Глава 6 Сверхзвуковой истребитель: фантастика или реальность?
Глава 6 Сверхзвуковой истребитель: фантастика или реальность?
Особое техническое бюро НКВД
В 1937 году очередная волна репрессий обрушилась на граждан Советского Союза. Среди «врагов народа» и в этот раз оказалось немало военачальников и специалистов в области военной техники, в том числе и самолетостроения. Существует немало версий появления данного «контингента» среди граждан СССР и по одной из них, связанной с именем Михаила Тухачевского, это дело немецких спецслужб, заинтересованных в ослаблении обороноспособности Советского Союза накануне передела политической карты мира.
Кадровые чистки начались сразу после октябрьского переворота 1917 года и никогда не прекращались в СССР, ослабляя безопасность страны, они лишь затухали или активизировались.
Еще в 1934 году нарком обороны К.Е.Ворошилов, обеспокоенный чрезмерными усилиями «компетентных органов» по поиску «врагов народа», вынужден был 5 августа написать в Политбюро ВКП(б) Кагановичу:
«В результате ряда чисток, мы, начиная с 1930 г., уволили из ВВС РККА “по социальному происхождению и политико-моральному несоответствию” свыше 2000 человек летно-технического состава и, в основном, выгнали действительно враждебных и политически ненадежных людей.
Неизбежным спутником этих чисток являлось большое дергание и трепетание летно-технического состава, в особенности тех товарищей, которые из-за разных хвостов (родственники, происхождение и пр.) находятся под подозрением.
Надо прямо сказать, что не прекращающийся “розыск” сомнительных элементов уже сейчас вредно отражается на политико-моральном состоянии многих наших командиров-летчиков.
Я считаю необходимым решительно отказаться от системы этих постоянных “розысков”, как от безусловно вредного в данных условиях метода укрепления наших воздушных сил.
Самая драконовская чистка не избавит нас от известного количества маскирующихся врагов, которых еще долгое время будут поставлять нам постепенно исчезающие с исторической сцены враждебные классы. Это неизбежно. В период, когда идет бурный процесс социальной ломки, об абсолютной гарантии не проникновения даже в армию отдельных враждебных элементов не может быть речи…».
В самолетостроении все началось в 1937 году с разгрома отдела опытного самолетостроения ЦАГИ – крупнейшего конструкторского бюро, возглавлявшегося А.Н.Туполевым. Вслед за Ту полевым в разряд «врагов народа» попали его ближайшие сподвижники, весьма далекие от политики люди: В.М.Петляков и В.М.Мясищев, а также известные моторостроители Б.С.Стечкин и A.Д.Чаромской. 14 января следующего года был арестован Р.Л.Бартини, затем последовала очередь В.А.Чижевского и К.А.Калинина – единственного из главных конструкторов авиационной техники, расстрелянного в 1938 г.
Из всего контингента конструкторов я точно знаю лишь причину репрессии в отношении B.А.Чижевского. И хотя Владимир Антонович никак не был связан с Бартини, этот пример может хорошо проиллюстрировать, почему и зачем арестовывали в те годы людей.
После удачных перелетов советских летчиков через Северный полюс в Америку, в Советском Союзе обсуждалась идея кругосветного перелета. Тихоходный и низковысотный АНТ-25 для этих целей не годился. Требовался новый самолет со значительно большей дальностью, а также способный уверенно преодолевать горные вершины и грозовые фронты. Единственным предприятием, которое могло в те годы создать подобную машину, было Бюро особых конструкций (БОК). Ему и поручили задачу создания рекордного самолета БОК-15 с герметичной кабиной экипажа.
Однако для реализации данного проекта требовалась всемерная помощь небольшому коллективу, в первую очередь, выделение ему завода, освоившего технологию цельнометаллического самолетостроения. Этого не произошло. Сроки создания новой машины постоянно срывались, и тогда начальник Главного управления авиационной промышленности решил эту задачу по-своему. Свалив всю вину на Владимира Антоновича, 28 января 1938 года в докладной записке Сталину он сообщал:
«Состояние конструкторского аппарата и работ КБ-29 Чижевского таково, что не дает уверенности в выполнении той большой задачи, которая перед ним поставлена по постройке самолета БОК-15…
Для того, чтобы построить машину БОК-15 без Чижевкого необходимо поставить на эту работу крупный квалифицированный коллектив конструкторов и перевести производство на более квалифицированный завод…
С Чижевским вопрос решить немедленно».
