Неизвестные советские самолёты
Чтобы восстановить его подробности и собрать возможно более полный материал о свершенно неизвестных теперь самолетах, пришлось работать не один год. Думаю, что настало время обнародовать результаты поиска, равно как и прошу откликнуться всех, кто может чем-либо дополнить это повествование.
Итак, в середине предвоенного десятилетия Осоавиахим (потом ДОСААФ СССР, сейчас - оборонные спортивно-технические общества в «новых»* государствах (названия разные, есть даже ДОСААФ) решил проводить скоростные гонки самолетов. Первые состоялись на аэродроме Центрального аэроклуба СССР имени А.В.Косарева(ныне — НАК РФ им. Чкалова) 12нюля 1935 г. вовремя показа правительству достижений авиационного спорта. Участвовали легкомоторные самолеты разнообразных классов и схем, в основном не приспособленные для гонок, потому что строились в разное время и для разных целей. По максимальной скорости они различались весьма существенно. Например, спортивный АИР-10 развивал 220км/ч, а биплан первоначального обучения У-2 всего 150. Получилось, будто на 100-метровую дорожку одновременно выищи спринтеры, средневики и стайеры.
Летом 1936 года, группу советских авиационных инженеров командировали во Францию для ознакомления со скоростными самолетами «Кодрон» и закупки лучших из них вместе с лицензией на производство моторов Рено. На базе двух-трех типов машин предполагалось разработать учебно-тренровочный истребитель, а также легкую гоночную машину. Уже к началу 1937 г. французские двигатели Рено «Бенгали-4» и «Бенгали-6» (номер соответствует числу цилиндров) были у нас изучены, и на заводе №26 в г. Рыбинске началось их производство. К середине того же года их выпускали малыми сериями. Одновременно у фирмы Рено приобрели Л-обраэный 12-цилиндровый двигатель Ro1, который в отличие от первых двух нашим производством не осваивался, и вскоре его сняли с плана из-за большой сложности в технологии.
Помимо известных преимуществ рядных моторов воздушного охлаждения, у двигателей такого типа были другие достоинства. Перевернутая схема, то есть с верхним расположением коленвала и опрокинутыми цилиндрами, обеспечивала хорошнй передний обзор из кабины летчика, а также позволяла уменьшить высоту стоек шасси, поскольку воздушный винт весьма высоко был поднят над землей.
Наиболее подходящими для спортивной авиации признали моторы, получившие наши обозначения МВ-4 и МВ-6.
В 1937 г. Осоавиахим СССР объявил очередной свободный конкурс на проектирование и постройку специальных спортивно-гоночных самолетов. Были подготовлены технические требования и рекомендации.
Желательное условие — исполнение машин в одноместном варианте. Энтузиастам предоставили реальную возможность воспользоваться моторами МВ-4 и МВ-б.
Откликнулись многие авиаконструкторы, большей частью молодые, но уже прошедшие хорошую самостоятельную школу специалисты: В.Н.Беляев, М.Р.Бисноват, А.А.Дубровин, В.К.Грибовский, А.С.Москалев, Д.А.Ромейко-Гурко, Л.И.Сутугин, Б.И. Черановский, А.С Яковлев и другие. Каждый из участников конкурса с разрывом в полгода-год представил технической комиссии Осоавиахима свой проект. А.С. Яковлев, чьи самолеты дважды (1935, 1936 гг.) завоевывали первое место на скоростных соревнованиях, успел даже построить машину, оперативно переделав свой УТ-1 под мотор МВ-4. Одобренные проекты заложили в производстве на нескольких предприятиях страны при мощной материальной поддержке Осоавиахима.
Работы Александра Сергеевича Яковлева**
«Яковлевцы» выпустили в конце 30-х гг. три одноместных спортивных самолета на базе УТ-1 (АИР-14) с моторами Рено. Использование во многом отработанной конструкции прототипа ускорило создание новых машин на всех стадиях их освоения. Замена звездообразного мотора М-11Г (115 л.с.) на однорядный МВ-4 (140 л.с.). способствовала увеличению скорости УТ-1 с 240 до 270 км/ч, поскольку улучшилась аэродинамика носовой части фюзеляжа и увеличилась мощость силовой установки. Лобовое сопротивление мотора уменьшилось за счет меньшей площади поперечного сечения в зоне капота. На нем тщательно загерметизировали стыки обшивки. Это улучшило его внутреннюю аэродинамику.
АИР-18
Вторая машина с мотором МВ-4, получившая наименование АИР-18, в ОКБ А.С. Яковлева была третьей по счету с двигателем МВ-4. Чуть раньше с такой же силовой установкой построили двухместный учебный АИР-20 - прототип серийного УТ-2. На АИР-18 в 1937 г. летчик-испытатель Ю.И. Пионтковскнй достиг скорости 300 км/ч, чему в немалой степени способствовало улучшение аэродинамики фюзеляжа, заключающееся в применении закрытого фонаря кабины летчика.
Для хорошего обзора из кабины ее борта сделали прозрачными (по типу остекления самолетов «Кодрон»), занимающими чуть не половину высоты корпуса. Дальность полета АИР-18 по сравнению с УТ-1-МВ-4 снизилась из-за упразднения крыльевых бензобаков в пользу убираемого шасси, но на главное назначение аппарата это не повлияло.
Следующий тип из семейства АИР, самолет «21», был оснащен более мощным двигателем МВ-б (220 л.с.). От убираемого шасси отказались, поскольку его подъем и выпуск производился вручную с помощью сложных многозвеньевых механизмов. Несмотря на это, скорость «21» доходила до 322 км/ч на высоте 2000 м и до 290 у земли.
Дальнейшее совершенствование одноместного гоночного типа намечалось созданием самолета «25». Этот аппарат разрабатывался в 1939 г., но завершен не был: ОКБ А.С. Яковлева решением правительства перенацелили на проектирование фронтового истребителя «26» (И-26) (Як-1).
Работы Даниила Александровича Ромейко-Гурко
Следующий участник конкурса — Даниил Александрович Ромейко-Гурко (1898-1947), конструктор-планерист, победитель всесоюзного соперничества на лучший проект «безопасного пассажирского самолета» в 1935 г.. В 1938 г. он разработал совершенно оригинальную машину с неповторимыми по стилю и образности внешними формами. Они могли быть легко выполнены в производстве при существующем уровне технологии самолетостроения. Используя общность законов аэро- и гидродинамики, конструктор избрал для своей машины форму «акулы». Видимо, его натолкнула на эту мысль перевернутая схема мотора «Бенгали-б». Высокорасположенный кок винта с нижним воздухозаборником охлаждения цилиндров преобразились в морду морского хищника. «Глазами» стали входные отверстия всасывающих патрубков мотора. А выходная щель и боковые жалюзи капота приняли вид жаберных крышек, из-под которых, как гигантские плавники раскинулись консоли крыла с эллиптическими законцовками. (Габаритная площадь крыла — 8,6 м2). Не менее образными получились фонарь кабины летчика — по форме серповидного спинного плавника и вертикальное оперение, удачно дополненное рессорой хвостового костыля в мощный акулий хвост.
Основные стойки шасси вместе с колесами были одеты в ластообразные обтекатели, напоминающие брюшные плавники рыбы. Эффектной получилась бы и окраска, белые зубы в улыбающейся красной пасти, темно-бирюзовые бока и бело-голубое брюхо. Даже на бумаге проект Ромейко-Гурко «вызвал оживленное изумление».
Расчетные характеристики «Акулы» были довольно высокими, насмотря на то, что ее создатель явно тяготел к декоративности внешних очертаний. Максимальная скорость — около 400 км/ч при взлетом весе до 900 кг.
К сожалению, конструктор не довел своей работы до конца. С 1939 г. он перешел работать в ОКБ «Су». Там он стал первым заместителем П.О. Сухого, оставаясь на этом посту до последний своих дней.
Работы Владислава Константиновича Гри6овского
Создатель многих учебных планеров и легкомоторных самолетов Владислав Константинович Гри6овский (1889-1977) по заказу профсоюзного спортивного общества «Спартак» построил в 1937 г. самолет Г-26 по типу ранее созданных аппаратов такой же схемы, как Г-22 и Г-23, но с более мощным двигателем отечественной конструкции МГ-40 (140 л.с.), с аналогичным расположением цилиндров и равным по мощности мотору «Бенгали-4» (МВ-4). Новый одноместный ниэкоплан стал, пожалуй, одним из самых красивых среди подобных того времени.
