которых не позволяла резко сбрасывать скорость путeм уменьшения оборотов двигателей и увеличения угла атаки. В тридцатые годы, когда вес аэропланов вырос, а взлeтные качества и скороподъeмность стали ухудшаться, возникла идея менять площадь крыла — это позволяло сочетать высокую скорость с манeвренностью и хорошими взлeтно-посадочными данными. Тогда было построено несколько самолeтов 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 самолeта. 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 лeтные качества самолeта, но и его безопасность. Мы привыкли, что самолeт 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 — самолeты-бесхвостки или летающие крылья, крыло которых создаeт не только подъeмную силу, но и уравновешивающие и управляющие аэродинамические моменты, благодаря которым самолeт устойчиво выдерживает заданную траекторию по воле пилота. А во многих случаях крыло служило ещe 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 объeмным агрегатом планера. Увы, надежда превратить превосходство в аэродинамическом качестве в выигрыш в дальности и скорости не сбылась… Немаловажно, к какому месту самолeта приложена тяга, которая заставляет двигаться его вперeд, и вообще компоновка силовой установки. Это очень многовариантная система и по способу создания тяги, и по расположению еe агрегатов — двигателей, воздушных винтов, баков и многого другого. Очевидна связь еe 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 подъeмную силу или влиять на еe величину путeм обдува крыла. Но для этого снова потребовался отход от канонов.
Только в полeте живут самолeты! Эта строка из популярной некогда песни, конечно, верна, но чтобы подняться, надо сначала разбежаться, да и оканчивается полeт обычно пробегом по земле. И даже летательные аппараты с вертикальным взлeтом и посадкой не обходятся без взлeтно-посадочных устройств. Здесь проектировщику тоже есть к чему «приложить голову», недаром в начале прошлого века был популярен такой анекдот: когда конструктор спросил у лeтчика, отделавшегося после не совсем удачного полeта лeгким испугом, как тому его новый самолeт, тот ответил: так себе, но большое спасибо за шасси! А между тем от шасси может зависеть не только безопасность и удобство руления, взлeта и посадки, но те же скорость, высотность, маневренность и дальность, ведь вес и размеры стоек, колeс и систем управления ими могут быть весьма велики относительно остальных агрегатов. За долгую историю самолeта как вида техники схемы шасси менялись неоднократно и подчас весьма существенно. Но не все нововведения приживались, и на тех самолeтах, что летают сегодня, остались по сути две господствующие схемы — трехопорные с хвостовым и носовым колесом. Хотя, конечно, есть машины (особенно, из тяжeлых) 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. Причeм 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 лeгких самолeтах — общего
назначения и спортивных. Однако этот «переворот» прошeл не так уж легко и просто, как кажется теперь, и поначалу носовая опора шасси встретила бурное неодобрение многих авиационных специалистов. Самолeт — это не только планер, силовая установка, система управления и шасси, это ещe 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 всe же чаще всего назначение самолeта и соответствующая ему полезная нагрузка оказывают определяющее влияние на его облик. И правильно выбрать степень этого влияния — тоже задача конструктора, ведь если он всe подчинит, скажем, удобству размещения на самолeте очень мощного и разнообразного вооружения, тогда ему придeтся пожертвовать какими-то другими жизненно важными качествами с соответствующими последствиями для всего комплекса тактико-технических данных создаваемой машины. И последнее. Самолeт — 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 самолeта цели не в ущерб тем качествам, которые конструктор по тем или иным причинам счeл второстепенными, а они оказались важны.
Автор новой «Исторической серии», уже хорошо известный вам Сергей ГЕОРГИЕВ, и художникиллюстратор Арон ШЕПС покажут, как разные конструкторы в разное время пытались сделать свою «революцию в авиации» и что из этого вышло. Схемы созданных ими самолeтов 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 самолeтов, 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, всe 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 лeтные данные бомбардировщиков, их оборонительное вооружение и живучесть. Строились цельнометаллические самолeты, изучалось их бронирование, защита баков. Перехватчик с пулемeтами 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 путeм выброса назад части пороховых газов из открытой казeнной части ствола. Снаряд калибра 76 мм с весом 3 кг по расчeтам 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 казeнных 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 самолeте оказалось непросто.
Проектирование пушечных перехватчиков было поручено сразу нескольким КБ, причeм в ЦАГИ под общим руководством А. Н. Туполева делалось сразу несколько самолeтов — 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 самолeта и его сопротивление. Оперение поставили на двух тонких балках, свинченных из стальных труб. Они же отводили газы из пушек, которые стояли на крыле.
Самолeт 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 самолeта 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 самолeт выкатили на аэродром только 21 июля 1931 г. Первая рулeжка вскрыла целый букет недостатков выбранной схемы — силовая установка плохо охлаждалась, не давала расчeтной 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 самолeта: поставили один центральный киль, поменяли передний капот мотора, заменили костыли… 29 августа 1931 г. лeтчик-испытатель И. Ф. Козлов выполнил на И-12 первый полeт, 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 еe обтекатель и повредил систему управления. Козлов чудом смог посадить и без того плохой в управлении самолeт — хорошо, что левая хвостовая балка сломалась уже на пробеге. За это он был награждeн орденом Красной Звезды.
е
Но и без этого неспособный догнать ни один современный бомбардировщик самолeт никому не был нужен, и к тому же он был признан ЦАГИ «опасным для полeта» в силу недостатков аэродинамической компоновки. Туполевцы ещe использовали силовую установку «тяни-толкай», но и еe раскритиковали за потерю тяги вторым мотором. Работы по И-12 Туполев прекратил 23 сентября 1932 г., списав недостроенный И-12-бис. 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 несeт урок: одной лишь гениальной идеи недостаточно и для того, чтобы она «сработала» надо еe грамотно воплотить в жизнь.