Спустя четыре дня – новый доклад о том, что комиссия, проверявшая конструкторскую документацию БОК-15 выявила принятый в расчетах трехкратный коэффициент перегрузки. По мнению комиссии, этот коэффициент необходимо довести до 3,5, лишь в этом случае самолет сможет выдержать нагрузки, возникающие при попадании в «болтанку». Но ведь и АНТ-25, неоднократно попадавший в серьезные переделки, также рассчитывался с учетом трехкратной перегрузки, причем ни ЦАГИ, ни наркомат, ни ЦК ВКП(б) не считали тогда, что машина может разрушиться.
1 февраля 1938 года Владимира Антоновича арестовали. Несмотря на это БОК-15 так никуда и не полетел. Этот факт лишний раз подтверждает невиновность Чижевского, как, впрочем, и всех остальных репрессированных специалистов, включая Бартини. Арестовывая подчиненных, «Кагановичи» отводили удар от себя, но не надолго.
В итоге многие конструкторские коллективы потеряли своих лидеров и на их место пришли, зачастую, молодые, менее опытные конструкторы.
Но не всех заключенных специалистов ожидала участь Блюхера, Тухачевского и Калинина. Большинству удалось выжить благодаря созданию в Наркомате внутренних дел (НКВД) тюремных особых технических отделов, занимавшихся разработкой военной техники.
Как известно, одним из первых авиаконструкторов в тюрьму попал Владимир Михайлович Петляков. Но сидеть на нарах ему долго не пришлось. В начале 1938 года две группы арестованных инженеров почти одновременно выступили с инициативой разработать перспективные авиадвигатели и самолеты. Судя по всему, идея создания тюремных конструкторских бюро исходила не от арестованных специалистов, а от руководства НКВД, поскольку в одиночку боевой самолет не разработаешь и для этого необходим коллектив. Инженерам оставалось лишь сформулировать свои предложения, которые направили для изучения в Наркомат оборонной промышленности, куда входило в те годы все авиастроение.
В итоге М.М.Каганович, возглавлявший авиационную промышленность, сначала высказался за разработку под руководством А.Д.Чаромсксго авиационного дизеля, получившего впоследствии обозначение М-30, а 13 марта 1938 года отправил наркому внутренних дел Н.И.Ежову ответ по поводу создания новых самолетов:
«Ознакомившись с предложением арестованных конструкторов самолетчиков, считаю целесообразным оформить их в группу…
«Самолет сопровождения» необходим с максимальной скоростью не менее 500 км/ч. Нормальная дальность полета 2500 км… При разработке необходимо предусмотреть возможность использования этого самолета в качестве скоростного штурмовика…
«Самолет атаки» нужен для встречи и боя с бомбардировщиками противника на больших высотах. А для того, чтобы он был в состоянии противостоять имеющимся самолетам подобного типа (французский «Анрио-20», немецкий «Дорнье-17», американский «Белл-ХФМ-1) и вести успешно бой с современными бомбардировщиками типа немецкого «Хейнкель-111a», он доложен обладать следующими данными ‹…›.
При проектировании самолета необходимо предусмотреть возможность использования его в качестве пикирующего бомбардировщика и штурмовика.
Одновременно считаю целесообразным привлечь группу арестованных конструкторов к модификации машины ТБ- 7 на основе опыта проведения заводских и государственных испытаний по улучшению ее летно-технических данных и переводу этой машины на американскую технологию, обеспечив повышение скорости до 500 км/ч…».
К моменту отправки этого письма одни заключенные конструкторы находились в лагерях НКВД, в том числе и в подмосковном Болшево (ныне – город Королев), а другие – в Бутырской тюрьме. Руководство НКВД первоначально предлагало использовать для этой цели территорию опытного завода № 156. В первом варианте письма Н.И.Ежову М.М.Каганович высказался против этой затеи, мотивировав это тем, что создание там тюремного конструкторского бюро будет мешать выполнению плана опытных работ. Однако НКВД поступило по своему, и на верхних этажах здания завода № 156, расположенного на пересечении улицы Радио и набережной Яузы (ныне носящей имя А.Н.Туполева), организовало Особое техническое бюро.
Судя по тому, что в процитированном письме наркому Н.И.Ежову упоминается самолет ТБ-7, инициатива создания обоих самолетов исходила от В.М.Петлякова, являвшегося, как известно, главным конструктором тяжелого бомбардировщика.
