Глава 3 Экспериментальный истребитель
Глава 3 Экспериментальный истребитель
С 1930 года, по мнению одного из ведущих специалистов Научно-испытательного института ВВС Н.И.Шаурова, автора книги «Развитие военных типов сухопутных самолетов», начался очередной этап в развитии авиационной техники. Он характеризовался как ростом летных данных, так и усовершенствованием самолетов, особенно их аэродинамических качеств. «Наиболее выделяется, – писал Николай Иванович, – за данный период борьба за скорость, которая ведется на основе использования достижений аэродинамики и изучения явлений, происходящих в воздушном потоке, непосредственно соприкасающемся с обтекаемой поверхностью. Отсюда полное преобладание в конструкциях самолетов монопланной схемы, убирание шасси, удобообтекаемость форм, наличие зализов, клепка впотай, лакировка поверхностей и т.п.».
25 июня 1931 года Совет Труда и Обороны (СТО) постановил: «Организовать работу опытных организаций на основе концентрации научных и конструкторских сил, привлечения и использования иностранной технической помощи, тщательного изучения образцов самолетов и моторов, чтобы проблема «догнать и перегнать» была разрешена в течение ближайших 2-3 лет и созданы образцы самолетов и моторов, предметов вооружения и снаряжения (пулеметы, пушки, прицелы, фото, радио), превосходящие лучшие образцы иностранной техники…
Предложить В АО (Всесоюзное авиастроительное объединение. – Н.Я.) проектировать и производить тяжелые и сверхтяжелые самолеты из металла с возможно большим применением стали и уменьшением алюминия, а самолетов легкого типа – по преимуществу смешанной конструкции (сталь, дерево, полотно)».
Несмотря на то, что основные усилия Научно- исследовательского института ГВФ были направлены на решение задач, связанных с эксплуатацией самолетов гражданской авиации, в его стенах работала группа А.П.Путилова, призванная продемонстрировать преимущества конструкций самолетов из нержавеющей стали, что удачно вписывалось в вышеозвученное постановление СТО. Все элементы конструкции планера самолетов семейства «Сталь» соединялись точечной и роликовой контактной сваркой без использования традиционных для цельнометаллических конструкций заклепок.
В стенах НИИ ГВФ было создано 14 самолетов и среди них такие удачные машины, как «Сталь-2» и «Сталь-3». Название самолетов стало своего рода фирменной маркой института и неудивительно, что проект экспериментального истребителя ЭИ, предложенного Бартини весной 1930 года, получил обозначение «Сталь-6» или сокращенно «С-6». В этом самолете Роберт Людвигович использовал все перечисленные Шауровым технические решения, с той лишь разницей, что в конструкции «Сталь-6» вместо заклепок использовалась контактная электросварка. Разработка «Сталь-6» явилось попыткой создания легких, аэродинамически совершенных и долговечных конструкций.
В НИИ ГВФ выходила газета «Стальной самолет» – орган ячейки ВКП(б), ВЛКСМ и месткома института. Ее номер от 25 мая 1932 года был почти полностью посвящен самолету «Сталь-6». В передовице, в частности, говорилось: «Партия и правительство поставили перед гражданским воздушным флотом Советского Союза задачу в кратчайшее время перегнать авиационную технику капиталистических стран, стать самой мощной в мире гражданской авиацией. В борьбе за осуществления этой задачи нашему институту отводится ведущая роль…
Сейчас мы развернули борьбу за постройку «С-6», успешное завершение которого разрешит ряд проблем в самолетостроении и поставит нас в ряд передовых стран по авиационной технике».
Как следует из постановления бюро ячейки ВКП(б) ГВФ от 3 апреля 1932 года, из-за нечеткой работы мастерских, в частности, задержек по производству опытных работ, у отдельных работников конструкторского бюро создавалось упадническое настроение, что отражалось на темпах работ и создавало большие затруднения в работе…
В связи с этим с 21 мая по 1 июня отдел опытного самолетостроения провел декаду по выполнению решений бюро партийной ячейки института о мероприятиях! обеспечивающих выпуск «С-6». Руководила декадником комиссия в составе Скворцова, Беляева и Поляка.
Но самой значимой публикацией в этой газете была беседа с конструктором самолета «Сталь-6» P.J1.Бартини под заголовком «Постройкой «Сталь-6» перегоним капиталистические страны».