Сравнительно небольшая мощность мотора и применение неубираемого шасси в известной степени ограничили максимальную скорость 280 км/ч. Тем не менее для самолетов с двигателями столь малого литража эта характеристика поставила аппарат Грнбовского в род лучших. Впечатлила большая дальность полета — до 1500км.
После перехода МКБ Грибовского в 1940 г, в подчинение Наркомата авиационной промышленности им был построен еще один легкомоторный самолет Г-28 «Кречет» с двигателем МВ-б (220 л-с.). 22 мая 1941 г, летчик Н.В.Гаврилов провел его заводские испытания. Государственные испытания тренировочного истребителя (ТИ-28) проводили А.Б. Юмашев, М.М. Громов, П.М. Стефановский и другие в НИИ ВВС.
Вооруженный пулеметом ШКАС (7,62 мм) с боезапасом в 400 патронов, он показал максимальную скорость 303 км/ч при посадочной — 90,5 км/ч.
Из-за войны летные испытания были прерваны и завершились уже после эвакуации НИИ ВВС РККА. Конструктору предложили поставить более мощный мотор МВ-6А (240 л.с.) для увеличения максимальной скорости и, главным образом, для сокращения длины разбега, которую признали слишком большой — 280 м.
Впоследствии все работы по ТИ-28 были закрыты, В условиях войны тренировочные полеты оказались более приемлемыми на штатных боевых истребителях, а вывозные и учебные — надвухместных вариантах их же (И-16 - УТИ-4; Ях-1 и Як-7 — Як-7В).
Работы Логина Ивановича Сугугина
В 1937 году один из создателей легкого самолета «Три друга» (1928 г), заместитель главного конструктора ЦКБ, доцент Московского авиационного института, автор ряда классических пособий и учебников по проектированию самолетов Логин Иванович Сугугин (1893-1946) стал автором не менее классического проекта гоночной машины. Одноместный моноплан, так и не получивший названия, был скомпонован под Л-образный двигатель Рено Rо1 мощностью 390/450 л.с. Заострив внимание на крыле, как на главном источнике аэродинамического сопротивления самолета, Сугугин не пошел по пути уменьшения толщины профиля, а выбрал для него довольно толстый профиль малой кривизны, критическая точка перехода ЛПС в ТПС у которого располагалась на 50—55% хорды. Но только этим снижение сопротивления не ограничилось. Крыло площадью 10,5 м2 стало начальным звеном, если угодно - - центром кристаллизации аэродинамической компоновки будущего аппарата. Ему был подчинен весь дальнейший процесс проектирования.
Предварительные исследования комбинации «крыло-фюзеляж» показали, что наименьшее значение сопротивления интерференции для ламинарного профиля малой кривизны может быть достигнуто при среднепланной схеме расположения крыла. Если обеспечить равенство отношений высоты фюзеляжа к высоте профиля крыла, расположенных над кордой профиля к соответственно под ней, то можно ожидать при этом примерного равенства местных скоростей потоков, омывающих фюзеляж и крыло, что, как известно, уменьшает интерференцию. Уплощенные борта фюзеляжа позволили отказаться от применения зализов на стыке с крылом.
Корневые части крыла имели большее сужение, чем «консоли» и послужили хорошим вместилищем для топлива. Недостаток подъемной силы на малых скоростях (присущий профилю малой кривизны) конструктор решил возместить щелевыми закрылками, отклоняемыми на взлете и посадке. А свойственные ламинарному профилю небольшие значения критических углов атаки (из-за острой средней кромки) были скомпенсированы автоматическими предкрылками, занимавшими существенную часть размаха крыла, до 40%. Максимальная скорость аппарата, согласно расчетам, составляла 500 км/ч, несмотря на сравнительно толстое крыло, оказавшееся выгодным в весовом отношении, и большой фонарь кабины летчика, обеспечивающий хороший обзор во все стороны. Расчетный вес не превышал 1200кг.
К особенностям проекта можно отнести шасси, убираемое в фюзеляжные ниши под среднерасгашоженным крылом, а также полулежачее положение летчика в низкой кабине, введенное с целью уменьшения миделя фюзеляжа.
Производственная база МАИ не смогла реализовать проект, но он вполне заслуживает самой высокой оценки. Предложенная Сугугиным последовательность процесса проектирования, особенно на стадии завязки общей компоновочной схемы, наверняка еще найдет своих подражателей. Ведь конструктор наглядно показал, сколь рационально можно работать, используя результаты исследований экспериментальной аэродинамики.
Работы Алексея Алексеевича Дубровина
ОКБ-301, возглавляемое с 1937 г. Алексеем Алексеевичем Дубровиным, взялось за освоение двух типов французских самолетов «Кодрон» — С.690 и С.713, Там решили использовать достижения фирмы Марселя Риффара в аэродинамике и технологии деревянных конструкций. Одновременно предусматривалось участие в будущих гонках на приз Осоавнахима вместе с еще одним «Кодроном» С.720, который был закуплен во Франции. Он проходил контрольные испытания с мотором «Бенгали-4» (140 л.с.) в НИИ ВВС. На нем летал в 1937 г. П.М.Стефановский.
Первым из советских «Кодронов» был выпущен аналог по типу С.690 с мотором МВ-б и неубираемым шасси типа Мессье. Его конструкцию изменили так, что даже внешне сходство с прототипом оставалось приблизительным. Произведенные доработки соответствовали нашей технологии производства, метрической системе мер (чертежи были получены с дюймовыми размерами). Изменили также ряд конструктивных элементов и местную аэродинамику. На летных испытаниях с участием П.М. Стефановского, А.И. Никашина и ведущего инженера А.Т. Голяева получили характеристики в общем не хуже, чем у французского «Кодрона» с таким же мотором в 220 л.с. Максимальная скорость составила 385 км/ч при взлетном весе 1005 кг.
Второй тип, «Кодрон-II», строившийся под более мощный двигатель Rо1 (390/450 л.с.), имел несколько большие габариты и вес, но был снабжен убираемым шасси. Этот самолетне закончили, потому что 12-цилиндровый мотор Рено у нас не осваивался, хотя и прошел полный цикл статических испытаний на прочность. Расчетные характеристики самолета примерно соответствовали данным аналогичного французского истребителя С713.
В середине 1939г. работы ОКБ-301 по производству «Кодронов» закончились, и завод с отработанной технологией деревянных конструкций стал серийно выпускать фюзеляжи для ближнего бомбардировщика ББ-22. В 1940 г. решением правительства предприятие бьшо вверено С.А.Лавочкину. Там развернули опытные и серийные работы по фронтовым истребителям «ЛаГГ» и «Ла».
При освоении самолетов «Кодрон» в ОКБ-301 работали крупные авиационные конструкторы Е.Г. Адлер, А.А Дубровин, А.Г. Брунов, З.И. Ицкович, Ю.Б.Стурцель и другие.
Был еще такой интересный эпизод. Модификация С.713, вооруженная четырьмя пулеметами, была выпущена во Франции под обозначением C.714 и применялась в боевых действиях в начальный период второй мировой войны. В 1940 г. объединение «Кодрон-Рено» построило около сотни легких истребителей С.714, развивавших скорость до 485 км/ч. На одном из них успел повоевать летчик Марсель Альбер. До войны он работал механиком на заводе Рено, с 1942 г. дрался с фашистами на советско-германском фронте в составе подразделения «Нормандия—Неман», первый Герой Советского Союза среди французских летчиков, сбил 23 самолета противника, то есть больше, чем любой пилот Франции во вторую мировую войну.
Работы Бориса Ивановича Черановского
Авиаконструктор Борис Иванович Черановский (1896-1960) был неизменным приверженцем бесхвостой компоновочной схемы, проверенной им впервые на планерах в начале 20-х годов. Характерной чертой большинства его ЛА было широкое крыло с параболической передней кромкой.
В период проектирования нового гоночного самолета СГ-1 (БИЧ-21) конструктор применил и для него свою излюбленную схему, но форму крыла выбрал не параболическую, а близкую к ней — трапециевидную с ломаной передней кромкой. Центроплан был прямым, консоли имели стреловидность 25º и лишь законцовки крыла очерчивались по пологой параболе. По виду спереди крыло представляло собой «обратную чайку», по низу изломов которой были устроены обтекатели убираемого шасси. Из-за бесхвостой схемы самолет выделялся своими формами среди всех аппаратов конкурса. Обычным оставался только капот мотора с коком винта и боковыми люками подхода к двигательным агрегатам.