Предложение же по «самолету атаки», видимо, стало основой для созданного под руководством Владимира Михайловича первого реального самолета тюремного конструкторского бюро – высотного истребителя с герметичной кабиной.
Это один из самых мрачных периодов истории отечественного самолетостроения и пролить на него свет помогли воспоминания А.М.Изаксона, впоследствии ближайшего помощника Петлякова:
«В конце 1938 года я встретился с Петляковым в одной из камер Бутырской тюрьмы… Тут я с ним сошелся поближе. Все мы начали работать по самолету.
В начале 1939 года наша маленькая конструкторская организация была оформлена в виде специального КБ. Главным конструктором стал В.М.Петляков, а я был назначен его заместителем. Все это происходило под эгидой Особого технического бюро НКВД…
Машина называлась «100». Почему «СТО» – трудно даже сказать. Некоторые расшифровывали как Спецтехотдел. Некоторые воспринимали как новую систему нумерации».
Особое техническое бюро (ОТБ) было создано на основании приказа наркома внутренних дел Л.П.Берии от 10 января 1939 года. Как видим, о Бартини здесь не упоминается, как не было еще и ЦКБ-29. Существовали лишь разрозненные группы заключенных специалистов.
Проработав больше года на «стройках коммунизма» во всесильном ГУЛАГе (Главном управлении лагерей) НКВД, Бартини попал для восстановления потерянного здоровья в подмосковное Болшево. Там, по предложению заключенных Б.С.Стечкина, А.Н.Туполева и Н.М.Харламова, сделанном в ноябре 1939 года, начали формировать еще один коллектив конструкторов. После его объединения с ОТБ Петлякова а других ведущих конструкторов было создано ЦКБ-29 НКВД.
По свидетельству очевидцев, и, видимо, самого Бартини, в ЦКБ-29 ему одновременно с консультациями по созданию самолета ДБ 240 предложили разрабатывать под руководством Туполева будущий фронтовой бомбардировщик Ту-2.
В ходе проектирования будущего Ту-2 у Бартини с Туполевым произошел инцидент, описанный в книге В.П.Казневского:
«Вспоминая то время, соратник А.Н.Туполева Л.Л.Кербер описывает одно техническое совещание зеков и «потасовку» на нем между Туполевым и Бартини. В своем выступлении Бартини на основании глубоких расчетов показал на графиках и предупредил, что самолет Туполева при заложенных численных значениях проектных параметров не может развить скорость полета, заданную тактико-техническими требованиями. На что взвинченный Туполев вспылил:
– Дурак! И графики твои дурацкие!
– Сам дурак! – неожиданно для всех ответил всегда сдержанный Роберт Людвигович».
Это событие могло произойти в подмосковном Болшево в период между ноябрем 1939 года и январем 1941 года, когда самолет «103» – будущий Ту-2 – совершил свой первый полет.
Разработка бомбардировщика «103» велась фактически подпольно до середины июня 1940 года, после выхода соответствующего приказа Наркомата авиационной промышленности. Заданием предусматривалось, в частности, достижение скорости 720 километров в час на высоте 10000 метров (это соответствовало числу М=0Т 67) с 1800-сильными моторами М-120ТК-2. При этой скорости следовало учитывать сжимаемость воздуха, чем, очевидно, пренебрегли «туполевцы».
Видимо этот эпизод был рассказан Виктору Павловичу в приватной беседе, поскольку в книге Леонида Львовича Кербера «Туполев» об этом нет ни слова.
Скорее всего именно после этого случая Бартини, имея свои планы, отказался от предложения Туполева, обещавшего более или менее спокойную жизнь.
Примерно в это же время в недрах ЦКБ-29 начали формировать отдельные конструкторские бюро, в том числе и КБ-4, которое возглавил ДЛ.Томашевич – бывший заместитель «короля истребителей» Н.Н.Поликарпова и получивший срок за гибель В.П.Чкалова.
Д.Л.Томашевич родился в 1899 году. Свое детство и молодость провел в Киеве. В 1926 году он окончил Киевский политехнический институт и поступил на работу на авиаремонтный завод. Проработав в Киеве несколько лет, Дмитрий Людвигович переехал в Москву и определился в КБ Н.Н.Поликапова. В 1936 году его назначили ведущим инженером по самолету И-15бис, спустя год – заместителем главного конструктора по многоцелевому самолету «Иванов», способного решать задачи штурмовика, бомбардировщика и разведчика. Одновременно он разрабатывал убирающееся шасси для истребителя И-153. Затем он возглавил создание истребителя И-180.