«Перед нами, – рассказывал Роберт Людвигович, – была поставлена задача построить самолет, каким можно достичь рекордную скорость сухопутных самолетов без рекордных моторов (имеется ввиду, форсированных короткоресурсных двигателей. – Н.Я.) и без рекордных нагрузок на кв. метр [крыла], т.е. с реальными для эксплуатации данными. Для выполнения этой задачи пришлось отойти от нормальной схемы самолета.
Как результат всего этого, мы должны получить самолет с рекордными скоростями сухопутных машин, при нормальной посадочной скорости и с сохранением высоких качеств скороподъемности.
Мы должны идти сознательно на технический риск, так как наша задача – не только строить хорошие самолеты, но строить их лучшими, чем самолеты наших врагов, этот риск необходим, если мы ставим себе задачей перегнать технику капиталистических стран.
Задача перед нами стоит трудная. Она была бы гораздо легче разрешима, если бы мы обладали кадрами старых высококвалифицированных конструкторов и рабочих, если бы обладали прекрасно оборудованными мастерскими, если бы у нас было налаженное снабжение материалами. Но в том то и заслуга большевиков, что мы догоняем и перегоняем наших врагов при данных технических возможностях. Мы «Сталь-6» должны построить молодыми кадрами, в полукустарных мастерских, преодолевая трудности снабжения, одновременно создавая условия для еще больших достижений.
Задача, которую перед нами поставила партия и правительство разрешима. Сплотившись тесным коллективом рабочих и инженерно-технических работников для выполнения этой задачи, мы ее разрешим».
В этом был весь Бартини, ведь он надеялся на энтузиазм рабочих, на то, что они приложат все силы для быстрейшего и качественного решения поставленной задачи. Но, как вы увидите дальше, этого не произошло. Низкое качество изготовления «Сталь-6» стало одной из главных причин затянувшейся доводки самолета.
Первый вариант самолета «Сталь-6»
В 1933 году все работы по самолетам «Сталь-2» и «Сталь-3» передали на завод № 81 и туда же перешла группа конструкторов КБ СНИИ ГВФ во главе с А.И.Путиловым. Оставшийся конструкторский коллектив СНИИ ГВФ возглавил Бартини.
Взяв Роберта Людвиговича под свою опеку, начальник Главного управления ГВФ А.Э.Гольцман, видимо, увидел в проекте ЭИ не только талантливого инженера, но и перспективные для авиации технические решения. А новинок в «Сталь-6» хватало.
Задавшись целью достижения наибольшей скорости, Бартини впервые в Советском Союзе применил одноколесное убирающееся велосипедное шасси. Складывались и подкрыльевые опоры, не дававшие самолету на земле ложиться на крыло. Процесс выпуска и уборки шасси проходил вручную, для этого в кабине имелся расположенный сбоку специальный штурвал. Гидравлических и электрических систем уборки колес в те годы еще не существовало.
Для снижения лобового сопротивления конструктор отказался от традиционного радиатора и применил испарительное охлаждение мотора. Охлаждающая жидкость, омывая цилиндры двигателя, испарялась и, пройдя через канал, образованный двойной обшивкой носка крыла, возвращалась обратно в виде конденсата. Фонарь кабины пилота почти не выступал за обводы фюзеляжа, что тоже способствовало увеличению скорости полета.
Доработанный самолет «Сталь-6» на испытаниях в НИИ ВВС. Щелковский аэродром, 1934 г.
Первым опробовал в воздухе «Сталь-6» летчик-испытатель НИИ ВВС А.Б.Юмашев. Произошло это, судя по летной книжке Андрея Борисовича, 27 июля 1933 года. Известность Юмашев получил благодаря своим рекордным полетам на самолетах ТБ-3 и АНТ-25. Особенно большой резонанс в мире получил рекордный полет на дальность через Северный полюс в Северо-Американские Соединенные Штаты (так в те годы назывались США). Самолет, в экипаж которого, кроме командира корабля Михаила Громова и штурмана Сергея Данилина, входил второй пилот Андрей Юмашев, стартовав со Щелковского аэродрома (ныне Чкаловская) пролетел за 62 часа 17 минут без посадки по прямой 10148 километров.
В первом полете «Сталь-6» выявился серьезный дефект машины – отсутствие герметичности в системе охлаждения двигателя. Пар, вырвавшийся из под листов конденсатора, буквально окутал самолет. Летчик также высказал пожелание улучшить обзор из кабины. Доработки испарительной системы охлаждения и изменение кабины и фонаря пилота затянулись, и лишь 11 мая 1934 г. А.Б.Юмашев вновь отправился в полет на «Сталь-6».