вызывали «летающие крылья», сулившие рост скорости за счет 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 самолетов — 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 самолетостроения # 18 в Воронеж для создания войскового самолета — 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
самолеты Москалева, 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. Полеты на нем начал проводить заводской летчик Борисов. Военные интересовались ВС-2 как экспериментальным самолетом, и хотя практическую ценность в нем 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 полета самолета 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 самолета. Это автоматически закрывало ВС-2 путь в строй.
Но и летные 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 самолета.
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 самолет 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 отчете был «прописан» хороший обзор для пилота, на разбеге он почти ничего не видел вперед из-за поднятого носа самолета. 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 еще двух верхних пулеметах не могли уже сами отбиваться от истребителей, как это требовалось и для «войскового самолета». 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 обвинен в умышленном переключении завода на экспериментальные работы, имея наименьший в отрасли процент проектов, доведенных до серийного производства. Документация на его и другие самолеты, за которую он был ответственным, оказалась в беспорядке, а вместо работы он занимался исключительно агитацией за свою машину. Самолет ДБ-3 пошел в серию и именно на нем в августе 1941-го наши летчики впервые бомбили Берлин. Калинин же был расстрелян 22 октября 1938 г. — такова была цена невыполнения правительственного задания.
СКороСТНой боМбАрдировщиК «С» В 1934 г. итальянский гидросамолет «Макки» М.С. 72 поставил рекорд скорости. Он имел мотор из двух соединенных 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 Федорович 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 взлета 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 пулеметов ШКАС, один такой подвижный пулемет защищал самолет 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 тяжелые самолеты, 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 самолетов «Дуглас» DC-2 и DC-3, а также бомбардировщика DB-2/В-18. Метод требовал длительной подготовки производства, но в серии снижал трудоемкость и повышал качество сборки. Переработав американскую технологию, Болховитинов создал простую и легкую конструкцию, собиравшуюся из больших панелей на каркасе так, что погрешности в их изготовлении легко устранялись простым их сдвигом, причем нужное положение четко задавал стапель, а рабочие не делали никаких замеров и подгонок. Но прочность самолета «С» # 1 получилась недостаточной, к тому же моторный завод # 26 опаздывал со сдачей летного образца парного мотора М-103П, потому для начала установили силовую установку с одним М-103 и обычным винтом ВИШ-2. Первый полет 27 января 1940 г. выполнил летчик 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 самолета # 2 с парным М-103П.
Его конструкцию усилили, уменьшили крыло и увеличили емкость бомбоотсека. Для самолета 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. Самолет # 2 был облетан Кабановым 20 марта 1940 г. Он не показал расчетных данных из-за падения тяги заднего винта, обороты
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 самолет «С» 18 июля 1940 г. выделили еще 1,5 млн. рублей на исследования патрубков, повышавших скорость за счет использования энергии выхлопа, интерцепторов и различных установок вооружения. Завершив работы по самолету «С» Болховитинов, повышенный в воинском звании до бригинженера, получил новые задания и собственную производственную базу — новый авиазавод # 293. Там он создаст первый советский реактивный самолет — перехватчик БИ, но и от машины «С» нашей авиации будет самая непосредственная польза — отработанные на ней технологии и конструктивные решения будут широко использоваться на самолетах «Ил», «Як», «МиГ», а Ту-95МС и Ту-142М с соосными винтами летают до сих пор. Кроме того, именно на этом самолете 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. Москалев почитается любителями альтернативной истории как один из тех, кто должен был составить конкуренцию Яковлеву, Микояну, Лавочкину и другим создателям серийных советских самолетов, но командно-административная система не дала развернуться их нетрадиционному таланту. И в качестве доказательства тому приводят его самолет САМ-13. Его проектирование Москалев начал в 1937 г., работая на воронежском авиазаводе # 18 и в авиатехникуме при нем. Идея заключалась в повышении скорости за счет 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 тяжелым, а легким истребителем. Еще 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. Самолет 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 четырех 7,62-мм пулеметов Ультра-ШКАС скорострельностью по 6000 выстр./мин, радиостанции и брони, но на самолете всего этого не оказалось из-за недоработанности документации — проектирование шло «не на кульмане, а на верстаке». Первый полет весной 1940 г. выполнил летчик-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 самолет «бежал» устойчиво. По воспоминаниям Москалева,
в одном из семи полетов 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 взлетный вес более чем на 15%, что неизбежно сказалось бы на летных данных, которые были сочтены завышенными. Самолет не был принят как опытный образец истребителя; тем не менее зам. наркома авиапромышленности по опытному самолетостроению 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 летных испытаний поручили М.Л. Галлаю. Но тот оценил работу шасси как крайне неудовлетворительную и ни одного полета сделать не смог.
Далее САМ-13 передали на продувки с целью определения максимальных скоростей по тяге и флаттеру. Позже Москалев утверждал, что эти эксперименты показали возможность
Москалев пытался доказать ценность своего самолета именно как истребителя, но Яковлев отказался включить его в план на 1941 г. в силу невозможности установки достаточно сильного вооружения. Пулеметы У-ШКАС в серию не пошли, обычные давали снижение мощи огня втрое, да и пуля винтовочного калибра уже не годилась против новых боевых самолетов вероятного противника — Германии. К тому же оставался вопрос аварийного покидания самолета с винтом за кабиной — механизм его стопорения не работал. На этой почве между Москалевым 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 твердо отрицательной. И это было правильно — самолет действительно был лишь экспериментальным, совершенно не приспособленным для установки вооружения, бронирования и оборудования, необходимых боевой машине. Не говоря уже о том, что Москалев не смог подтвердить достижимость заявленных им летных данных испытаниями. Москалев не оставил работы в авиации и даже создал несколько типов летательных аппаратов, которые строились малыми сериями. Как водится, конструкторнеудачник нашел себя на преподавательской работе, придя в 1948 г. в Военно-инженерную академию им. Можайского.