Очень короткий фюзеляж имел длину с рулем поворота не выше 4,74 м. Каплевидный фонарь кабины летчика вместе с фюзеляжем с шестигранным сечением в зоне капота был продолжен назад в виде узкого стекателя, переходящего в клинообразное вертикальное оперение, Взлетный вес СГ-1 оказался наименьшим по сравнению с другими гоночными машинами — всего 643 кг при весе пустого 526. За счет этого и образования под крылом динамической воздушной подушки в полете у земли взлетно-посадочные характеристики получились просто выдающимися. Эффект «экрана» снизил посадочную скорость до 80 км/ч, а разбег и пробег соответственно 110 и 100 м. Рассчитывалось с форсированным мотором МВ-6А (240 л.с.) достичь 424 км/ч.
Столь необычно большие цифры вызвали критическое отношение к проекту некоторых аэродинамиков и конструкторов. Самолету предрекали фиаско, потому что французские «Кодроны» считались неподражаемым совершенством. Но некоторые специалисты дали положительные отзывы, в их числе - бригинженер В.С. Пышнов н инженер I ранга А.С. Яковлев.
Как получилось на деле? Из-за сложности системы наддува двигателя его мощность, как и у серийного МВ-6, составила только 220л.с., и на летных испытаниях Удалось достичь 417 км/ч. Но это всего на 7 меньше расчетной скорости! СГ-1 оказался лучшим из законченных к лету 1941 г.
Работы Александра Сергеевича Москалева
Еще один участник конкурса. Небольшое ОКБ Воронежского авиазавода, руководимое Александром Сергеевичем Москалевым, с самого начала в него не включалось. Позже конструкторы создали несколько легких машин различного назначения с мотором Рено. Среди них одно из первых в мире треугольное летающее крыло малого удлинения (0,97) САМ-9 «Стрела», ставшее прообразом современных сверхзвуковых самолетов бесхвостой схемы. Он с мотором МВ-4 развивал максимальную скорость 340 км/ч. Соэдавался в качестве летающей модели скоростного истребителя « Сигма», и потому не претендовал на участке в гонках.
Между тем, даже пятиместный (с летчиком) пассажирский САМ-10 и его предсерийная модификация САМ-10бис могли с успехом потягаться в скорости с вышедшими в те годы одноместными гоночными машинами.
Они имели такие же моторы, но почти вдвое больший взлетный вес. Моноплан САМ-10 развивал скорость до 336 км/ч. А мог лететь и быстрее. Сначала решили делать шасси, складывающееся назад под крыло, но выполнили его неубираемым и лишь закрыли широкими обтекателями - «штанами». Развитие модели — САМ-10-2 бис уже с убираемым носовым колесом, так и осталось на стадии проекта. Летные характеристики САМ-10 были выше, чем у аналогичного «Симона» С.520 фирмы «Кодрон». Этот самолет при такой же мощности двигателя и числе пассажирских мест развивал скорость 300 км/ч.
В 1939 1941 гг. А.С. Москалев занимался созданием учебно-тренировочного и боевого самолетов. Под мотор МВ-6 заложили тренировочный истребитель САМ-12, Он разрабатывался параллельно с машиной В.К. Грибовского Г-28 по аналогичному заданию. Аэродинамические расчеты предвещали ему максимальную скорость более 400 км/ч. Это считалось для 220-сильного мотора превосходным результатом. Опять-таки война не позволила выпустить.
Конструкция САМ-12 была смешанная, с преобладанием дерева. Основные ноги шасси убирались в крыло. Оно имело сравнительно небольшое удлинение (4,85) и сочленялось с фюзеляжем по низкопланной схеме.
Носовая опора укладывалась под двигатель, как это было предусмотрено в проекте САМ-10-2-бис. Самолет отличался предельной простотой линий, сочетающихся в правильные аэродинамические формы.
Двухместный вариант САМ-12 остался еще более незавершенным. Истребитель-перехватчик А.С. Москалева, САМ-13, был скомпонован по двухбалочнон схеме с тандемной установкой двух моторов МВ-6 по концам короткой фюзеляжной гондолы, в которой между двигателями размещались рабочее место летчика, топливный бак и оборудование. Суммарная мощность силовой установки составляла всего 440 л.с., поэтому расчетная скорость аппарата — 680 км/ч превосходила самые оптимистические предположения.
К проекту САМ-13 быт проявлено «сдержанное» отношение, но, невзирая на это, самолет был построен, прошел продувку в трубе Т-101 ЦАГИ и буквально накануне войны сдан на летные испытания. Даже с неубираемым шасси истребитель, пилотируемый Н.Д. Фиксоном, показал скорость 560 км/ч. (Другие конструкторы добивались подобного результата, убирая шасси и при мощности моторов свыше 1000 л.с.).
Можно были сделать и больше, но сложность доводки носовой опоры шасси, которая плохо подтягивалась в фюзеляжную нишу, не позволила получить заветную цифру максимальной скорости. Фактичсски достигнутое значение составило 607 км/ч.
Факт значительного аэродинамического превосходства самолетов Москалева над другими машинами с такими же энергетическими возможностями очевиден. По сей день успех конструктора не поддается объяснению, наверное, как и всякий талант.
Во время войны ОКБ Москалева эвакуировали на Восток. На новом месте им были созданы многие образцы авиационной техники, из которых можно выделить многоместные десантные кабины и планеры, транспортные и санитарные самолеты, а также строившиеся в серии на заводе ракетные перехватчики А.Я.Березняка и А.М. Исаева БИ-1 (см.«КР» 6-93).
Работы Виктора Николаевича Беляева
В 30-е годы на пути повышения скоростей полета стал флаттер. Многие ученые пытались тогда найти действенные способы, чтобы избежать разрушения машины в воздухе. Исследования велись по нескольким направлениям. Одним же из наиболее интересных решений оказалось не очевидное на первый взгляд увеличение жесткости крыла и даже не сближение центра масс конструкции с ее центром жесткости, а придание крылу новой особой формы. Она обеспечила самосбалансированное (против флаттера) состояние конструкции на все возрастающем скоростном режиме. Крыло разработали в ЦАГИ инженеры В.Н. Беляев и В.И. Юхарин. По виду в плане оно напоминало растянутую в стороны букву «М», имело чрезвычайно тонкий профиль при довольно большом удлинении и размахе. Это не увеличивало, а, напротив, уменьшало жесткость конструкции в полете.
Для проверки произведенных расчетов так называемого упругого крыла конструкторы, помимо сделанных продувок в аэродинамической трубе, построили два специальных планера, которые к лету 1937 г. успешно прошли летные испытания и позволили получить ценный фактический материал, необходимый для создания настоящей высокоскоростной машины.
В 1938 г, группа Виктора Николаевича Беляева (1896 — 1958) спроектировала экспериментальный самолет «УК» с упругим крьшом, как его тоща называли, типа «бабочка».
Удачному решению компоновки самолета в малом весе и небольших габаритах способствовало использование легкого 12-цилиндрового мотора Рено Ro.1 мощностью до 430 л.с. Тонкое М-образное крыло площадью 11 м2 имело профиль переменной толщины по размаху — от 7,5% до корня, до 5% на концах и соединялись с фюзеляжем самолета по низкорасположенной схеме.
Колеса убираемого шасси укладывались снизу в фюзеляж и переднюю часть корня крыла, выполненную для этого с эллиптическими зализами. Кабины двух членов экипажа, летчика и экспериментатора, располагались друг за другом. Бензобаки были помещены в крыле на участках обратной стреловидности консолей.
По их задней кромке подвешивались отклоняемые посадочные щитки. Узкие двухсекционные элероны находились на концевых частях крыла, имеющих прямую стреловидность. «УК» рассчитывался на все фигуры высшего пилотажа, оборудовался специальными приборами, фиксирующими меру устойчивости и деформации крыла на различных режимах полета. Допустимая кратность перегрузки конструкции доходила до 13.
Максимальная расчетная скорость составляла 510 км/ч при взлетном весе 1028 кг.
Разрабатывая одноместный вариант УК-1, предназначенный для спорта, конструкторы надеялись на установление нового рекорда скорости для сухопутных самолетов. Это было бы возможным при повышении нагрузки на крыло, вероятно, за счет уменьшения его площади. Официальный мировой рекорд скорости для сухопутных самолетов в ноябре 1937 г. составлял 611 км/ч и принадлежал немецкому Мессершмитту Bf.113Р*** с мотором мощностью в 1000 л.с.