17 июля 1934 года «Сталь-6» была принята специалистами НИИ ВВС для проведения государственных испытаний. Перед военными испытателями стояло несколько задач, но главными были две: изучение поведения парового охлаждения для дальнейшего его применения на современных самолетах и определение возможности эксплуатации самолета на шасси с одним колесом.
В первом же полете ведущего летчика-испытателя Петра Михайловича Стефановского, состоявшемся на следующий день, вновь выявился серьезный дефект в системе охлаждения мотора. Машину поставили на доработку, продолжавшуюся два дня, и 20 июня Стефановский вновь поднял ее в воздух. В тот день предстоял полет с убранным шасси по определению поведения самолета на максимальной скорости при работе мотора на номинальном режиме. Но завершить испытание не удалось: в полете оборвался трос, предназначавшийся для уборки и выпуска одной из крыльевых опор. Попутно дали о себе знать еще двенадцать дефектов. И снова доработки, на этот раз затянувшиеся более чем на две недели.
8 июля состоялся третий испытательный полет на километраж (определение скорости на мерной базе при полете у земли), но задание и на этот раз не было выполнено полностью. По мере увеличения скорости самолет стало кренить влево. Летчик вынужден был прекратить полет. К тому же на земле обнаружился обрыв ленты, крепившей собиратель пара в левой плоскости.
Машину быстро ввели в «строй», но на следующий день в полете сорвало фонарь кабины летчика.
«Сталь-6» пилотирует летчик-испытатель АБ.Юмашев
Спустя тридцать с лишним лет Петр Михайлович по этому поводу вспоминал: «Машина развивала рекордную для того времени скорость – 420 км/ч.
Достигнуть ее было не просто. Управляемых триммеров тогда еще не изобрели. На элеронах имелись регулируемые на земле ножи. А они нередко вызывали у самолета стремление выполнить то правую, то левую бочку. Возникавшие усилия преодолевались тяжело. Отгибание ножей между очередными полетами не давало нужной точности.
Но больше всего нас с Юмашевым, ставших монополистами испытаний «Сталь-6», раздражал фонарь пилотской кабины… А фонарь, открывавшийся лишь на земле, он (Бартини. – Н.Я.) выполнил из желтого, абсолютно непрозрачного целлулоида. Решительно никакого обзора по курсу – летишь как в завязанном мешке. Только сбоку вырезано небольшое окошечко для наблюдения за землей.
И несмотря на пристрастие к легким самолетам, интерес к «Стали-6» у меня с каждым полетом падал. Андрей Юмашев тоже все больше разочаровывался в машине. Масла в огонь подлила неисправность в шасси, возникшая во время одной из посадок. И хотя самолет не получил повреждений, испытывать его прекратили. Он требовал доработки и доработки. И не удивительно – опытный образец».
Пятый полет «Стали-6», состоявшийся 13 июля, едва не закончился катастрофой. В тот день в 20 часов 45 минут (напомню, что в те годы стрелки часов не переводили на летнее время и приближались сумерки) предстоял полет на километраж. На высоте 1000 метров Стефановский убрал шасси и, снизившись до 300 метров, начал выполнение задания. Когда летчик приступил к очередному режиму и увеличил обороты двигателя до 2200 в минуту, самолет начал сильно валиться влево. Осторожный и к тому времени накопивший большой опыт в испытаниях самолетов Петр Михайлович решил прекратить полет и, поднявшись на 1000 метров, стал выпускать шасси.
Для контроля этого процесса конструкторы предусмотрели пять электрических лампочек. Когда шасси выпущено и встало на замок, все лампочки гасли. На этот раз одна из них продолжала гореть. Летчик повторил опергцию по уборке и выпуску шасси, вращая штурвал. Но это ничего не дало. Как поступить дальше? Прыгать с парашютом или выполнять посадку на фюзеляж? Пилот принял второе и, как оказалось, верное решение. Летчик сел отлично, а самолет получил незначительные повреждения.
Обследовав лежащий на земле самолет, специалисты установили, что причиной аварии стал обрыв троса уборки шасси. Комиссия работала недолго и пришла к выводу, что «если бы Стефановский выпустил шасси после обрыва троса подкрыльевых костылей (так назывались концевые опоры крыла. – Н.Я.)у то результаты посадки были бы значительно хуже, чем получилось при посадке с убранным шасси…
Основная причина поломки самолета «Сталь-6» произошла из-за конструктивных и производственных недоделок механизма подъема и опускания шасси и подкрыльевых костылей.