В начале 1930-х гг. Всесоюзное общество «Авиавнито» и газета «За рулем» объявили конкурс на проект пассажирского самолета с наибольшей скоростью полета. 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 нашел 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. Наклоненная вниз носовая и горизонтальная средняя части создавали подъемную 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 нем аэродинамическая сила увеличилась. Но при обычных пропорциях крыла с удлинением 5 и более единиц плеча этой стабилизирующей силы все равно хватало
одну трудность — надо было исключить срыв потока, поскольку вывести самолет 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, причем обратную, с которой срыв потока начинается не с законцовок, а с центроплана. Казалось бы, это хуже — ведь он создает
львиную долю подъемной силы! Но так течение срыва стало плавнее, потери меньше, а элероны сохраняли эффективность, самолет не валится на крыло и вместо перехода в штопор просто опускал нос и возвращался в нормальный полет. 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, еще тонна подвешивалась под крыло. Для обороны от истребителей поставили два управляемых в вертикальной плоскости пулемета ШКАС 7,62 мм в передней кромке центроплана, а в концевых фюзеляжных установках с очень большими секторами обстрела стояло еще по одному такому пулемету.
Самолет 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 взлетной мощностью. Для проектирования и строительства самолета, 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 Щелково. Необычный самолет и вел себя необычно, и летчику
Нюхтикову никак не удавался взлет. Однажды ДБ-ЛК вышел на закритические углы атаки, но автоматические предкрылки сработали, машина опустила нос и мягко коснулась колесами полосы. Наконец, 24 октября самолет 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 — летные 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 самолетов, что не позволяло быстро переучивать на ДБ-ЛК пилотов расширяющейся Дальнебомбардировочной авиации и тем более давать такую машину выпускнику летной школы. Это закрыло путь интересному самолету 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 подчиненные разошлись по другим ОКБ. Так, участник проекта ДБ-ЛК Л. Л. Селяков стал одним из создателей таких выдающихся самолетов, как М-4, 3М и Ту-134.
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 маневренность, скороподъемность, потолок и дальность. В ответ был создан ряд проектов изменения площади несущей поверхности за счет 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 летчик-испытатель Владимир Васильевич Шевченко, который организовал постройку макета самолета 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 самолета на московском заводе опытного самолетостроения # 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 летчике Шевченко. Им пришлось решать множество проблем, причем 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 самолет ИС-1 вывезли на аэродром ЛИИ в Раменском и 29 мая 1940 г. летчик Кулешов выполнил на нем первый полет — 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 надежно, а самолет 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 самолет «зависал на ручке управления» — ее тянуло вперед с силой 2—3 кг, но все это легко устранялось. Хуже было другое — по своим летным данным, за исключением маневренности, самолет 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 четырех пулеметов ШКАС калибра 7,62 мм — нужны были крупнокалиберные пулеметы, 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 ее принятие на вооружение. К тому времени стало понятно, что пути повышения всего комплекса летных данных истребителей лежат в направлении улучшения их силовых установок и аэродинамики. Что интересно, маневренность ИС-1 оказалась лучше в конфигурации не биплана, как думали Шевченко и Никитин, а моноплана. Хотя ИС был прост и приятен на взлете и посадке, прекрасно «держал» боковой ветер и не стремился отклониться от направления взлета, в остальном он оказался хуже новых истребителей, которые имели более высокое аэродинамическое качество. «Дублер» ИС-2 с мотором М-88, улучшенным капотом и убирающейся хвостовой опорой шасси так и не был
облетан. Приказом по Наркомату авиапромышленности
# 386 от 28 апреля 1941 г. все работы по самолетам 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 свое время — тогда те же цели достигались путем совершенствования классических конструкций самолетов, 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 все же пришлось. На самолетах МиГ23/27, 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 самолетов ИС для отечественного авиастроения заключалось в том, что их испытания подтвердили — самолет при этом устойчивость и управляемость сохраняет.
двигАТеЛЬ — м-63, 1100 л с на взлете, 930 у земли, 1000 на высоте 1800 м, 900 на 4500
шТУрМовиК иЛ-20
Великая Отечественная война потребовала отложить экспериментальные работы и сосредоточиться на массовых образцах вооружений, таких как штурмовик Ил-2. Но наряду с неоспоримыми преимуществами этот самолет обладал и определенными недостатками. Например, атакуя цель с бреющего, летчик был вынужден открывать огонь издали, не имея времени на прицеливание. Попытки использовать пикирование на скоростях, свойственных штурмовикам, вели к росту потерь, а в горизонтальном полете мотор перед кабиной быстро закрывал пилоту цель. Главный конструктор ОКБ-240 Сергей Владимирович Ильюшин предложил улучшить обзор, сместив кабину вперед. В 1942 г. он создал проект одноместного штурмовика МШ с мотором за кабиной, но вплотную заняться этим вопросом удалось только после Победы. Постановлением Совмина СССР 11 марта 1947 г. ему поручалось проектирование штурмовика Ил-20, который был бы лучше серийного Ил-10 по скорости, бронированию, вооружению и обзору. Для этого он поместил летчика над мотором — через огромное, на всю высоту кабины, 100-мм бронестекло он мог смотреть вниз на угол 37°.