Положительное заключение испытателей об упругости крыла эксперименталъньк планеров В.Н. Беляева, а также перспективные данные проекта «УК» побудили руководство ЦАГИ к принятию решения о... закрытии темы легкой скоростной машины. Зато быстро развернули работы по дальнему бомбардировщику ДБ-ЛК, который имел аналогичное крыло, но много больших размеров. Он был построен в 1939 г. и на летных испытаниях, продолжавшихся вплоть до 1941 г., показал лучшие характеристики, чем серийный ДБ-ЗМ при тех же моторах М-87Б и бомбовой нарузке.
Несмотря на переориентирование конструкторов ЦАГИ, возглавляемых В.Н. Беляевым, на тяжелую машину (к этому была предпосылка, созданная самим же конструктором: в 1935 г. он разработал проект сходного с ДБ-ЛК пассажирского самолета для конкурса Авиавнито, который занял второе место после проекта Д.А. Ромейко- Гурко), идею создания одномоторного скоростного самолета с упругим крылом не оставили. По заданию ЦАГИ в ОКБ по легким машинам КАИ (Казань) под руководством 3. И, Ицкплича (работал до этого в ОКБ-301 по освоению «Кодронов» до 1939 г.), а с 1940 г. - Г.Н. Воробьева проектировались два подобных аппарата: УК-1А с упругим крылом и УК-1Б нормальной низкопланной схемы. Оба самолета являлись двухместными и отличались только крылом для чистоты сравнительного эксперимента, когда все другие отличия в летных характеристиках можно отнести только ла счет разницы исследуемых крыльев.
Поскольку двигатель Ro.1, заложенный еще в проектах Беляева, у нас не прижился, самолеты КАИ рассчитывались под однорядный мотор МВ-6. Из-за меньшей (в два раза) мощности силовой установки максимальная скорость обоих вариантов уже не давала оснований надеяться на установление рекорда скорости. Однако для участия в воздушных гонках эти аппараты вполне подходили, на что, помимо главной цели — эксперимента, конструкторы возлагали свои надежды.
Первый из самолетов Казанского авиационного института с упругим крылом былпостроен в 1940г. Весной следующего года передан заказчиком в ЦАГИ для проведения летных исследований. Они не состоялись.
Второй остался недостроенным из-за войны. (Подробные данные об этих аппаратах пока не найдены.)
Работы Матуса Рувимовича Бисновата
Надо обязательно рассказать еще об одном проекте. В начале 1938 г. его разработал инженер Матус Рувимович Бисноват (1905 — 1979), в те годы сотрудник ОКБ Н.Н. Поликарпова, а впоследствии главный конструктор в области авиационной техники. Основной упор он делал на предельно возможное снижение лобового сопротивления самолета за счет уменьшения его поперечных габаритов и площадей. Иными словами увеличения общего удлинения аппарата. Характерно полное отсутствие выступающего фонаря пилотской кабины. Для улучшения обзора потребовалась прозрачность бортов фюзеляжа на довольно большой протяженности — от капота двигателя до хвостового оперения. Помимо этого, предусматривался гидравлический подъемник сиденья летчика, обеспечивающий кратковременное улучшение обзора на взлете и посадке и на малых скоростях полета.
Достижение максимальной скорости в 450 км/ч (но расчету) потребовало к тому же увеличить нагрузку на крыло до 130 кг/м2, что привело к установлению полетного веса не менее 900 кг при площади крыла, равной всего 7 м2.
Приведенные цифры вполне мопти быть реализованы при мощности двигателя в 220 л. с., например, мотора МВ-6, а также при убираемом шасси. Проект конструктору довести не удалось, зато впоследствии, обратившись к аналогичной аэродинамической компоновке, Бисноват построил два скоростных истребителя «СК» и «СК-2», прешедшие летные испытания в 1940 - 1941 гг. и показавшие очень высокие результаты. С моторами мощностью в 1050 л.с. они развивали максимальную скорость до 660 км/ч.
Работы Сергея Алексеевича Кочеригина
Самолеты и проекты конструкторского бюро Сергея Алексеевича Кочеригина, как правило, создавались для боевого применения (истребители, разведчики, штурмовики). Проект самолета ДИТ имел, пожалуй, наиболее мирное назначение среди своих собратьев по ОКБ. Его название означало: двухместный истребитель тренировочный. Такой аппарат не предназначался для настоящего воздушного боя.
Вопрос о создании у нас тренировочного истребителя возник после очередного посещения советской технической делегации германских авиазаводов, предприятий и учреждений накануне второй мировой войны.
Среди прочих объектов немецкого самолетостроения небезынтересным оказался учебно-тренировочный самолет фирмы Арадо Аr-96. В опытном исполнении эта машина появилась еще в 1936 году. Она была оснащена небольшим двигателем «Аргус» мощностью в 150 л.с. и имела две открытые кабины для обучающегося пилота и инструктора. В период усиленной милитаризации германской экономики в легкомоторный назкоплан Аr-96А конструкторы фирмы вдохнули новую жизнь.. Установили другой двигатель «Аргус» Аs-410 в 465 л.с., и предназначался он уже для подготовки военных летчиков. За период с 1939 по 1945 гг. Аr-96 строился в серии и был неоднократно модифицирован. На нем и его разновидностях получили летную выучку многие пилоты люфтваффе.
По примеру германской фирмы Арадо ОКБ С.А. Кочеригина, расположенное на заводе № 1, в конце 1940 года начало проектные изыскания на ту же тему. Для своего ДИТа конструкторы выбрали двигатель типа Рено Ro1, который получил обозначение МВ-12 (по числу цилиндров). Перевернутая схема мотора (головки цилиндров смотрели вниз) позволила удалить от земли и без того миниатюрный пропеллер (винт-автомат диаметром 2,2 м) и применить очень компактное и к тому же убираемое шасси.
Колеса шасси при уборке укладывались в ниши между передней стенкой крыла и центральным кессонным блоком, который фактически являлся расширенным до 450 мм лонжероном крыла (по примеру биплана И-207 А.А. Боровкова и И.Ф. Флорова).
Самолет ДИТ скомпонован по нормальной низкопланной схеме с двухместной кабиной экипажа. Фонари пилотов на аэродроме, в аварийной ситуации и в случае другой необходимости должны были сдвигаться назад по рельсам, прикрепленным к верхним лонжеронам фюзеляжа. В общем и целом схема и конструкция оказались традиционными. В состав бортового функционального оборудования планировали ввести РСИ-3.
Вооружение состояло из одною синхронного пулемета ШКАС и контрольно-фиксирующего фотокинопулемета. Проект ДИТ был подписан 12 декабря 1940 г.
Как известно, мотор Ro.1 (МВ-12) на заводе № 26 к воспроизводству принят не был. Проект самолета также реализации не получил, однако он интересен своей разработкой под МВ-12, в чем видится его сопоставимость с другими аппаратами, рассмотренным в нашем очерке. (В качестве учебно-тренировочных истребителей в период второй мировой войны ВВС использовали приспособленные для этой цели вооруженные и невооруженные модификации Як-7, Ла-5 и Ла-7).
Отдел самолетного спорта****
В 1938 г. в Центральном аэроклубе открылся отдел самолетного спорта. Он занялся разработкой свода правил и методик проведения соревнований. Определялись возможные маршруты коротких и продолжительных гонок, пролегающие через различные населенные пункты страны. По мере увеличения числа участников конкурса делались прикидки количественного состава экипажей гонщиков и подбирались конкретные кандидатуры летчиков, которые хотели бы участвовать в состязаниях.
Победитель конкурса среди конструкторов, а также лучшая машина должны были выявиться после завершения всей программы соревнований. Она предусматривала разделение самолетов на две категории — с моторами в 140 л. с. и 220. В актив каждой начислялись бы очки по системе, учитывающей разницу мощности двигателей. Осоавиахим готовился к воздушному празднику в августе 1941 г. Но с июня он «перешел на военные рельсы». В аэроклубах и других подразделениях оборонного общества усиленными темпами готовились непосредственно для фронта летчики, планеристы, парашютисты. Воздушные гонки не состоялись до сих пор. Конкурс канул в небытие.