Косвенной причиной поломки явилось недоверие летчика к самолету, основанное на большом количестве поломок и неполадок на нем в воздухе».
Особое мнение по отношению к выводам большинства членов комиссии высказал ведущий инженер по испытаниям Холодов, не огласившийся с фразой: «Косвенной причиной поломки явилось недоверие летчика к самолету, основанное на большом количестве поломок и неполадок на нем в воздухе».
Это был второй случай, связанный с неисправностью механизма уборки и выпуска шасси самолета «Сталь-6».
Как следует из выводов отчета по государственным испытаниям экспериментального самолета, «паровое охлаждение в летных условиях ‹…› ведет себя достаточно удовлетворительно. Работа мотора на земле и рулении более пяти минут приводит к перегреву мотора.
Недостаточная прочность электросварки и неудовлетворительная пайка конденсатора приводит к отрыву профилированных лент крепления конденсатора и беспрерывной течи воды из парособирателя: за 50 минут полета утечка воды достигала 75% от общего ее количества.
Выявить летные данные самолета не удалось, так как при скорости 365 км/ч самолет валился влево настолько сильно, что физических усилий летчика удержать его в линии полета было недостаточно…».
Кабина самолета «Сталь-6»
Сталь-6
От себя добавлю, что Стефановский был довольно сильный человек, из-за своей комплекции с трудом влезавший в кабины истребителей.
В заключении отчета, подписанного в сентябре 1934 года главным инженером-механиком ВВС РККА Аузаном, командиром авиабригады НИИ ВВС А.И.Залевским и начальником 7-го сектора НИИ ВВС Квитко, говорилось:
«1. НИИ ВВС отмечает, что конструктором Бартини в самолете «Сталь-6» решены принципиально два очень важных вопроса: 1) паровое охлаждение мотора, 2) посадка и взлет скоростного самолета на одном колесе.
а) Паровое охлаждение мотора в летных условиях во время полета имеет вполне удовлетворительную эффективность: мотор не греется.
б) при разбеге и пробеге на шасси с одним колесом самолет обладает удовлетворительной устойчивостью пути и не требует от летчика особого внимания для сохранения прямой.
2. Паровое охлаждение мотора в предъявленном виде является недовведенным.
НИИ ГВФ необходимо в самом срочном порядке устранить обнаруженные дефекты в соответствии со сводкой испытаний и передать самолет на повторные госиспытания…
5. Просить Начальника ВВС РККА указать ГУ ГВФ на недопустимо невнимательное отношение к доводке самолета «Сталь-6»: за 15 месяцев заводских испытании на самолете не устранены дефекты, не позволяющие не только эксплуатировать его, но и испытывать самолет с таким оригинал] »ным и имеющим большое значение для ВВС охлаждением».
Свою резолюцию на отчет наложил и Начальник ВВС РККА Я.И.Алкснис:
«Так как совершенно новые и оригинальные конструкторские элементы – паровое охлаждение мотора и применение одного колеса при испытании себя оправдали, рекомендовать конструкторским организациям ЦАГИ, 39 завода и др. использовать опыт конструктора Бартини в этой части…».
Согласно летной книжки Андрея Борисовича Юмашева, последний зафиксированный полет на «Сталь-6» состоялся 5 октября 1934 года.
Других документальных свидетельств о полетах на «Сталь-6» на сегодняшний день обнаружить не удалось. Наиболее вероятно, что скорость 420 километров в час была достигнута в ходе заводских испытаний. Этот рубеж у некоторых исследователей сегодня вызывает сомнение. Одни считают ее завышенной, другие – наоборот. Главный аргумент последних заключается в том, что по некоторым данным, в силу недостаточной охлаждающей поверхности испарительной системы, двигатель самолета работал не на полную мощность.
Я полагаю, что порог в 420 километров в час все же был преодолен, и эта уверенность связана с тем, что Петр Михайлович Стефановский написал свои мемуары спустя 30 лет, находясь в полном здравии. Жив был и Андрей Борисович Юмашев, и допустить в своих воспоминаниях такой «ляп» Стефановский просто не мог. Я хорошо помню встречу Стефановского с ветеранами НИИ ВВС, проходившую вскоре после появления на прилавках магазинов первого издания его книги в Чкаловском гарнизонном доме офицеров. Военные испытатели больше обсуждали вопросы, связанные не с неправильным изложением тех или иных событий, а сетовали, почему так мало написано. В ответ Петр Михайлович достал из портфеля несколько толстенных томов рукописи и сказал: «Вот сколько написано, а вот – сколь издано», – и поднял в другой руке свою книгу.
