Боевые самолеты. Летающий ИС-1
Необходимое предисловие. Речь идет о 30-х годах прошлого столетия, когда в конструкторских бюро всего мира столкнулись две идеологии: скоростного и маневренного истребителя. Сразу совместить тогда просто не получалось, и вышло так, что пришлось работать в двух направлениях.
Истребитель маневренного боя был биплан, скоростным – моноплан.
Здесь все нормально, физика, точнее, аэродинамика. Бал правила удельная нагрузка на крыло, то есть отношение веса самолета к площади крыла. И в указанные времена именно этот параметр определял во многом летные качества любого самолета.
Бипланы с большой площадью крыла имели малую скорость отрыва и короткий разбег, а в небе были весьма маневренными. Но за это приходилось платить невысокой скоростью горизонтального полета.
Монопланы, наоборот, были резвее по скорости, но им требовались более длинные ВПП и средства механизации крыла: предкрылки, закрылки, щитки, аэродинамические тормоза.
Явно рисовалось нечто среднее, самолет, который мог бы сочетать в себе и короткий взлет, и неплохую маневренность, и большую скорость.
Такая попытка была сделана бывшим советским изобретателем Иваном Ивановичем Махониным.
До 1921 года он жил и работал в России, но потом был вынужден уехать во Францию, так как на родине не проявили интереса к его проектам, которых было много.
В сентябре 1929 г. Махонин представил проект самолета-моноплана с изменяемым размахом крыла. Именно так, длина крыла изменялась от 13 до 21 м, а площадь от 19 до 33 кв. м.
Внешние части консолей могли телескопически втягиваться внутрь корневых частей крыла, когда в избыточной подъемной силе не было нужды. Благодаря этому при полете с большой скоростью существенно снижалось сопротивление воздуха. Первый полет самолета Mak.10, оснащенного двигателем Lorraine 12Eb мощностью 480 л.с., состоялся 11 августа 1931 года. После 4-х лет испытаний он был значительно модернизирован и получил новый двигатель Gnome K.14 (800 л.с.) и обозначение Mak.101. Самолету удалось достичь скорости 378 км/ч.
Это первый в мире самолет с изменяемой геометрией крыла.
Немцы заинтересовались самолетом. Как только началась оккупация Франции, к Махонину пришли представители Люфтваффе. Иван Иванович наотрез отказался сотрудничать, и самолет был конфискован. Машину вместе с летчиком-испытателем вывезли в Рехлин для испытаний, где в первом же полете летчик-француз, разделявший с Махониным «любовь» к немцам, разбил самолет вдребезги.
На этом история первого в мире самолета с изменяемой геометрией крыла закончилась, а у нас начинается история первых удачных самолетов этого семейства.
Вообще, автор проекта самолета Владимир Васильевич Шевченко в прямом понимании конструктором не был. Да, он закончил МВТУ, да еще и в одной группе с Сергеем Королевым, но тяга к небу победила во всех смыслах. После окончания ВВТУ в 1929 году Шевченко оказался в Одессе, а потом служил в ВВС РККА, летал на истребителях Р-1 и И-4.
Летчиком Шевченко оказался очень хорошим, о чем свидетельствует его участие в воздушных парадах над Красной площадью в составе звеньев Степанчонка на И-5 и Коккинаки на И-16.
А с 1933 года Шевченко работал в качестве летчика-испытателя НИИ ВВС РККА, где принимал участие в испытаниях многих самолетов: И-16, И-153, Р-5, Пе-8, Ил-2, И-180, Ла-5, Ме-108, Ме-110. А в 1939 году посетил Германию, где летал на Ju-88 и FW-189.
Опираясь на свой весьма обширный опыт, Шевченко попробовал себя в разработке нового по тем временам самолета, совмещавшего свойства как моноплана, так и биплана.
Идея Шевченко состояла в том, чтобы сложить у биплана после взлета нижнее крыло, превратив его тем самым в моноплан. При этом колеса убирались в боковые ниши фюзеляжа, сюда же специальным подъемным механизмом убиралась и корневая часть крыла, а концевая вписывалась в выемку нижней части верхней плоскости.