Примечания:
* - статья написана в 1993 году,
** - разбивка авторского текста сделана мной,
*** - так в тексте.
**** - в тексте статьи данный кусок идет перед описанием работ Кочеригина.
Итак, в середине предвоенного десятилетия Осоавиахим (потом ДОСААФ СССР, сейчас - оборонные спортивно-технические общества в «новых»* государствах (названия разные, есть даже ДОСААФ) решил проводить скоростные гонки самолетов. Первые состоялись на аэродроме Центрального аэроклуба СССР имени А.В.Косарева(ныне — НАК РФ им. Чкалова) 12нюля 1935 г. вовремя показа правительству достижений авиационного спорта. Участвовали легкомоторные самолеты разнообразных классов и схем, в основном не приспособленные для гонок, потому что строились в разное время и для разных целей. По максимальной скорости они различались весьма существенно. Например, спортивный АИР-10 развивал 220км/ч, а биплан первоначального обучения У-2 всего 150. Получилось, будто на 100-метровую дорожку одновременно выищи спринтеры, средневики и стайеры.
Летом 1936 года, группу советских авиационных инженеров командировали во Францию для ознакомления со скоростными самолетами «Кодрон» и закупки лучших из них вместе с лицензией на производство моторов Рено. На базе двух-трех типов машин предполагалось разработать учебно-тренровочный истребитель, а также легкую гоночную машину. Уже к началу 1937 г. французские двигатели Рено «Бенгали-4» и «Бенгали-6» (номер соответствует числу цилиндров) были у нас изучены, и на заводе №26 в г. Рыбинске началось их производство. К середине того же года их выпускали малыми сериями. Одновременно у фирмы Рено приобрели Л-обраэный 12-цилиндровый двигатель Ro1, который в отличие от первых двух нашим производством не осваивался, и вскоре его сняли с плана из-за большой сложности в технологии.
Помимо известных преимуществ рядных моторов воздушного охлаждения, у двигателей такого типа были другие достоинства. Перевернутая схема, то есть с верхним расположением коленвала и опрокинутыми цилиндрами, обеспечивала хорошнй передний обзор из кабины летчика, а также позволяла уменьшить высоту стоек шасси, поскольку воздушный винт весьма высоко был поднят над землей.
Наиболее подходящими для спортивной авиации признали моторы, получившие наши обозначения МВ-4 и МВ-6.
В 1937 г. Осоавиахим СССР объявил очередной свободный конкурс на проектирование и постройку специальных спортивно-гоночных самолетов. Были подготовлены технические требования и рекомендации.
Желательное условие — исполнение машин в одноместном варианте. Энтузиастам предоставили реальную возможность воспользоваться моторами МВ-4 и МВ-б.
Откликнулись многие авиаконструкторы, большей частью молодые, но уже прошедшие хорошую самостоятельную школу специалисты: В.Н.Беляев, М.Р.Бисноват, А.А.Дубровин, В.К.Грибовский, А.С.Москалев, Д.А.Ромейко-Гурко, Л.И.Сутугин, Б.И. Черановский, А.С Яковлев и другие. Каждый из участников конкурса с разрывом в полгода-год представил технической комиссии Осоавиахима свой проект. А.С. Яковлев, чьи самолеты дважды (1935, 1936 гг.) завоевывали первое место на скоростных соревнованиях, успел даже построить машину, оперативно переделав свой УТ-1 под мотор МВ-4. Одобренные проекты заложили в производстве на нескольких предприятиях страны при мощной материальной поддержке Осоавиахима.
Работы Александра Сергеевича Яковлева**
«Яковлевцы» выпустили в конце 30-х гг. три одноместных спортивных самолета на базе УТ-1 (АИР-14) с моторами Рено. Использование во многом отработанной конструкции прототипа ускорило создание новых машин на всех стадиях их освоения. Замена звездообразного мотора М-11Г (115 л.с.) на однорядный МВ-4 (140 л.с.). способствовала увеличению скорости УТ-1 с 240 до 270 км/ч, поскольку улучшилась аэродинамика носовой части фюзеляжа и увеличилась мощость силовой установки. Лобовое сопротивление мотора уменьшилось за счет меньшей площади поперечного сечения в зоне капота. На нем тщательно загерметизировали стыки обшивки. Это улучшило его внутреннюю аэродинамику.
АИР-18
Вторая машина с мотором МВ-4, получившая наименование АИР-18, в ОКБ А.С. Яковлева была третьей по счету с двигателем МВ-4. Чуть раньше с такой же силовой установкой построили двухместный учебный АИР-20 - прототип серийного УТ-2. На АИР-18 в 1937 г. летчик-испытатель Ю.И. Пионтковскнй достиг скорости 300 км/ч, чему в немалой степени способствовало улучшение аэродинамики фюзеляжа, заключающееся в применении закрытого фонаря кабины летчика.
Для хорошего обзора из кабины ее борта сделали прозрачными (по типу остекления самолетов «Кодрон»), занимающими чуть не половину высоты корпуса. Дальность полета АИР-18 по сравнению с УТ-1-МВ-4 снизилась из-за упразднения крыльевых бензобаков в пользу убираемого шасси, но на главное назначение аппарата это не повлияло.
Следующий тип из семейства АИР, самолет «21», был оснащен более мощным двигателем МВ-б (220 л.с.). От убираемого шасси отказались, поскольку его подъем и выпуск производился вручную с помощью сложных многозвеньевых механизмов. Несмотря на это, скорость «21» доходила до 322 км/ч на высоте 2000 м и до 290 у земли.
Дальнейшее совершенствование одноместного гоночного типа намечалось созданием самолета «25». Этот аппарат разрабатывался в 1939 г., но завершен не был: ОКБ А.С. Яковлева решением правительства перенацелили на проектирование фронтового истребителя «26» (И-26) (Як-1).
Работы Даниила Александровича Ромейко-Гурко
Следующий участник конкурса — Даниил Александрович Ромейко-Гурко (1898-1947), конструктор-планерист, победитель всесоюзного соперничества на лучший проект «безопасного пассажирского самолета» в 1935 г.. В 1938 г. он разработал совершенно оригинальную машину с неповторимыми по стилю и образности внешними формами. Они могли быть легко выполнены в производстве при существующем уровне технологии самолетостроения. Используя общность законов аэро- и гидродинамики, конструктор избрал для своей машины форму «акулы». Видимо, его натолкнула на эту мысль перевернутая схема мотора «Бенгали-б». Высокорасположенный кок винта с нижним воздухозаборником охлаждения цилиндров преобразились в морду морского хищника. «Глазами» стали входные отверстия всасывающих патрубков мотора. А выходная щель и боковые жалюзи капота приняли вид жаберных крышек, из-под которых, как гигантские плавники раскинулись консоли крыла с эллиптическими законцовками. (Габаритная площадь крыла — 8,6 м2). Не менее образными получились фонарь кабины летчика — по форме серповидного спинного плавника и вертикальное оперение, удачно дополненное рессорой хвостового костыля в мощный акулий хвост.
Основные стойки шасси вместе с колесами были одеты в ластообразные обтекатели, напоминающие брюшные плавники рыбы. Эффектной получилась бы и окраска, белые зубы в улыбающейся красной пасти, темно-бирюзовые бока и бело-голубое брюхо. Даже на бумаге проект Ромейко-Гурко «вызвал оживленное изумление».
Расчетные характеристики «Акулы» были довольно высокими, насмотря на то, что ее создатель явно тяготел к декоративности внешних очертаний. Максимальная скорость — около 400 км/ч при взлетом весе до 900 кг.
К сожалению, конструктор не довел своей работы до конца. С 1939 г. он перешел работать в ОКБ «Су». Там он стал первым заместителем П.О. Сухого, оставаясь на этом посту до последний своих дней.
Работы Владислава Константиновича Гри6овского
Создатель многих учебных планеров и легкомоторных самолетов Владислав Константинович Гри6овский (1889-1977) по заказу профсоюзного спортивного общества «Спартак» построил в 1937 г. самолет Г-26 по типу ранее созданных аппаратов такой же схемы, как Г-22 и Г-23, но с более мощным двигателем отечественной конструкции МГ-40 (140 л.с.), с аналогичным расположением цилиндров и равным по мощности мотору «Бенгали-4» (МВ-4). Новый одноместный ниэкоплан стал, пожалуй, одним из самых красивых среди подобных того времени.