В послевоенные годы под руководством Томашевича была создана первая отечественная управляемая авиационная ракета РС-1-У класса «воздух-воздух».
Осенью 1940 года Дмитрий Людвигович предложил проект истребителя «110». Вошел в состав КБ-4 и Бартини.
26 ноября 1940 года нарком Шахурин докладывал Сталину:
«В соответствии с Вашим указанием группой арестованных специалистов ‹…› ОСБ (особое бюро, больше известное как ЦКБ-29. – Н.Я.) под руководством Томашевича Д.Л. проектируется одноместный одномоторный истребитель ВИ-1 (с мотором М-105П-Ф с ТК).
ВИ-1 проектируется в двух вариантах – с гермокабиной (ГК) и без гермокабины. Оба варианта имеют общую схему… Самолеты будут отличаться только передней частью фюзеляжа».
По расчетам эти машины (с гермокабиной и без нее) могли развивать скорость 650 и 655 километров в час соответственно. На высоту 8000 метров они могли подниматься за 10 и 9,5 минут, и летать на расстояние до 1750 километров. Вооружение планировалось из 23-миллиметровой пушки и четырех пулеметов, два из которых – крупнокалиберные.
Истребитель «110»
За день до нового 1941 года вышло постановление СНК о постройке третьего экземпляра истребителя в высотном варианте с гермокабиной и двигателем М-107П, оснащенным турбокомпрессором. Этот самолет должен был развивать скорость до 670 километров в час на высоте 7000 метров и подниматься на 8000 метров за девять минут. Расчеты показали, что его дальность достигнет 1590 километров.
Спустя девять дней по приказу НКАП постройку ВИ-1, более известного как самолет «110» или И-110, возложили на завод № 156, при этом первые две машины переориентировали на двигатели М-107П. Летом 1941 года состоялась защита эскизного проекта. Впереди была постройка машины, но начавшаяся война нарушила все планы мирного времени.
Часть ЦКБ-29 эвакуировали в Омск, разместив КБ-4 в Куломзино, на другом берегу Иртыша. Впоследствии это предприятие получило обозначение завод № 289. Обустройство задержало работу по самолету «110», и срок предъявления машины на испытания сместили на июль 1942 года, при этом окончательно решили строить истребитель с перспективным, как тогда казалось, мотором М-107. Однако в этот срок не уложились, предъявив самолет военным лишь осенью 1942 года.
НИИ ВВС, где испытывался истребитель Д.Л.Томашевича, в то время находился в эвакуации в Свердловске (ныне Екатеринбург). Ведущими по машине были инженер В.Ф.Болотников и летчик- испытатель П.М.Стефановский. Вопреки ожиданиям, достигнуть заявленных данных не удалось. Самолет развивал скорость не более 610 километров в час. Это, безусловно, было больше, чем серийные отечественные машины аналогичного назначения, но явно недостаточно для двигателя М-107. Главными причинами этого были большой взлетный вес (3980 килограммов) и недостаточная (1300 лошадиных сил) мощность двигателя из-за его плохого охлаждения. И это несмотря на то, что Дмитрий Людвигович предпринял все меры для обеспечения нормальной работы мотора (в частности, И-110 отличался огромным воздухозаборником системы охлаждения двигателя).
Вслед за созданием истребителя «110» летом 1942 года в КБ-4 был разработан эскизный проект легкого и дешевого противотанкового самолета, получившего обозначение «Пегас». Самолет проходил испытания, но дальше постройки пяти опытных образцов дело не пошло. Был ли привлечен к этой работе «сотрудник» КБ-4 ЦКБ-29 Бартини неизвестно, но, полагаю, исключать это нельзя, поскольку квалифицированных специалистов в те годы катастрофически не хватало, и опыт Роберта Людвиговича мог пригодиться. В пользу этого предположения говорит и тот факт, что после закрытия ЦКБ-29, просуществовавшего до конца 1942 года, и освобождения Томашевича КБ-4, превратившееся в 4-й спецотдел НКВД, возглавил Бартини, который полностью «отмотал» свой срок и вдобавок был понижен в правах еще на пять лет.
Одновременно с участием в проектах Д.Л.Томашевича, Роберт Людвигович приступил к реализации собственных замыслов.
Концепция газодинамического единства
В 1941 году в Омске, куда был эвакуирован завод № 156 с тюремным конструкторским бюро ЦКБ-29, Бартини начал прорабатывать предложение по реактивному самолету «Р».