Когда готовили отчет о государственных испытаниях «Сталь-6», в НИИ ВВС летал истребитель И-16 с двигателем воздушного охлаждения «Райт-Циклон» Ф-3. Осенью того же 1934 года на этом самолета на высоте трех километров была достигнута скорость 437 км/ч. Вот почему в отчете НИИ ВВС ничего не говорится о перспективах «Сталь-6» с точки зрения достижение наибольшей скорости.
Рассказывая о «Сталь-6», Стефановский почему-то обошел вниманием единственного гражданского пилота-испытателя НИИ ГВФ Н.В.Аблязовского, также летавшего на экспериментальной машине и погибшего в 1935 году во время катастрофы пассажирского самолета ПС-89, построенного на заводе № 89 имени Гольцмана.
Как следует из воспоминаний И.А.Берлина – авиаконструктора и соратника Бартини – «Сталь-6» показали комиссии Коминтерна, куда входил и один из основателей компартии Италии Э.Дженнари, как отчет коммуниста Бартини о его партийной работе, как выполнение клятвы о том, чтобы «красные самолеты летали быстрее черных», которую он дал, отправляясь в Советскую Россию.
Итак, «Сталь-6» стал демонстрационной машиной, развившей впервые в Советском Союзе скорость 420 километров в час. Для отечественного авиастроения это было рекордное достижение, поскольку этот параметр у лучших серийных сухопутных истребителей не превышал 300 километров в час.
У читателя может возникнуть недоумение, ведь за рубежом летали и быстрее. Так, в 1933 году появилось сообщение о новом мировом рекорде скорости, установленном на сухопутном самолете – 490,8 километров в час. Что касается гидросамолетов, то еще в 1929 году на «Супермарине» S.6 пилот Орлебар стал обладателем абсолютного рекорда скорости 575,5 километров в час.
Возможность этих рекордных достижений Бартини объяснил еще в 1932 году, но я повторюсь. Это, прежде всего, предельно форсированные по мощности двигатели и очень высокая нагрузка на крыло. Если бы такой самолет, как S.6 поставили не на поплавки, а на колеса, то для него пришлось бы строить специальный аэродром с искусственным покрытием.
Хотя испарительная система охлаждения двигателей не получила широкого распространения, создание «Стали-6» позволило изменить представления многих авиационных специалистов о дальнейших путях развития авиационной техники. Бартини же, вдохновленный успехом в достижении большой скорости, на основании постановления Совета Народных комиссаров приступил в 1934 году к проектированию полноценного самолета – цельнометаллического истребителя «Сталь-8» с двумя синхронными пулеметами ШКАС калибра 7,62 миллиметра, взяв за основу «Сталь-6», но с 860-сильным двигателем М-100 – лицензионным вариантом «Испано-Сюизы», выпускавшимся в Советском Союзе.
Основным конструкционным материалом этого истребителя была сталь, но обшивка предполагалась из алюминиево-магневого сплава. Топливные баки изготавливались из еще более легкого сплава «электрон». Все стальные элементы конструкции фюзеляжа, выполненного в виде монокока, соединялись, как и прежде, точечной и роликовой сваркой. Все это позволяло по расчетам уложиться в полетный вес не более 1590 кг.
В 1934 году был построен макет истребителя, утвержденный Государственной комиссией под председательством М.Н.Тухачевского. Ожидалось, что скорость полета на высоте 3000 метров достигнет 630 километров в час. Другой информации о проекте «Сталь-8» в архивах на сегодняшний день обнаружить не удалось, а встречающиеся в печати подробности можно смело отнести к числу чьих-то домыслов.
Но «Сталь-8» так и не взлетел, поскольку, как писал В.Б.Шавров, Аэрофлот тяготился постройкой военного самолета, а чиновники Главного Управления авиационной промышленности (ГУАП) не считали его «своим». К тому же в то время испытывался полноценный истребитель И-16, который хотя и был менее скоростным, но позволял решать задачи, поставленные военными в те годы.
Это были одни из первых опыты с испарительной системой охлаждения поршневых двигателей (в 1931 году англичане применили ее на рекордном самолете S.6b фирмы «Супермарин»). В боевом же самолете аналогичное техническое решение реализовали в Германии на истребителе Не-100 фирмы «Хейнкель». Но трудности, с которыми столкнулись немецкие специалисты, главным образом в эксплуатации, вынудили прекратить работы в этом направлении.