Сравнительно небольшая мощность мотора и применение неубираемого шасси в известной степени ограничили максимальную скорость 280 км/ч. Тем не менее для самолетов с двигателями столь малого литража эта характеристика поставила аппарат Грнбовского в род лучших. Впечатлила большая дальность полета — до 1500км.
После перехода МКБ Грибовского в 1940 г, в подчинение Наркомата авиационной промышленности им был построен еще один легкомоторный самолет Г-28 «Кречет» с двигателем МВ-б (220 л-с.). 22 мая 1941 г, летчик Н.В.Гаврилов провел его заводские испытания. Государственные испытания тренировочного истребителя (ТИ-28) проводили А.Б. Юмашев, М.М. Громов, П.М. Стефановский и другие в НИИ ВВС.
Вооруженный пулеметом ШКАС (7,62 мм) с боезапасом в 400 патронов, он показал максимальную скорость 303 км/ч при посадочной — 90,5 км/ч.
Из-за войны летные испытания были прерваны и завершились уже после эвакуации НИИ ВВС РККА. Конструктору предложили поставить более мощный мотор МВ-6А (240 л.с.) для увеличения максимальной скорости и, главным образом, для сокращения длины разбега, которую признали слишком большой — 280 м.
Впоследствии все работы по ТИ-28 были закрыты, В условиях войны тренировочные полеты оказались более приемлемыми на штатных боевых истребителях, а вывозные и учебные — надвухместных вариантах их же (И-16 - УТИ-4; Ях-1 и Як-7 — Як-7В).
Работы Логина Ивановича Сугугина
В 1937 году один из создателей легкого самолета «Три друга» (1928 г), заместитель главного конструктора ЦКБ, доцент Московского авиационного института, автор ряда классических пособий и учебников по проектированию самолетов Логин Иванович Сугугин (1893-1946) стал автором не менее классического проекта гоночной машины. Одноместный моноплан, так и не получивший названия, был скомпонован под Л-образный двигатель Рено Rо1 мощностью 390/450 л.с. Заострив внимание на крыле, как на главном источнике аэродинамического сопротивления самолета, Сугугин не пошел по пути уменьшения толщины профиля, а выбрал для него довольно толстый профиль малой кривизны, критическая точка перехода ЛПС в ТПС у которого располагалась на 50—55% хорды. Но только этим снижение сопротивления не ограничилось. Крыло площадью 10,5 м2 стало начальным звеном, если угодно - - центром кристаллизации аэродинамической компоновки будущего аппарата. Ему был подчинен весь дальнейший процесс проектирования.
Предварительные исследования комбинации «крыло-фюзеляж» показали, что наименьшее значение сопротивления интерференции для ламинарного профиля малой кривизны может быть достигнуто при среднепланной схеме расположения крыла. Если обеспечить равенство отношений высоты фюзеляжа к высоте профиля крыла, расположенных над кордой профиля к соответственно под ней, то можно ожидать при этом примерного равенства местных скоростей потоков, омывающих фюзеляж и крыло, что, как известно, уменьшает интерференцию. Уплощенные борта фюзеляжа позволили отказаться от применения зализов на стыке с крылом.
Корневые части крыла имели большее сужение, чем «консоли» и послужили хорошим вместилищем для топлива. Недостаток подъемной силы на малых скоростях (присущий профилю малой кривизны) конструктор решил возместить щелевыми закрылками, отклоняемыми на взлете и посадке. А свойственные ламинарному профилю небольшие значения критических углов атаки (из-за острой средней кромки) были скомпенсированы автоматическими предкрылками, занимавшими существенную часть размаха крыла, до 40%. Максимальная скорость аппарата, согласно расчетам, составляла 500 км/ч, несмотря на сравнительно толстое крыло, оказавшееся выгодным в весовом отношении, и большой фонарь кабины летчика, обеспечивающий хороший обзор во все стороны. Расчетный вес не превышал 1200кг.
К особенностям проекта можно отнести шасси, убираемое в фюзеляжные ниши под среднерасгашоженным крылом, а также полулежачее положение летчика в низкой кабине, введенное с целью уменьшения миделя фюзеляжа.
Производственная база МАИ не смогла реализовать проект, но он вполне заслуживает самой высокой оценки. Предложенная Сугугиным последовательность процесса проектирования, особенно на стадии завязки общей компоновочной схемы, наверняка еще найдет своих подражателей. Ведь конструктор наглядно показал, сколь рационально можно работать, используя результаты исследований экспериментальной аэродинамики.
Работы Алексея Алексеевича Дубровина
ОКБ-301, возглавляемое с 1937 г. Алексеем Алексеевичем Дубровиным, взялось за освоение двух типов французских самолетов «Кодрон» — С.690 и С.713, Там решили использовать достижения фирмы Марселя Риффара в аэродинамике и технологии деревянных конструкций. Одновременно предусматривалось участие в будущих гонках на приз Осоавнахима вместе с еще одним «Кодроном» С.720, который был закуплен во Франции. Он проходил контрольные испытания с мотором «Бенгали-4» (140 л.с.) в НИИ ВВС. На нем летал в 1937 г. П.М.Стефановский.
Первым из советских «Кодронов» был выпущен аналог по типу С.690 с мотором МВ-б и неубираемым шасси типа Мессье. Его конструкцию изменили так, что даже внешне сходство с прототипом оставалось приблизительным. Произведенные доработки соответствовали нашей технологии производства, метрической системе мер (чертежи были получены с дюймовыми размерами). Изменили также ряд конструктивных элементов и местную аэродинамику. На летных испытаниях с участием П.М. Стефановского, А.И. Никашина и ведущего инженера А.Т. Голяева получили характеристики в общем не хуже, чем у французского «Кодрона» с таким же мотором в 220 л.с. Максимальная скорость составила 385 км/ч при взлетном весе 1005 кг.
Второй тип, «Кодрон-II», строившийся под более мощный двигатель Rо1 (390/450 л.с.), имел несколько большие габариты и вес, но был снабжен убираемым шасси. Этот самолетне закончили, потому что 12-цилиндровый мотор Рено у нас не осваивался, хотя и прошел полный цикл статических испытаний на прочность. Расчетные характеристики самолета примерно соответствовали данным аналогичного французского истребителя С713.
В середине 1939г. работы ОКБ-301 по производству «Кодронов» закончились, и завод с отработанной технологией деревянных конструкций стал серийно выпускать фюзеляжи для ближнего бомбардировщика ББ-22. В 1940 г. решением правительства предприятие бьшо вверено С.А.Лавочкину. Там развернули опытные и серийные работы по фронтовым истребителям «ЛаГГ» и «Ла».
При освоении самолетов «Кодрон» в ОКБ-301 работали крупные авиационные конструкторы Е.Г. Адлер, А.А Дубровин, А.Г. Брунов, З.И. Ицкович, Ю.Б.Стурцель и другие.
Был еще такой интересный эпизод. Модификация С.713, вооруженная четырьмя пулеметами, была выпущена во Франции под обозначением C.714 и применялась в боевых действиях в начальный период второй мировой войны. В 1940 г. объединение «Кодрон-Рено» построило около сотни легких истребителей С.714, развивавших скорость до 485 км/ч. На одном из них успел повоевать летчик Марсель Альбер. До войны он работал механиком на заводе Рено, с 1942 г. дрался с фашистами на советско-германском фронте в составе подразделения «Нормандия—Неман», первый Герой Советского Союза среди французских летчиков, сбил 23 самолета противника, то есть больше, чем любой пилот Франции во вторую мировую войну.
Работы Бориса Ивановича Черановского
Авиаконструктор Борис Иванович Черановский (1896-1960) был неизменным приверженцем бесхвостой компоновочной схемы, проверенной им впервые на планерах в начале 20-х годов. Характерной чертой большинства его ЛА было широкое крыло с параболической передней кромкой.
В период проектирования нового гоночного самолета СГ-1 (БИЧ-21) конструктор применил и для него свою излюбленную схему, но форму крыла выбрал не параболическую, а близкую к ней — трапециевидную с ломаной передней кромкой. Центроплан был прямым, консоли имели стреловидность 25º и лишь законцовки крыла очерчивались по пологой параболе. По виду спереди крыло представляло собой «обратную чайку», по низу изломов которой были устроены обтекатели убираемого шасси. Из-за бесхвостой схемы самолет выделялся своими формами среди всех аппаратов конкурса. Обычным оставался только капот мотора с коком винта и боковыми люками подхода к двигательным агрегатам.