Если присмотреться к проектам летательных аппаратов, разработанных под руководством Роберта Людвиговича, то можно обнаружить общую черту. Начиная со «Стали-7» конструктор стремился, чтобы как можно больше агрегатов планера создавало подъемную силу при минимальном лобовом сопротивлении. В «Сталь-7» – это, прежде всего, сечение фюзеляжа, близкое к треугольному, плавно сопрягавшемуся с широким центропланом. В первом послевоенном самолете Т-117 – широкий фюзеляж, также вносил вклад в повышение аэродинамического качества. По этому же пути Роберт Людвигович пошел и в годы войны, разрабатывая проект «Р».
Для самолета «Р» была предложена несущая система, представляющая собой крыло с размещенным в нем плоским прямоточным двигателем, в камеру сгорания которого горючее и окислитель поступали в виде перегретых паров.
На старте двигательная установка работала как жидкостный реактивный двигатель (ЖРД) с подсосом воздуха, а при больших скоростях – как прямоточный воздушно-реактивный двигатель с использованием инжекции паров горючего. Проведенные опыты с инжектором такого рода подтвердили правильность предложенной концепции. По образному выражению И.А.Берлина, это была концепция «газодинамического единства планера и силовой установки».
Много лет спустя, на рубеже 1950-х – 1960-х годов, задачи тесного взаимодействия планера, силовой установки и воздушного потока, обтекающего летательный аппарат, стали доминирующими не только в работах Бартини, но и предметом других исследований, направленных на создание сверхзвуковых самолетов. Достаточно отметить такие проекты, как пассажирский самолет Ту-144, бомбардировщик-ракетоносец Ту-160, многоцелевой Т-4 ОКБ П.О.Сухого, американского ХВ-70 «Валькирия» и др. Остро этот вопрос стоит и сегодня при проектировании гиперзвуковых летательных аппаратов с воздушно-реактивными двигателями, и Бартини был в этом отношении первопроходцем.
Все, кто работал в оборонных отраслях промышленности Советского Союза, знают, что информация, содержащая секретные сведения записывалась в «спецблокноты». В одном из таких блокнотов Бартини изложил суть своего предложения в «Объяснительной записке по определению летных данных самолета «Р», подготовленной во время эвакуации в Омске 21 января 1942 года: ‹
«Основная идея заключается в следующем:
1. Для рациональной компоновки реактивного двигателя с самолетом целесообразно создать машину, в которой струя двигателя и самолета взаимодействуют т[аким] о[бразом], что[бы] интерференция увеличила тягу, уменьшила сопротивление и увеличила подъемную силу.
Такая схема осуществима путем расположения вытянутой вдоль размаха выходной щели газов реактивного двигателя на верхней стороне крыла. Тогда разряжение, созданное крылом, увеличивает скорость истечения газов реактивного двигателя, обдув же верхней стороны крыла дает уменьшение сопротивления и увеличение подъемной силы.
Данное обстоятельство, а также отсутствие в инта и большое уменьшение веса машины в полете приведут к созданию самолета особой схемы.
2. Для улучшения работы воздушно-реактивного двигателя, в особенности на больших скоростях, целесообразно использовать кинетическую энергию перегретых паров топлива, вводимых в камеру сгорания. Мощность струи этих перегре-
тых паров значительна. Если, например, на взлете расход топлива 2 кг/с и скорость его паров 1220 м/с, то их мощность равна 2000 л.с., что может быть использовано для увеличения компрессии в двигателе.
Наддув может быть осуществлен двумя различными путями:
а) непосредственно струями паров топлива через инжекцию при низком КПД компрессора, но при минимальном весе механизмов;
б) с помощью аксиального нагнетателя, приводимого в движение парами топлива, при высоком КПД, но при большом весе механизмов».
Как известно, одной из трудностей при выполнении аэродинамического расчета околозвукового самолета в те годы было определение волновой составляющей лобового сопротивления. Бартини, рассчитывая аэродинамические характеристики проекта «Р», как следует из той же пояснительной записки, «определял внешнее сопротивление ‹…› с учетом влияния числа Маха на Сх (коэффициент лобового сопротивления. – Н.Я.) по эмпирическим данным…
Получен новый метод расчета тяги реактора при заданном геометрическом и термическом профиле канала. Этот метод дает более строгое решение величин, определяющих тягу, применение графического метода для решения дифференциального уравнения dV/ds упрощает технику вычисления».