В фюзеляже стояли две 23-мм пушки или одна калибра 45 мм под углом 22° вниз для «полива огнем» протяженных целей, точечные поражались двумя горизонтальными 23-мм орудиями в крыле. Оборону верхней части задней полусферы обеспечивала дистанционноуправляемая установка Ил-ВУ-11 сразу за кабиной с одной пушкой 23 мм, а нижней — авиационный гранатомет. Был и вариант машины, у которой в самом хвосте фюзеляжа монтировалась турель Ил-КУ-8 с двумя 23-мм пушками — с ней необходимость в гранатомете отпадала. В крыльевые отсеки можно было загрузить четыре фугасных бомбы калибра до 100 кг или 300 кг мелких противотанковых бомб ПТАБ, с внешней подвеской бомбовая нагрузка увеличивалась до 700 кг и 4 реактивных снаряда РС-82. Мотор, радиаторы и баки, кабины пилота и стрелка-радиста со всех сторон прикрывала стальная комбинированная
(с «мягким» экраном) броня и бронестекла. Ее общий вес в варианте с установкой Ил-ВУ-11 достигал 2009 кг, из которых 169 приходилось на спецстекла. Как и на других штурмовиках Ильюшина, металлическая броня была частью силовой схемы планера. Наконец, Ил-20 имел оборудование для полетов в сложных метеоусловиях и ночью, в т. ч. противообледенительную систему на бензиновых горелках. Проект был направлен в НИИ ВВС в феврале 1948 г., а в июле макет в варианте с установкой Ил-ВУ-11 был предъявлен к защите. В подписанном 21 июля 1948 г. акте председатель Государственной макетной комиссии Главком ВВС Маршал авиации К. А. Вершинин сделал разработчикам серьезные замечания, ставящие под сомнения саму идею самолета. Например, Заказчику не понравилось, что одновременно по цели можно было стрелять только из крыльевых или фюзеляжных пушек. Были и другие вопросы, но Ильюшин стал самолет строить, заменив только неподвижные наклонные фюзеляжные орудия на четыре пушки в крыльях, которые могли отклоняться вниз, отслеживая перемещение цели под штурмовиком. Все пушки были теперь нового типа — Ш-3 Б. Шпитального калибра 23 мм. Кроме того, обеспечивалась внешняя подвеска двух бомб калибра до 500 кг или четырех по 100 кг и усиливалось ракетное вооружение. 5 декабря 1948 г. первый полет на Ил-20 выполнил летчик-испытатель В. К. Коккинаки с ведущим инженером Виноградовым. Скорость оказалась не выше, чем у серийного Ил-10, а мотор М-47 конструкции М. Р. Флисского работал ненадежно и не позволил снять с опытной машины все положенные данные. Но это было еще полбеды — никуда не делись недостатки, выявленные при защите макета. Подход к мотору был неудобен, из кабины пилота техник работал на нем вниз головой, для снятия крышек блоков цилиндров при замене свечей двигатель надо было снимать. Летчик войти в кабину при работающем моторе не мог. Увеличение миделя и боковой проекции самолета обещало рост числа попаданий в него при обстреле с земли и с воздуха, и рост веса брони
по сравнению с Ил-10 не улучшал живучесть. Не было аварийного сброса фонарей кабин, а при аварийном покидании самолета летчик мог попасть под близко расположенный к кабине винт. Постановление Совмина от 14 мая 1949 г. прекратило испытания Ил-20. Улучшить обзор вперед и вниз удалось только на реактивных самолетах, двигатели которых «ушли» из носовой части, но ОКБ-240 Ильюшина не воспользовалось этим в проекте нового штурмовика Ил-40.
Для штурма звукового барьера и выхода в стратосферу пришлось менять аэродинамику и силовую установку самолетов. Рост стреловидности крыльев и снижение их относительного удлинения (отношения квадрата размаха к площади) уменьшали сопротивление на больших числах Маха. А форсаж (дожигание топлива за турбиной) не только исключал падение тяги турбореактивного двигателя на больших скоростях и высотах, но и увеличивал ее. Но у любой медали есть и оборотная сторона… Такое изменение геометрии вело к падению подъемной силы, особенно на больших высотах и малых скоростях. Осенью 1957 г. над советской Средней Азией был замечен разведчик противника, шедший на высоте свыше 20 км. Пилот МиГ-19 доложил, что достигнув своего потолка, увидел гораздо выше себя похожий на планер самолет с длинным прямым крылом. Главком ПВО маршал Савицкий заявил, что таких самолетов нет в природе, но он ошибался — это был Локхид U-2. В том же году руководитель ОКБ-115 А. С. Яковлев начал проектирование высотного разведчика с таким крылом на базе перехватчика Як-25. В отличие от США, Советский Союз не совершал разведывательных полетов над другими странами, а нуждался в защите от «непрошеных гостей». В то время вероятный противник начал массовую засылку автоматических дрейфующих аэростатов — АДА. Двигаясь в устойчивых воздушных потоках на высоте около 20 км, они проходили всю территорию СССР, собирая шпионские сведения. Для реактивного перехватчика АДА был целью очень сложной. Согласно вышедшему в 1958 г. Постановлению Совмина СССР высотный самолет Як-25РВ предназначался для всех видов воздушной разведки в военное время, а в мирное служил для тренировки и испытаний средств ПВО и для перехвата АДА, имея дальность 2500 км на высоте 20 км. Главное отличие этой
машины от обычного Як-25 со стреловидным крылом заключалось в том, что в ней было применено прямое крыло с большим удлинением (до 10 единиц). Кроме того, существенным изменениям подверглись компоновка фюзеляжа, шасси, стабилизаторы, стала одноместной кабина, двигатели АМ-9 заменили на высотные Р-11В-300.