Очень короткий фюзеляж имел длину с рулем поворота не выше 4,74 м. Каплевидный фонарь кабины летчика вместе с фюзеляжем с шестигранным сечением в зоне капота был продолжен назад в виде узкого стекателя, переходящего в клинообразное вертикальное оперение, Взлетный вес СГ-1 оказался наименьшим по сравнению с другими гоночными машинами — всего 643 кг при весе пустого 526. За счет этого и образования под крылом динамической воздушной подушки в полете у земли взлетно-посадочные характеристики получились просто выдающимися. Эффект «экрана» снизил посадочную скорость до 80 км/ч, а разбег и пробег соответственно 110 и 100 м. Рассчитывалось с форсированным мотором МВ-6А (240 л.с.) достичь 424 км/ч.
Столь необычно большие цифры вызвали критическое отношение к проекту некоторых аэродинамиков и конструкторов. Самолету предрекали фиаско, потому что французские «Кодроны» считались неподражаемым совершенством. Но некоторые специалисты дали положительные отзывы, в их числе - бригинженер В.С. Пышнов н инженер I ранга А.С. Яковлев.
Как получилось на деле? Из-за сложности системы наддува двигателя его мощность, как и у серийного МВ-6, составила только 220л.с., и на летных испытаниях Удалось достичь 417 км/ч. Но это всего на 7 меньше расчетной скорости! СГ-1 оказался лучшим из законченных к лету 1941 г.
Работы Александра Сергеевича Москалева
Еще один участник конкурса. Небольшое ОКБ Воронежского авиазавода, руководимое Александром Сергеевичем Москалевым, с самого начала в него не включалось. Позже конструкторы создали несколько легких машин различного назначения с мотором Рено. Среди них одно из первых в мире треугольное летающее крыло малого удлинения (0,97) САМ-9 «Стрела», ставшее прообразом современных сверхзвуковых самолетов бесхвостой схемы. Он с мотором МВ-4 развивал максимальную скорость 340 км/ч. Соэдавался в качестве летающей модели скоростного истребителя « Сигма», и потому не претендовал на участке в гонках.
Между тем, даже пятиместный (с летчиком) пассажирский САМ-10 и его предсерийная модификация САМ-10бис могли с успехом потягаться в скорости с вышедшими в те годы одноместными гоночными машинами.
Они имели такие же моторы, но почти вдвое больший взлетный вес. Моноплан САМ-10 развивал скорость до 336 км/ч. А мог лететь и быстрее. Сначала решили делать шасси, складывающееся назад под крыло, но выполнили его неубираемым и лишь закрыли широкими обтекателями - «штанами». Развитие модели — САМ-10-2 бис уже с убираемым носовым колесом, так и осталось на стадии проекта. Летные характеристики САМ-10 были выше, чем у аналогичного «Симона» С.520 фирмы «Кодрон». Этот самолет при такой же мощности двигателя и числе пассажирских мест развивал скорость 300 км/ч.
В 1939 1941 гг. А.С. Москалев занимался созданием учебно-тренировочного и боевого самолетов. Под мотор МВ-6 заложили тренировочный истребитель САМ-12, Он разрабатывался параллельно с машиной В.К. Грибовского Г-28 по аналогичному заданию. Аэродинамические расчеты предвещали ему максимальную скорость более 400 км/ч. Это считалось для 220-сильного мотора превосходным результатом. Опять-таки война не позволила выпустить.
Конструкция САМ-12 была смешанная, с преобладанием дерева. Основные ноги шасси убирались в крыло. Оно имело сравнительно небольшое удлинение (4,85) и сочленялось с фюзеляжем по низкопланной схеме.
Носовая опора укладывалась под двигатель, как это было предусмотрено в проекте САМ-10-2-бис. Самолет отличался предельной простотой линий, сочетающихся в правильные аэродинамические формы.
Двухместный вариант САМ-12 остался еще более незавершенным. Истребитель-перехватчик А.С. Москалева, САМ-13, был скомпонован по двухбалочнон схеме с тандемной установкой двух моторов МВ-6 по концам короткой фюзеляжной гондолы, в которой между двигателями размещались рабочее место летчика, топливный бак и оборудование. Суммарная мощность силовой установки составляла всего 440 л.с., поэтому расчетная скорость аппарата — 680 км/ч превосходила самые оптимистические предположения.
К проекту САМ-13 быт проявлено «сдержанное» отношение, но, невзирая на это, самолет был построен, прошел продувку в трубе Т-101 ЦАГИ и буквально накануне войны сдан на летные испытания. Даже с неубираемым шасси истребитель, пилотируемый Н.Д. Фиксоном, показал скорость 560 км/ч. (Другие конструкторы добивались подобного результата, убирая шасси и при мощности моторов свыше 1000 л.с.).
Можно были сделать и больше, но сложность доводки носовой опоры шасси, которая плохо подтягивалась в фюзеляжную нишу, не позволила получить заветную цифру максимальной скорости. Фактичсски достигнутое значение составило 607 км/ч.
Факт значительного аэродинамического превосходства самолетов Москалева над другими машинами с такими же энергетическими возможностями очевиден. По сей день успех конструктора не поддается объяснению, наверное, как и всякий талант.
Во время войны ОКБ Москалева эвакуировали на Восток. На новом месте им были созданы многие образцы авиационной техники, из которых можно выделить многоместные десантные кабины и планеры, транспортные и санитарные самолеты, а также строившиеся в серии на заводе ракетные перехватчики А.Я.Березняка и А.М. Исаева БИ-1 (см.«КР» 6-93).
Работы Виктора Николаевича Беляева
В 30-е годы на пути повышения скоростей полета стал флаттер. Многие ученые пытались тогда найти действенные способы, чтобы избежать разрушения машины в воздухе. Исследования велись по нескольким направлениям. Одним же из наиболее интересных решений оказалось не очевидное на первый взгляд увеличение жесткости крыла и даже не сближение центра масс конструкции с ее центром жесткости, а придание крылу новой особой формы. Она обеспечила самосбалансированное (против флаттера) состояние конструкции на все возрастающем скоростном режиме. Крыло разработали в ЦАГИ инженеры В.Н. Беляев и В.И. Юхарин. По виду в плане оно напоминало растянутую в стороны букву «М», имело чрезвычайно тонкий профиль при довольно большом удлинении и размахе. Это не увеличивало, а, напротив, уменьшало жесткость конструкции в полете.
Для проверки произведенных расчетов так называемого упругого крыла конструкторы, помимо сделанных продувок в аэродинамической трубе, построили два специальных планера, которые к лету 1937 г. успешно прошли летные испытания и позволили получить ценный фактический материал, необходимый для создания настоящей высокоскоростной машины.
В 1938 г, группа Виктора Николаевича Беляева (1896 — 1958) спроектировала экспериментальный самолет «УК» с упругим крьшом, как его тоща называли, типа «бабочка».
Удачному решению компоновки самолета в малом весе и небольших габаритах способствовало использование легкого 12-цилиндрового мотора Рено Ro.1 мощностью до 430 л.с. Тонкое М-образное крыло площадью 11 м2 имело профиль переменной толщины по размаху — от 7,5% до корня, до 5% на концах и соединялись с фюзеляжем самолета по низкорасположенной схеме.
Колеса убираемого шасси укладывались снизу в фюзеляж и переднюю часть корня крыла, выполненную для этого с эллиптическими зализами. Кабины двух членов экипажа, летчика и экспериментатора, располагались друг за другом. Бензобаки были помещены в крыле на участках обратной стреловидности консолей.
По их задней кромке подвешивались отклоняемые посадочные щитки. Узкие двухсекционные элероны находились на концевых частях крыла, имеющих прямую стреловидность. «УК» рассчитывался на все фигуры высшего пилотажа, оборудовался специальными приборами, фиксирующими меру устойчивости и деформации крыла на различных режимах полета. Допустимая кратность перегрузки конструкции доходила до 13.
Максимальная расчетная скорость составляла 510 км/ч при взлетном весе 1028 кг.
Разрабатывая одноместный вариант УК-1, предназначенный для спорта, конструкторы надеялись на установление нового рекорда скорости для сухопутных самолетов. Это было бы возможным при повышении нагрузки на крыло, вероятно, за счет уменьшения его площади. Официальный мировой рекорд скорости для сухопутных самолетов в ноябре 1937 г. составлял 611 км/ч и принадлежал немецкому Мессершмитту Bf.113Р*** с мотором мощностью в 1000 л.с.