В публикациях о Бартини можно прочитать, что машина «Р» была предложена по схеме бесхвостка с крылом переменной по размаху стреловидности и двухкилевым вертикальным оперением на его концах. Лично я не встречал в архивах схему этого самолета, но документы, с которыми я работал, подтверждают лишь наличие на крыле шайб (высотой 1 м) и сложную конфигурацию крыла средней относительной толщиной восемь процентов. Более того, как следует из упомянутой пояснительной записки, расчетная скорость самолета «Р» не должна была превышать 1250 километров в час на высоте 10000 метров, а продолжительность полета – 30 минут. Получается, что в январе 1941 года Бартини вполне серьезно рассматривал возможность полета со скоростью в 1,15 раза превосходившую звуковую. В то же время Роберт Людвигович очень осторожно относился к полученным результатам, и в том же документе, подстраховав себя, приписал: «Учитывая предварительный характер расчетов можно полагать, что максимальные горизонтальные скорости [будут] порядка 1000 км/ч».
Учел Бартини в своем предложении и вес вооружения, но поскольку все ограничилось лишь прикидочными расчетами, его состав не конкретизировался.
В любом случае сегодня это предложение выглядит просто фантастическим и не только потому, что оно было сделано в то тяжелое время, когда Красной Армии благодаря огромным усилиям только что удалось отбросить немецкие войска от стен Москвы. Бартини замахнулся на совершенно новые, еще не существовавшие технологии проектирования и изготовления летательных аппаратов.
В других условиях предложение Роберта Людвиговича, возможно, стимулировало бы развитие авиастроения путем расширения объема научно-исследовательских работ. Для этого требовалось, прежде всего, значительное финансирование и молодые высококвалифицированные специалисты. Ни тем, ни другим в то время Советский Союз не располагал, и у находящегося в тюрьме во время страшнейшей войны Бартини шансов на воплощения его далеко идущего замысла, конечно, не было.
В те годы область аэродинамики летательных аппаратов, способных летать с околозвуковой и тем более сверхзвуковой скоростью, еще не была исследована в необходимом объеме, а конструкторы, берясь за разработку скоростного истребителя, как правило, пытались совместить планер дозвуковой конфигурации с реактивным двигателем. Исключение составили лишь советские конструкторы Александр Москалев, Роберто Бартини и немец Александр Липпиш. В частности, Москалев обосновал форму крылу в плане, использованного в проекте самолета САМ-4 «Сигма», исходя из поперечного сечения артиллерийского снаряда, а Липпиш пришел к идее треугольного крыла по аналогии с так называемым «конусом Маха». Бартини же в проекте «Р» пошел дальше всех, предложив форму несущей поверхности, близкую к оживальной, позволяющую, как известно, не только существенно снизить лобовое сопротивление, но и сократить диапазон смешения аэродинамического фокуса при преодолении звукового барьера. Что это – предвидение, свойственное лишь гениям, подобным Леонардо да Винчи, или результат расчетов, сделанных «на коленках»?
О состоянии исследований в области аэродинамики сверхзвуковых скоростей можно судить по «справочнику авиаконструктора», вышедшему из печати в 1937 года. В этом фундаментальном трехтомнике выражение «сверхзвуковая скорость» упоминается лишь три раза. Сначала разъясняется, что «При скоростях полета, больших чем скорость звука, возмущающее действие тела не простирается вне конической звуковой волны (волны Маха), представляющей собой огибающую всех сферических звуковых волн, возбужденных движущимся телом…
Чем скорее летит тело, тем острее угол Маха».
Затем в разделе, посвященном аэродинамике воздушных винтов, говорится, что «лобовое сопротивление крыла при увеличении скорости растет сначала медленно, а по мере приближения к критической скорости значительно быстрей. Есть предположение (выделено мною. – Н.Я.), что коэффициент лобового сопротивления будет возрастать до достижения скорости звука, а при дальнейшем ее увеличении будет несколько убывать, оставаясь все же выше, чем при малых скоростях».
В Советском Союзе в то время имелись две сверхзвуковые аэродинамические трубы: одна в ЦАГИ (Т-15), с рабочей частью размером 100x100 миллиметров, а другая – в Харьковском авиационном институте, с цилиндрической рабочей частью диаметром менее 50 миллиметров. Испытываемые модели иначе как миниатюрными назвать нельзя.