Первый полет на опытном самолете Як-25РВ выполнил В. П. Смирнов. Требования ВВС были перевыполнены, удалось установить рекорды высоты и дальности. До 18 500—19 500 м полет затруднений не вызывал, но далее пилотирование требовало повышенного внимания. При превышении скорости начинались сильные вибрации планера, а при снижении ее ниже минимальной — раскачка по крену. Допустимый диапазон скоростей был равен всего 10 км/ч, его требовалось держать вручную. Выше 19 600—20 100 м длительного установившегося полета добиться не удалось из-за самовыключения двигателей. В августе 1961 г. испытания были закончены. Самолет, который вначале рассматривался как чисто экспериментальный, был принят на вооружение. В том же году первый серийный Як-25РВ был сдан авиазаводом # 99 в Улан-Удэ. Помимо базового варианта там строились пилотируемые и беспилотные самолеты-мишени Як-25РВ-I и РВ-II — их значение для развития авиационных и ракетных средств ПВО было даже больше, чем появление в ВВС СССР высотного разведчика. С помощью этих машин конструкторы научились делать, а строевики — применять сверхзвуковые перехватчики и зенитные ракетные комплексы, которые надежно закрыли наше небо для «Локхид» U-2. Такие самолеты как Як-25РВ, в частности, были в 99-м Гвардейском Забайкальском отдельном авиаполку — хотя он именовался разведывательным, но обеспечивал работу полигона ПВО на Балхаше. Разведчики Як-25РВ базировались, например, в Восточной Германии и
в Польше, но и там использовались в основном как самолеты-цели для тактических перехватов, в которых оружие не применялось. Они не летали над сопредельными странами, по крайней мере, авиации НАТО ни разу не удалось такой самолет засечь. В западной прессе сообщалось о полетах Як-25РВ над Пакистаном, Индией и Китаем, но вполне возможно, это была ложная информация для прикрытия действий американских U-2 с территории Ирана и того же Пакистана. Многие строевые машины были переоборудованы в радиационные разведчики Як-25РР и РРВ со спецоборудованием в контейнерах. Они следили за воздействием наших ядерных испытаний на природу и наблюдали за чужими атомными взрывами, не нарушая границ. А вот перехватчик аэростатов Як-25ПА так и остался в проекте. Завод # 99 построил 155 самолетов Як-25РВ, которые служили более 15 лет до поступления на вооружение МиГ-25 и мишеней на базе крылатых ракет — так из экспериментальной машины получился неплохой боевой самолет.
Преодоление звукового барьера открывало перед истребительной авиацией новые возможности, но увеличение скорости и высотности привело к ухудшению маневренности и дальности полета, что обесценивало полученные преимущества. Радиус действия можно было увеличить за счет перехода на экономичные высокотемпературные двухвальные турбореактивные двигатели, но решение этой задачи в комплексе требовало и других мер. Исследования показали, что достижению достаточных и маневренности, и дальности сверхзвуковым самолетом мешает его избыточная статическая устойчивость. Она обеспечивает возврат к прямолинейному полету после воздействия случайных возмущений, например турбулентности, и достигается путем отклонения расположенного сзади за центром масс горизонтального оперения, которое создает аэродинамическую силу, уравновешивающую это воздействие. Но она направлена вниз и уменьшает общую подъемную силу самолета, создавая к тому же дополнительное балансировочное сопротивление и не позволяя пилоту быстро менять траекторию движения его машины. Решением проблемы могла стать установка переднего горизонтального оперения, которое будет играть роль управляемого дестабилизатора. ПГО понижает степень статической устойчивости, уменьшая балансировочное сопротивление и крейсерский расход топлива за счет перевода двигателя на пониженную тягу. Оно же создает
к новому типу и обозначили МиГ-23 (по названию новой разрабатываемой системы вооружения С-23).
От «прототипа» МиГ-21ПФ осталось только крыло, оперение и часть систем, да и то с доработками. Самолет Е-8 получил новый двигатель Р21Ф-300, соответствующий изменившимся режимам полета, и подфюзеляжный воздухозаборник с прямоугольным входным сечением, а освободившееся место в носу заняла мощная РЛС «Сапфир-23». Система вооружения С-23 обеспечивала применение двух ракет малой дальности К-13М с тепловым самонаведением или УР средней дальности К-23 — по одной с тепловой и радиолокационной головками самонаведения.
«Зенит» под руководством
И. Микояна построил два опытных истребителя Е-8. Первоначально они считались модификацией серийного МиГ-21 (Е-7) и именовались МиГ-21М, но в их конструкцию были внесены настолько существенные изменения, что самолет отнесли
Первый опытный Е-8/1 поднял в воздух Г. Мосолов 17 апреля 1962 г., а 13 июля А. Федотов облетал и Е-8/2. Хотя они пока не получили всего комплекта вооружения, было ясно, что переход на статически неустойчивую схему значительно повышает боевые качества истребителей. Но вместе с тем стали видны и серьезные проблемы. Пилотирование таких самолетов усложнялось, а установленные на них средства автоматизации демпфирования и обеспечения искусственной динамической устойчивости были пока несовершенны и не гарантировали безопасность на всех режимах полета. Испытания были прерваны аварией первой машины 11 сентября 1962 г., и хотя она произошла из-за разрушения диска 6-й ступени компрессора двигателя, программа дальнейшего изучения динамики самолетов с пониженной статической устойчивостью на Е-8 была приостановлена. Вместе обе машины выполнили 36 полетов. На Е-8 не удалось решить еще одну проблему — ухудшение взлетно-посадочных характеристик истребителей. Ему требовался даже больший аэродром, чем обычному МиГ-21, а летать с грунта его нижний воздухозаборник не позволял в принципе.