Положительное заключение испытателей об упругости крыла эксперименталъньк планеров В.Н. Беляева, а также перспективные данные проекта «УК» побудили руководство ЦАГИ к принятию решения о... закрытии темы легкой скоростной машины. Зато быстро развернули работы по дальнему бомбардировщику ДБ-ЛК, который имел аналогичное крыло, но много больших размеров. Он был построен в 1939 г. и на летных испытаниях, продолжавшихся вплоть до 1941 г., показал лучшие характеристики, чем серийный ДБ-ЗМ при тех же моторах М-87Б и бомбовой нарузке.
Несмотря на переориентирование конструкторов ЦАГИ, возглавляемых В.Н. Беляевым, на тяжелую машину (к этому была предпосылка, созданная самим же конструктором: в 1935 г. он разработал проект сходного с ДБ-ЛК пассажирского самолета для конкурса Авиавнито, который занял второе место после проекта Д.А. Ромейко- Гурко), идею создания одномоторного скоростного самолета с упругим крылом не оставили. По заданию ЦАГИ в ОКБ по легким машинам КАИ (Казань) под руководством 3. И, Ицкплича (работал до этого в ОКБ-301 по освоению «Кодронов» до 1939 г.), а с 1940 г. - Г.Н. Воробьева проектировались два подобных аппарата: УК-1А с упругим крылом и УК-1Б нормальной низкопланной схемы. Оба самолета являлись двухместными и отличались только крылом для чистоты сравнительного эксперимента, когда все другие отличия в летных характеристиках можно отнести только ла счет разницы исследуемых крыльев.
Поскольку двигатель Ro.1, заложенный еще в проектах Беляева, у нас не прижился, самолеты КАИ рассчитывались под однорядный мотор МВ-6. Из-за меньшей (в два раза) мощности силовой установки максимальная скорость обоих вариантов уже не давала оснований надеяться на установление рекорда скорости. Однако для участия в воздушных гонках эти аппараты вполне подходили, на что, помимо главной цели — эксперимента, конструкторы возлагали свои надежды.
Первый из самолетов Казанского авиационного института с упругим крылом былпостроен в 1940г. Весной следующего года передан заказчиком в ЦАГИ для проведения летных исследований. Они не состоялись.
Второй остался недостроенным из-за войны. (Подробные данные об этих аппаратах пока не найдены.)
Работы Матуса Рувимовича Бисновата
Надо обязательно рассказать еще об одном проекте. В начале 1938 г. его разработал инженер Матус Рувимович Бисноват (1905 — 1979), в те годы сотрудник ОКБ Н.Н. Поликарпова, а впоследствии главный конструктор в области авиационной техники. Основной упор он делал на предельно возможное снижение лобового сопротивления самолета за счет уменьшения его поперечных габаритов и площадей. Иными словами увеличения общего удлинения аппарата. Характерно полное отсутствие выступающего фонаря пилотской кабины. Для улучшения обзора потребовалась прозрачность бортов фюзеляжа на довольно большой протяженности — от капота двигателя до хвостового оперения. Помимо этого, предусматривался гидравлический подъемник сиденья летчика, обеспечивающий кратковременное улучшение обзора на взлете и посадке и на малых скоростях полета.
Достижение максимальной скорости в 450 км/ч (но расчету) потребовало к тому же увеличить нагрузку на крыло до 130 кг/м2, что привело к установлению полетного веса не менее 900 кг при площади крыла, равной всего 7 м2.
Приведенные цифры вполне мопти быть реализованы при мощности двигателя в 220 л. с., например, мотора МВ-6, а также при убираемом шасси. Проект конструктору довести не удалось, зато впоследствии, обратившись к аналогичной аэродинамической компоновке, Бисноват построил два скоростных истребителя «СК» и «СК-2», прешедшие летные испытания в 1940 - 1941 гг. и показавшие очень высокие результаты. С моторами мощностью в 1050 л.с. они развивали максимальную скорость до 660 км/ч.
Работы Сергея Алексеевича Кочеригина
Самолеты и проекты конструкторского бюро Сергея Алексеевича Кочеригина, как правило, создавались для боевого применения (истребители, разведчики, штурмовики). Проект самолета ДИТ имел, пожалуй, наиболее мирное назначение среди своих собратьев по ОКБ. Его название означало: двухместный истребитель тренировочный. Такой аппарат не предназначался для настоящего воздушного боя.
Вопрос о создании у нас тренировочного истребителя возник после очередного посещения советской технической делегации германских авиазаводов, предприятий и учреждений накануне второй мировой войны.
Среди прочих объектов немецкого самолетостроения небезынтересным оказался учебно-тренировочный самолет фирмы Арадо Аr-96. В опытном исполнении эта машина появилась еще в 1936 году. Она была оснащена небольшим двигателем «Аргус» мощностью в 150 л.с. и имела две открытые кабины для обучающегося пилота и инструктора. В период усиленной милитаризации германской экономики в легкомоторный назкоплан Аr-96А конструкторы фирмы вдохнули новую жизнь.. Установили другой двигатель «Аргус» Аs-410 в 465 л.с., и предназначался он уже для подготовки военных летчиков. За период с 1939 по 1945 гг. Аr-96 строился в серии и был неоднократно модифицирован. На нем и его разновидностях получили летную выучку многие пилоты люфтваффе.
По примеру германской фирмы Арадо ОКБ С.А. Кочеригина, расположенное на заводе № 1, в конце 1940 года начало проектные изыскания на ту же тему. Для своего ДИТа конструкторы выбрали двигатель типа Рено Ro1, который получил обозначение МВ-12 (по числу цилиндров). Перевернутая схема мотора (головки цилиндров смотрели вниз) позволила удалить от земли и без того миниатюрный пропеллер (винт-автомат диаметром 2,2 м) и применить очень компактное и к тому же убираемое шасси.
Колеса шасси при уборке укладывались в ниши между передней стенкой крыла и центральным кессонным блоком, который фактически являлся расширенным до 450 мм лонжероном крыла (по примеру биплана И-207 А.А. Боровкова и И.Ф. Флорова).
Самолет ДИТ скомпонован по нормальной низкопланной схеме с двухместной кабиной экипажа. Фонари пилотов на аэродроме, в аварийной ситуации и в случае другой необходимости должны были сдвигаться назад по рельсам, прикрепленным к верхним лонжеронам фюзеляжа. В общем и целом схема и конструкция оказались традиционными. В состав бортового функционального оборудования планировали ввести РСИ-3.
Вооружение состояло из одною синхронного пулемета ШКАС и контрольно-фиксирующего фотокинопулемета. Проект ДИТ был подписан 12 декабря 1940 г.
Как известно, мотор Ro.1 (МВ-12) на заводе № 26 к воспроизводству принят не был. Проект самолета также реализации не получил, однако он интересен своей разработкой под МВ-12, в чем видится его сопоставимость с другими аппаратами, рассмотренным в нашем очерке. (В качестве учебно-тренировочных истребителей в период второй мировой войны ВВС использовали приспособленные для этой цели вооруженные и невооруженные модификации Як-7, Ла-5 и Ла-7).
Отдел самолетного спорта****
В 1938 г. в Центральном аэроклубе открылся отдел самолетного спорта. Он занялся разработкой свода правил и методик проведения соревнований. Определялись возможные маршруты коротких и продолжительных гонок, пролегающие через различные населенные пункты страны. По мере увеличения числа участников конкурса делались прикидки количественного состава экипажей гонщиков и подбирались конкретные кандидатуры летчиков, которые хотели бы участвовать в состязаниях.
Победитель конкурса среди конструкторов, а также лучшая машина должны были выявиться после завершения всей программы соревнований. Она предусматривала разделение самолетов на две категории — с моторами в 140 л. с. и 220. В актив каждой начислялись бы очки по системе, учитывающей разницу мощности двигателей. Осоавиахим готовился к воздушному празднику в августе 1941 г. Но с июня он «перешел на военные рельсы». В аэроклубах и других подразделениях оборонного общества усиленными темпами готовились непосредственно для фронта летчики, планеристы, парашютисты. Воздушные гонки не состоялись до сих пор. Конкурс канул в небытие.
Примечания:
* - статья написана в 1993 году,
** - разбивка авторского текста сделана мной,
*** - так в тексте.
**** - в тексте статьи данный кусок идет перед описанием работ Кочеригина.
Источник: Крылья Родины 10-11/93г.
Информация