И Шевченко предоставил эскизные расчеты и чертежи на рассмотрение в научную коллегию ВВС. Проект нашли очень интересным и оригинальным, смущало только то, что подобного не случалось ранее в мировой практике. Не имело аналогов в мире, так сказать.
Проекту дали ход. Майору Шевченко, в одночасье ставшему конструктором, выделили помещение в старом здании МАИ, организовали финансирование (весьма скромное по тем временам) и коллектив для постройки макета.
Узнав о признании проекта Шевченко, поддержку коллеге оказали выдающиеся летчики — Герои Советского Союза Григорий Кравченко, Степан Супрун и Анатолий Серов.
И в апреле 1938 года группе летчиков и инженеров НИИ ВВС был представлен действующий макет нового самолета, которому Шевченко и коллектив, работавший над самолетом, дали название ИС-1.
В 60-х годах появилась версия о том, что ИС-1 расшифровывается как «Истребитель складной». На самом деле нет, сохранились подтвержденные свидетельства Шахурина и Поскребышева (секретарь Сталина, если кто не знает), что на докладе Сталину сам Шевченко рассказал об инициативе рабочего коллектива назвать самолет именно так.
Сталин, кстати, не особенно возражал, но намекнул, что с таким названием самолет просто обязан летать и летать хорошо.
Но в 1938 году самолет вызвал ошеломительную реакцию у летчиков, лучше других понимавших суть конструкции.
Были и минусы. Требовалась высочайшая точность изготовления узлов и агрегатов самолета, особенно гидравлики, убирающей крылья. Ведь самый маленький люфт в системе мог привести к недоуборке крыла, а, следовательно, и к возможным поломкам конструкции из-за набегающего потока воздуха.
Вообще, уборка и выпуск нижнего крыла таила в себе много сюрпризов, зачастую неприятных. Складываясь на шарнирах и подтягиваясь к верхнему крылу, нижнее в течение целых семи секунд полета перемещается поперек обтекающего самолет потока. Рисовался сложный рисунок взлета и посадки в плане скорости.
Действующий макет осмотрели нарком обороны Ворошилов, начальник ВВС Локтионов, нарком авиапрома Каганович. В принципе, все остались довольны. Но решение оставалось за Сталиным, мимо которого тогда не проходили разработки в области авиации.
И Шевченко попал на личную беседу с вождем, которая состоялась после расширенного заседания работников авиационной промышленности, где и получил формальное разрешение Сталина на именование самолета.
Самолет ИС-1 являлся экспериментальным, построенным в первую очередь для изучения и проверки механизма уборки крыла и шасси в полете. Хотя в дальнейшем планировалось вооружение для него. В центроплане верхнего крыла вполне нормально размещались четыре ШКАСа.
Нижнее крыло состояло из центроплана и складывающихся консолей. Гидравлический механизм в фюзеляже поворачивал на шарнирах крепления к фюзеляжу центроплан и складывал нижнее крыло. Подъемный механизм состоял из гидроцилиндра и двух кулисных подкосов. Рабочее давление 60 атмосфер создавалось помпой, установленной на моторе. Шасси и хвостовой костыль убирались одновременно с уборкой крыла. Костыль убирался тросовым механизмом.
Заострю внимание, это 1938 год. Шасси убирается на нескольких моделях, а на истребителях это делается вращением ручки тросового механизма. Здесь, кроме костыля, все делала гидравлика.
Шасси и костыль были снабжены амортизаторами, колеса имели тормоза.
Отдельным шедевром была приборная доска, состоящая из трех панелей. Центральная панель имела резиновые противовибрационные амортизаторы и подсветку, на ней размещались все пилотажные и навигационные приборы.
На правой панели разместили управление кислородным оборудованием и управление мотором. На левой – сигнальные лампы гидравлической системы, тормозов, манометры и переключатели магнето.
Самолет вызвал у летчиков-испытателей ажиотаж. Не каждый день в воздух поднимается машина, которую создал собрат-пилот. Выстроилась очередь из желающих летать на самолете.
Первый полет произвел 29 мая 1940 г. летчик-испытатель Василий Кулешов. Кулешов совершил пять полетов, правда, не убирая крыла. Многого от машины не ожидали, поскольку мотор М-25 в 635 л.с. и не мог придать машине каких-то выдающихся ЛТХ. Важно было вообще проверить способность ИС-1 летать.