Этого было явно недостаточно, чтобы определить облик сверхзвукового самолета. Ведь в те годы не было приборов и полноценных экспериментальных установок – сверхзвуковых аэродинамических труб с рабочей частью, позволявшей исследовать обтекание тел простейших форм, тем более, моделей самолетов с точностью, необходимой для выбора сложной компоновки несущей поверхности. Так что советским инженерам в своей работе приходилось больше рассчитывать на свою интуицию, чем на результаты экспериментальных исследований.
Создавая очередной самолет, конструктор заботится не только о его аэродинамике, но и пытается решить множество сложнейших задач, одной из которых является минимизация его веса. Значительная доля веса самолета приходится на силовую установку, создаваемую в специализированных КБ, которую конструктор самолета не в силах облегчить. Но Бартини и здесь нашел решение, поставив задачу разработать силовую установку совместно с планером так, чтобы она стала его неотъемлемой частью – своего рода «крыло-двигатель».
Роберт Людвигович работал на будущее, искал нестандартные, наиболее выгодные решения, но, к сожалению, по этой причине не находил сторонников среди «приземленных» чиновников.
Истребитель-перехватчик
Дальнейшим развитием идеи самолета «Р» стал истребитель-перехватчик «114Р», с чьей-то легкой руки получивший обозначение в советской печати Р-114. Самолеты «Р» и «114Р», на мой взгляд разделять нельзя, поскольку это были звенья одной цепи, свойственные одному проекту, только Бартини в поисках реальной конструкции пошел не по проторенному пути «от простого – к сложному», а по дороге «от сложного – к реальному», потратив на это около полутора лет.
«Если бы удалось создать самолет с вертикальной скоростью, равной уже достигнутой скорости пикирования, – рассуждал Бартини, – то дополнительно к существующим средствам противовоздушной обороны появилась бы зенитная авиация. Летчик-артиллерист выходит на огневые позиции со скорость зенитного снаряда. Режим полета на больших скоростях изучен по опыту пикирующих истребителей. Значит необходимо решить такую конструкторскую задачу – построить самолет, прочность которого при вертикальном подъеме будет такой же, как при пикировании».
Как свидетельствует Берлин, Роберт Людвигович анализировал барограммы полета снарядов разных калибров, выпущенных из зенитных орудий и, разработав методику расчета вертикальных траекторий в среде переменной плотности, пришел к выводу, что тяговооруженность зенитного истребителя лишь ненамного должна превышать единицу.
Исходя из этого, в 1942 году Бартини предложил проект зенитного истребителя-перехватчика «114Р» с четырьмя жидкостно-реактивными двигателями тягой по 300 килограмм каждый и крылом стреловидностью 33 градуса по передней кромке. На нем были предусмотрены устройство управления пограничным слоем крыла, инфра красный локатор, разработанный К.Е.Полищуком, сбрасываемые после взлета колесные «тележ
ки-шасси» и посадочная лыжа – полоз с амортизатором в виде резиновой воздушной камеры. На земле самолет опирался на одну из отогнутых вниз законцовок крыла – ласту. Кроме этого, рассматривалась возможность старта перехватчика с авиаматки на высоте около 10000 метров. Если при взлете с земли его расчетный потолок достигал 24000 метров, то после отцепки от самолета- носителя – 40000 метров!
Перехватчик «114Р» должен был развивать невиданную для тех лет скорость, соответствующую числу М=2! Пользуясь случаем отмечу, что развить такую огромную скорость впервые удалось лишь в 1953 году американскому летчику- испытателю Скотту Кроссфилду на самолете D-558-II «Скайрокет» компании «Дуглас» при пикировании.
Я не видел графического изображения перехватчика, но имел удовольствие ознакомиться с «синьками» его безмоторного варианта «114Р-6», датированного 17 января 1943 года и выполненного по классической схеме. Судя по этому чертежу, планер имел обычное горизонтальное оперение, а для снятия усилий с ручки управления на руле высоты имелся триммер, отклонявшийся летчиком с помощью штурвального колеса.
Истребитель-перехватчик «114Р» (реконструкция М.В.Орлова)
Кстати, проект планера был утвержден (или согласован) известным до войны конструктором планеров А.А.Дубровиным, поскольку его фамилия фигурирует на «синьках». Особенностями планера «114Р-6», как, впрочем, и самолета, были герметичная кабина летчика и профили крыла, разработанные Бартини – так называемые дужки «Р».