В то время был выбран другой способ одновременно улучшить весь комплекс тактико-технических данных — путем перехода на крыло изменяемой стреловидности. Оно дало сокращение разбега и пробега, рост дальности, а после устранения недостаточной прочности — и улучшение маневренности. Такое крыло появилось на новом самолете ОКБ Микояна, за которым и закрепилось в войсках обозначение МиГ-23. С ним на смену второму поколению истребителей пришло новое, третье. Этот самолет получил систему вооружения С-23, но с удвоенным, а затем и с утроенным запасом ракет. Ее, как и другое оборудование для МиГ-23, предварительно испытали именно на Е-8. Однако проведенные на Е-8 исследования динамики полета с пониженной статической устойчивостью не пропали даром — они стали базой для разработки истребителей поколения IV. Внедрение электро-дистанционных систем управления и цифровой вычислительной техники решило вопрос искусственной устойчивости самолетов и позволило достичь тех целей, о которых мы говорили в начале статьи. Так, в Советском Союзе были созданы истребители МиГ-29 и Су-27 с пониженной или отрицательной статической устойчивостью, а затем сверхманевренные Су-30, Су-33 и Су-34 с ПГО, которое улучшило и их взлетно-посадочные качества.
С января 1956 г. страны НАТО стали использовать для разведки территории СССР автоматические дрейфующие аэростаты —АДА. Для обычных перехватчиков и зенитных ракет это была очень трудная цель, и в 1967 г. перед вновь созданным Экспериментальным машиностроительным заводом была поставлена задача создать самолет М-17, способный сбить АДА, медленно движущийся на высоте до 20 000 м. Разработку возглавил руководитель ЭМЗ В. М. Мясищев. Ракеты стоили дорого, а вероятность их попадания в шар была низкой, потому он выбрал пушку ГШ-23. Но чтобы летчик успел прицельно расстрелять АДА, самолет должен двигаться с минимальной скоростью и при этом сохранять устойчивость, что на такой высоте очень сложно. Надо уменьшать нагрузку на крыло, увеличивая его площадь, но в стратосфере в общем сопротивлении самолета растет доля сил трения, это ведет к потере дальности. Хорошее отношение подъемной силы и сопротивления у планеров, но они не летают на таких высотах. Для М-17 потребовалось создать новый сверхкритический профиль крыла, который разрешал это противоречие. Сопротивление трения с подъемом на высоту растет с ростом вязкости воздуха, что ведет также к потерям давления в воздухозаборнике и в сопле двигателя. Это заставило сделать входные устройства боковыми, а фюзеляж превратить в короткую гондолу, сократив воздушный тракт до минимума. Так родилась редкая у нас двухбалочная схема самолета. Рыбинское КБ машиностроения для М-17 на базе бесфорсажного одновального турбореактивного двигателя сверхзвукового лайнера Ту-144 создало высотный РД36-51В со взлетной тягой 6000 кгс. Хотя на высоте 21 км она падала в 10 раз, высокое аэродинамическое качество позволяло самолету устойчиво лететь.
Постройку машины поручили авиазаводу в Кумертау, который выпускал вертолеты Камова и беспилотные разведчики Ту-143. Еще одно изделие оказалось непосильной нагрузкой для предприятия, и на испытания М-17 передали только в 1978 г. Ни дирекция завода, ни руководство ЭМЗ не обеспечили условий для их проведения, и при незапланированном взлете 27 декабря летчик Чернобровкин допустил ошибку и разбился.
К тому времени были найдены другие способы борьбы с АДА, противник применял их все реже, и встал вопрос, что делать с М-17, производство которого передали в Смоленск. Там совместно с ЭМЗ построили еще два самолета —первый использовали для испытаний, а второй, названный «Стратосфера», —в научных исследованиях. Но, даже сняв пушку, места под аппаратуру не нашли. В начале 1980-х гг. появилась идея ударного комплекса в составе высотного самолета-целеуказателя, способного обнаруживать малоразмерные замаскированные цели на линии фронта и в ближнем тылу врага, и оперативно-тактических ракет сухопутного базирования. Для этого предполагалось создать модификацию М-17РМ, но компоновка не позволяла разместить требуемую аппаратуру весом 1500 кг с ее датчиками и антеннами. Тогда в той же схеме был сделан новый самолет М-55, отличавшийся пропорциями, увеличенной гондолой фюзеляжа и двумя двухконтурными двигателями Д30В-10. Боевые системы были размещены в съемных модулях в гондоле фюзеляжа, хвостовых балках и контейнерах под крылом. Опытный самолет М-55 был построен Смоленским авиазаводом и ЭМЗ и совершил первый полет 16 августа 1988 г. Хотя он успешно прошел испытания и показал очень высокие летные данные,
на вооружение его не приняли —в 1991 г. СССР распался, в России началось поспешное сокращение вооруженных сил. Смоленский авиазавод успел построить четыре серийных разведчика-целеуказателя М-55, но один из них разбился, а два других переоборудовали для научных исследований. Они участвовали в полетах в Арктике по программе «Глобальный резерв озона» и показали, что с этим нужным для жизни на Земле газом не так все плохо, как кажется некоторым экологам. Перед подобным американским ER-2 самолет М-55 «Геофизика» имел преимущества в продолжительности полета и способности выдерживать турбулентность, но спрос на такие исследования оказался ограничен. Проект «Геофизика-2» не нашел своего заказчика, как и воздушно-космическая система М-55Х для запуска туристического космолета C—XXI «Клипер», и ряд других интересных предложений. И все же М-17 и М-55, установившие 30 мировых рекордов высоты, скороподъемности и скорости полета, дали бесценный материал для создания высотных самолетов будущего —сейчас эта задача вновь стоит на повестке дня. Они не встали в строй, но дали важнейшие научные результаты, необходимые для движения вперед. Такой подход к делу —самая яркая черта авиаконструктора Владимира Мясищева и его последователей.