Крыло убрал в полете 21 июня 1940 года летчик-испытатель Георгий Шиянов. Самолет вел себя безупречно, чем просто поразил Шиянова, который в итоговом отчете написал следующее:
«Оборудование кабины ИС-1 аналогично самолетам И-153, И-16. Приборы расположены удобно. Органы управления мотором, самолетом и вооружением расположены целесообразно. Посадка в кабине удобная, но обзор для руления имеет слишком узкий сектор.
На взлете самолет легко отрывается и не боится боковика (боковой ветер. – Прим. авт.). Возможен взлет с подрывом (на максимальном угле атаки. – Прим. авт.). На больших углах атаки тенденций к сваливанию нет. Наивыгоднейшая скорость набора — 200-210 км/ч. На скорости набора 240 км/ч наблюдается небольшая вибрация хвостового оперения типа бафтинг.
Самолет прост в пилотировании и "плотно сидит" в воздухе. Проявляется незначительное потряхивание хвоста на малых скоростях. Виражит устойчиво, но чувствуется недостаточная мощность мотора. Обзор в воздухе вперед также недостаточен. По прибору доводил скорость до 300 км/ч на высоте 2000 м. Планирует ИС-1 устойчиво, допускает планирование с брошенными рулями. Подвод к земле на посадке на скорости 190 км/ч. Но обзор для посадки недостаточен.
Пробег очень устойчив. Производил посадку с боковым ветром до 45 м/с и силой 10 м/сек. Никаких сомнений самолет не вызывает».
На взлете самолет легко отрывается и не боится боковика (боковой ветер. – Прим. авт.). Возможен взлет с подрывом (на максимальном угле атаки. – Прим. авт.). На больших углах атаки тенденций к сваливанию нет. Наивыгоднейшая скорость набора — 200-210 км/ч. На скорости набора 240 км/ч наблюдается небольшая вибрация хвостового оперения типа бафтинг.
Самолет прост в пилотировании и "плотно сидит" в воздухе. Проявляется незначительное потряхивание хвоста на малых скоростях. Виражит устойчиво, но чувствуется недостаточная мощность мотора. Обзор в воздухе вперед также недостаточен. По прибору доводил скорость до 300 км/ч на высоте 2000 м. Планирует ИС-1 устойчиво, допускает планирование с брошенными рулями. Подвод к земле на посадке на скорости 190 км/ч. Но обзор для посадки недостаточен.
Пробег очень устойчив. Производил посадку с боковым ветром до 45 м/с и силой 10 м/сек. Никаких сомнений самолет не вызывает».
В облете ИС-1 принял участие и знаменитый летчик Степан Супрун. ИС-1 под управлением Супруна продемонстрировал и скорость, и высокую маневренность. Крыло и шасси летчик убрал сразу же после взлета. В своем заключении по испытаниям ИС-1 Супрун записал:
«На рулежке обзор вперед недостаточен. Взлет простой. Амортизация шасси нормальная. При переходе в угол набора самолет слегка потряхивает, что не опасно. Механизм уборки крыльев и шасси расположен очень удобно и просто. Крыло и шасси убираются легко, поведение самолета в этот момент нормальное, просадки нет. Самолет послушен в пилотировании. Вираж и боевой разворот выполняет очень хорошо. Можно делать вираж с креном 70 градусов на скорости 300 км/ч. Вывод из боевого разворота на скорости 220 км/ч. Отбалансированный самолет хорошо летит с брошенной ручкой. Поперечная и продольная устойчивость самолета очень хорошие. При выпуске крыла и шасси поведение самолета нормальное. Посадка проста».
В январе 1941 г. был готов второй самолет, получивший название ИС-2. Эта машина была аналогична ИС-1, но мотор установили М-88 мощностью 950 л.с.
Чуда не произошло, но получилась просто прекрасная машина. Так как М-88 был на голову лучше М-25, ИС-2 не просто полетел. Горизонтальная скорость достигла 600 км/ч, меньший размер мотора позволил вместо двух ШКАСов установить два БС. То есть вооружение стало весьма вменяемым: два пулемета 12,7-мм и два 7,62-мм.
По массе секундного залпа сопоставимо с Як-1 или Ме-109. ЛаГГ-3 и МиГ-3 (в пятиточечном варианте) были круче, но это и самолеты для других задач изначально задумывались.