С обоих сторон фюзеляжа «114Р» в корневых частях крыла в виде отдельных эжекторных двигательных блоков располагались по два ЖРД, раз работанных под руководством В.П.Глушко также в тюремном конструкторском бюро, находив шемся в годы войны в Казани. Схемы устройства, предназначенного для управления пограничным слоем крыла, на сохранившихся чертежах обнаружить не удалось, хотя известно, что отсос пограничного слоя с крыла должен был осуществляться струями ЖРД, подобно тому, как это предлагалось в проекте «Р». Не удалось пока обнаружить точные сведения и о вооружении самолета, но, видимо, оно состояло из двух пушек ШВАК калибра 20 мм.
Ни «114Р», ни его безмоторный вариант построить не удалось. В.Б.Шавров объясняет это тем, что чиновники из Наркомата авиационной промышленности сетовали на отсутствие экспериментальных данных по стреловидным крыльям.
Впервые идею стреловидного крыла огласили в 1935 году доктор А.Буземан из Германии и профессор Т.Карман из США. Произошло это в Риме в ходе работы Международного конгресса по аэродинамике. Но то были результаты теоретических исследований. Первым в Советском Союзе (а возможно, и в мире), кто предложил проект сверхзвукового самолета с реактивным двигателем и стреловидным крылом, был РЛ.Бартини.
Следует отметить, что разработкой ракетных истребителей-перехватчиков в годы Второй мировой войны занимались лишь в Советском Союзе, Германии, Японии и США. Наибольшее развитие это направление получило в Германии и Советском Союзе. Главными аргументами авиационных конструкторов были мнимая дешевизна и короткие сроки создания подобных машин. Так рассуждали казалось бы умудренные опытом В.Ф.Болховитинов и А.М.Исаев, создавшие первый и единственный в нашей стране ракетный истребитель-перехватчик «БИ». Самолет был построен с использованием дозвуковой аэродинамики, что негативно влияло на его управляемость после преодоления рубежа скорости, соответствующего числу М›0,6. Доводкой самолета занимались до 1946 года, но с опозданием осознали всю бесперспективность этого направления в авиации.
Несколько более прогрессивным был проект перехватчика «302», разработанный под руководством М.К.Тихонравова. В крыле самолета использовали «махоустойчивые» профили, позволявшие существенно расширить диапазон скоростей управляемого полета, и комбинированную силовую установку, состоявшую из жидкостно-реактивных и прямоточных воздушно-реактивных двигателей. Для испытаний разработали безмоторный вариант перехватчика, но, не дождавшись «прямоточек», дальнейшие работы по самолету прекратили.
Аналогичное предложение по «зенитному перехватчику» в годы войны сделал инженер Л.Г.Головин, впоследствии – один из ведущих специалистов Центрального НИИ машиностроения, но он, как и создатели перехватчиков «БИ» и «302», использовал аэродинамическую компоновку дозвукового самолета.
Основные данные проектов самолетов Бартини с ракетными двигателями
«р» «114Р» Размах крыла, м 5,5 6,35* Длина, м 6,8 6,8 Площадь крыла, м? 16,2 9,6** Взлетный вес, кг 2400 - Вес топлива, кг 1000 - Скорость максимальная, км/ч 1000 >2000 Скороподъемность, м/с - у земли 70 — - на высоте 10-12 км 122 - Практический потолок, м - 24000*** Продолжительность полета, мин. 30 -*Без ласт.
**Без ласт и подфюзеляжной части.
***При страте с авиаматки – 40 км.
Когда немцы поняли, что война для них может закончиться поражением, то они стали усиленно разрабатывать «чудо-оружие» и среди многочисленных «прожектов» был построенный и испытанный (правда, неудачно) вертикально стартующий истребитель-перехватчик «Наттер» с ракетными двигателями. Но советские войска приближались к логову германского фашизма куда быстрее, чем технический прогресс и данное предложение не успело найти практического применения.
До серийного выпуска удалось довести только истребитель-перехватчик Me-163. Хотя эти машины и применялись в боевых действиях, но сделать «погоду» во Второй мировой войне они не смогли.
Осенью 1943 года, когда положение советских войск на фронтах Великой Отечественной войны после Курской битвы существенно улучшилось, группу Р.Л.Бартини реорганизовали и специалистов передали в другие подразделения. Что касается Роберта Людвиговича, то с этого момента он занялся более реальными и, как тогда казалось, не менее важными для страны проектами.
В заключение надо сказать, что наибольшего успеха в разработке ракетных самолетов достигли в США, где были созданы экспериментальные Х-1 и Х-15, внесшие большой вклад в освоение сверх- и гиперзвуковых скоростей полета.