6000/4500
600/670
ссср. истребитель
иСТребиТеЛЬ СУхой С-37 В 1982 г. наряду с проектированием палубного истребителя Т-10К на базе Су-27 ОКБ им. П. О. Сухого начало поиск путей дальнейшего повышения скорости, маневренности и дальности в четырех основных направлениях. Размещение малогабаритных ракет воздух — воздух и воздух — поверхность в закрытых отсеках снизило сопротивление самолета на крейсерском режиме. Это позволяло достичь сверхзвуковой крейсерской скорости без форсажа с меньшим в пять раз километровым расходом топлива. Одновременно росло аэродинамическое качество в воздушном бою, дополнительную маневренность дало управление вектором тяги (УВТ) двигателей и крыло обратной стреловидности — КОС. В отличие от обычного, у него срыв потока развивался не от законцовок, что вело к потере эффективности элеронов, а от центроплана, где падение подъемной силы уравновешивали несущий фюзеляж и развитые наплывы. Статически неустойчивая схема продольного интегрального триплана с ПГО давала сложение подъемных сил фюзеляжа, крыла и горизонтального оперения на взлете, маневре и посадке, и минимизацию сопротивления в крейсерском режиме плюс мощные управляющие моменты для достижения сверхманеврености. Это резко повышало возможности палубного истребителя, но сроки его разработки не устроили командование Авиации ВМФ СССР, которое уже ждало серийные Су-33. Зато самолетом заинтересовались Военно-воздушные силы, начавшие программу МФИ («Многофункциональный фронтовой истребитель») для замены Су-27. Истребитель V поколения «Сухой» делал по конкурсу с «МиГом». Первый проект С-22 рассчитывался под двигатели АЛ-41Ф, Д-30Ф9 и Р179Ф-300 с плоскими соплами, управляемыми в одной или двух плоскостях, и повы -
шенный запас топлива. Но развитие в СССР технологий УВТ привело к созданию намного более эффективных, обтекаемых, легких и простых управляемых сопел, с которыми удалось снизить расход топлива и уменьшить потребный объем фюзеляжа. Следующий проект С-32 имел меньший мидель и новую форму носовой части, не только улучшившую аэродинамику, но и снизившую радиолокационную заметность самолета. На это были направлены и другие меры — изменение конструкции воздухозаборников, люков, каркаса планера и специальные покрытия частей самолета.
Он получил современный комплекс вооружения с РЛС с несколькими отдельными фазированными антенными решетками, оптическими датчиками с высокой разрешающей способностью и пассивной системой опознавания. Это позволяло применять управляемые и обычные ракеты и бомбы по всем видам целей с режима свободного маневра, держа в поле зрения до 24 объектов атаки и обстреливая одновременно 6 из них. Главной трудностью оказалась разработка силовой схемы крыла — обратная стреловидность определяла необычно высокие значения крутящего момента в его корневом сечении. Для обеспечения его жесткости пришлось перейти на композиты — из них, в основном из углепластиков, было сделано 90 % деталей консолей. Дело это у нас было новое, и в статических испытаниях первый вариант конструкции приложенных нагрузок не выдержал, что заставило ограничить скорость с 2500 до 1600 км/ч до решения проблемы. Эскизный проект С-32 был готов на рубеже 1990-х гг., но развал СССР задержал строительство опытных образцов, а новое руководство ВВС России изменило требования к самолету МФИ, из-за чего в 1996 г. пришлось проводить новую защиту проекта самолета, который был почти готов.
Его делали лишь для первого этапа испытаний со значительными упрощениями — без части прицельного оборудования, с серийным вооружением и двигателями Д30Ф-6 без УВТ, с использованием многих агрегатов серийного Су-27. Была сделана упрощенная носовая часть фюзеляжа, аэродинамика которой пока не соответствовала утвержденному проекту. В таком виде самолет получил обозначение С-37, и летчик-испытатель И. Вотинцев впервые поднял его в воздух 25 сентября 1997 г.
Хотя в 2001 г. самолету было присвоено войсковое обозначение Су-47, на вооружение он принят не был. Так и не удалось устранить недостаточную прочность крыла, а скорости самолета были заметно меньше заданных. По сути, С-37 остался чисто экспериментальной машиной. Хотя по проекту он был истребителем уже V поколения, его летные данные не дотягивали до этого уровня. На вооружение самолет С-37 принят не был, и в целом идея КОС для маневренного истребителя себя не оправдала. Но опыт его разработки и испытаний был использован и в создании перспективного авиационного комплекса фронтовой авиации ПАК-ФА — Т-50, для отработки вооружения которого С-37 использовался с 2005 г., и для разработок в совершенно новых областях, о которых рассказывать пока рано.