Кроме более мощного мотора, у ИС-2 был значительно уменьшен мидель фюзеляжа, увеличено его удлинение и сделан более обтекаемый капот двигателя. Несколько уменьшена при этом площадь крыльев.
ИС-2 прошел цикл испытательных полетов, и на этом все. Началась война.
Конечно, с началом войны все работы были прекращены. ИС получился дорогим и технологически сложным истребителем, что в условиях военного времени не являлось достоинством.
Кроме того, выяснилось, что, к сожалению, использовать преимущества биплана в маневренном бою нельзя, так как крыло и шасси убирались синхронно. Достоинства биплана реализовывались только на взлете и посадке.
Шевченко рук не опустил и продолжил борьбу за идею своего самолета. Появился проект истребителя ИС-4 с двигателем М-71Ф мощностью 2000 л.с.
Его расчетная максимальная скорость у земли предполагалась в 660 км/ч, а на высоте 6000 м — 720 км/ч. Максимальный расчетный потолок – 13 300 м. Вооружение предполагалось из 4 пушек ШВАК, две в корне верхнего крыла, две синхронных в моторном отсеке.
Суда по оценкам экспертов, ознакомившихся с проектом в 1944 году, а это были Иосиф Лазарев и Николай Поликарпов, самолет действительно мог показать такие параметры.
По сравнению с первыми машинами, на ИС-4 была более продуманная форма фюзеляжа с носовым колесом вместо хвостового костыля.
Ниши в боках фюзеляжа для уборки крыла и шасси должны были закрываться специальными автоматически выдвигающимися стенками, шасси убиралось в центроплан независимо от уборки нижнего крыла. Гермокабина с каплевидным фонарем.
Увы, но и ИС-4 не заинтересовал ВВС. Война шла к концу, вместе с ней фактически уходила эра винтомоторных самолетов. Все взгляды уже были направлены в сторону реактивной авиации. Последней работой конструктора Шевченко стал самолет ИС-14, уже реактивный, и тоже новой принципиальной схемы. Но это уже совсем другая история.
Наша же история на этом заканчивается. Шевченко не повезло. В 1938 году наша промышленность была не очень готова к выпуску столь сложной технически машины. А во время войны и тем более. Те ЛТХ, который показал самолет, собранный и вылизанный в ОКБ, не чета машине, которую делали бы в холодных цехах руки женщин и подростков. И результаты могли бы только навредить конструктору.
Нельзя сказать, что Шевченко работал зря. Это вообще человек, который прожил жизнь с большой пользой. 6000 часов налета летчиком-испытателем и летчиком-истребителем. В войну конструктор Шевченко снова стал истребителем, командиром отдельной авиаэскадрильи особого назначения. 122 боевых вылета.
Плюс четыре полетевших образца самолетов, пусть и не пошедшие в серию. Идея-то не канула в небытие. Тот принцип, над которым работал Владимир Шевченко и его бригада инженеров в составе Василия Никитина, Петра Носикова, Владимира Теплякова, Николая Столбового, Всеволода Смирного, Анатолия Фролова, Виктора Абрамова, Николая Цигира, Евгения Колесникова, Анатолия Андреева, Тамары Реинвальд, пошел дальше!
Изменять площадь крыла можно по-разному. И сегодня, посмотрев на фото этого забавного самолета имени Сталина, сложно представить тот факт, что потомками этой машины являются МиГ-23, МиГ-31, Су-24, Ту-160.
А это факт.
ЛТХ ИС-2
Размах крыла, м: 8,60.
Длина, м: 7,36.
Высота, м: 2,68.
Площадь крыла (полная), кв. м: 20,83.
Масса, кг:
— пустого самолета: 1 400;
— максимальная взлетная: 2 180.
Двигатель: 1 х М-88 х 950 л.с.
Максимальная скорость, км/ч: 588.
Крейсерская скорость, км/ч: 453.
Практическая дальность, км: 600.
Практический потолок, м: 10 800.
Экипаж, чел.: 1.
Вооружение:
— четыре 7,62-мм пулемета ШКАС или
— два 12,7-мм пулемета БС и два 7,62-мм пулемета ШКАС.
Информация