— 2×д30ф-6 форсажной тягой
15 500 кгс
взлете веС ПУСТого — 19 500 кг, нормальный взлетный 24 000 кг СКороСТЬ У зеМЛи — 1400 км/ч, на высоте 1600 км/ч ЭКСПЛУАТАциоННАя ПерегрУзКА — +9/-3 ПрАКТичеСКий ПоТоЛоК — 20 000 м дАЛЬНоСТЬ — 1600 км рАзМАх КрЫЛА — 16,7 м ПЛощАдЬ КрЫЛА — 56 м2 дЛиНА — 22,6 м воорУжеНие — 4 ракеты р-77, 2 ракеты р-73 и пушка гш-301 ЭКиПАж — 1 человек
Несмотря на изменение военной доктрины в пользу ракет, в 1960 г. конструкторские бюро советской авиапромышленности получили задание на разработку дальнего бомбардировщика-ракетоносца с высокой сверхзвуковой скоростью полeта. Он предназначался для уничтожения сильно защищeнных военных баз противника в Европе и Азии, а также его авианосцев на подходе к нашим берегам. Работа была поручена и тем ОКБ, которые раньше таких самолeтов не делали, в том числе — коллективу П. О. Сухого. Балансировочное сопротивление обычной статически устойчивой схемы не позволяло достичь заданной сверхзвуковой дальности 6000 км. Проанализировав около 130 различных компоновок, конструкторы ОКБ «Кулон» пришли к идее статически неустойчивой бесхвостки с управляемым передним горизонтальным оперением. Для уменьшения веса и размерности самолeта Сухой перешeл на экипаж из двух человек (на борту дозвукового Ту-16А было семеро, а на первом сверхзвуковом дальнем бомбардировщике Ту-22 — трое), повысив уровень автоматизации выполнения боевой задачи. Однако всего этого оказалось мало. Было предложено уменьшить требуемый запас топлива за счeт повышения крейсерской скорости с 2000 до 3000 км/ч. Хотя часовой расход при этом рос, продолжительность полeта была меньше, расход километровый падал, что и требовалось. Существующие одноконтурные и двухконтурные турбореактивные двигатели с форсажной камерой такой режим не обеспечивали, и моторостроители из бюро Климова и Колесова получили заказ на них. В конце концов был выбран одновальный ТРДФ РД36-41 конструкции Колесова с хорошей экономичностью именно на большом сверхзвуке. Двухконтурный бесфорсажный РД36-51 того же КБ делался на перспективу.
Первый дальний бомбардировщик в практике ОКБ Сухого был обозначен Т-4, или «самолeт 100». На нeм впервые в СССР были установлены электродистанционные системы управления самолeтом и силовой установкой, работу которых обеспечивал цифро-аналоговый вычислительный комплекс с микропроцессорами и мультиплексными связями. Новинками были конструкция с широким применением стали и титана и гидросистема с очень высоким рабочим давлением 280 атмосфер, что снизило еe массу при заданной производительности. Интересными особенностями самолeта были отклоняемая для обеспечения обзора на взлeте и посадке носовая часть и регулируемый воздухозаборник внутреннего сжатия — единый для всего пакета из четырех двигателей, но разделeнный вертикальным клином. Постановление о строительстве семи опытных самолeтов Т-4 было принято в 1967 г., для чего был выделен Тушинский машиностроительный завод. Наконец, 22 августа 1972 г. лeтчик-испытатель В. Ильюшин и штурман Н. Алфeров выполнили на Т-4 первый полeт. Военные, оценив опыт применения высотного фронтового разведчика-бомбардировщика МиГ-25РБ с крейсерской скоростью 2200 км/ч и максимальной 2800, поддержали идею Сухого, но испытания Т-4 столкнулись с серьeзными трудностями. Было много отказов и поломок, двигатели не дали расчeтной экономичности, а самолeт — скорости, при том он стоил очень дорого. На всю программу было потрачено 1,3 млрд советских рублей, что на сегодня составило бы более чем полтриллиона рублей! Хотя уже рассматривался вопрос о запуске Т-4 в серию на Казанском авиазаводе, этому воспротивился Министр авиапромышленности П. Дементьев — такое бюджет его ведомства потянуть не мог. И на этот раз Министерство обороны, не получившее заявленных
Сухим лeтных данных, с ним согласилось. К недобору скорости и дальности добавились ухудшившиеся взлeтно-посадочные данные. Эксперимент с «соткой» оказался неудачным, и дело было не «в интригах Туполева», и не в «отсталости системы», просто Т-4 проиграл конкуренту Ту-22М не только в соотношении стоимости и эффективности, но и по всему комплексу боевых свойств. Применение на Ту-22М крыла изменяемой стреловидности дало ему расширение возможных режимов полeта. Самолeт Туполева был способен прорывать ПВО и на малых высотах, а стратосфера и большой сверхзвук уже перестали быть защитой от перехватчиков и зенитных ракет. Построенный из традиционных материалов Ту-22М, можно было производить в достаточных количествах, а хорошие несущие свойства его крыла при малой стреловидности позволяли не тратиться на увеличение взлeтно-посадочных полос. Хотя и эта машина поначалу имела много дефектов, но их удалось устранить, и теперь Ту-22М3 смело можно отнести к лучшим ударным самолeтам во всeм мире. Именно на тяжeлых бомбардировщиках крыло изменяемой стреловидности дало наибольшие выгоды, и конструкторы Т-4 это тоже понимали — на его основе они сделали ряд новых проектов, но все они уступили туполевскому Ту-160.
хАрАКТериСТиКи САМоЛeТА Т-4 двигАТеЛи — 4×рд36-41 взлeтной тягой по 16 000 кгс веС ПУСТого — 57 720 кг, взлeтный — 136 000 кг СКороСТЬ — максимальная — 3200 км/ч, крейсерская — 3000 км/ч на высоте 20—24 км дАЛЬНоСТЬ — 6000 км дЛиНА рАзбегА — 900 м, пробега — 1150 м воорУжеНие — 2 ракеты х-45, или х-2000, или 19 т бомб ЭКиПАж — 2 человека
