Между прошлым и будущим

Между прошлым и будущим

Альтернативой ЖРД могли стать прямоточные воздушно-реактивные двигатели (ПВРД). В отличие от первых, им не требовался бортовой запас окислителя. Если учесть, что эти жидкости (за исключением жидкого кислорода) очень агрессивны и токсичны, то эксплуатация ВРД значительно упрощалась. Вдобавок общий вес силовой установки и горючего уменьшался, а продолжительность полета возрастала. Но «прямоточек», готовых к установке на самолеты, еще не было, а те, что имелись, требовали длительной доводки.

В годы войны разработкой ПВРД в СССР занимались небольшие конструкторские группы во главе с И. А. Меркуловым и М. М. Бондарюком. Первый отрабатывал ДМ-4 на истребителе Як-7Б, а ВРД-1 Бондарюка предстояло исследовать на летающей лаборатории ЛаГГ-3 выпуска 1942 года с мотором М-105ПФ. На принципе работы ПВРД останавливаться, думаю, не надо, он достаточно описан в литературе. Отметим, что исследованный ВРД-1 имел длину 2,15 метра и диаметр диффузора 0,14 метра при весе 16 кг.

О величине тяги двигателя ничего не известно, но напомним, что она напрямую связана со скоростным напором воздуха на его входе.

Перед началом летных испытаний ПВРД несколько раз пытались запустить на земле, используя в качестве вентилятора еще один ЛаГГ-3. Однако неравномерность поля скоростей воздушного потока и недостаточный скоростной напор позволили сделать это лишь дважды, при этом определить параметры двигателя не удалось.

Летные исследования двигателей, проходившие в августе 1942 года, проводил летчик-испытатель Г. А. Мищенко. Прирост скорости при включении ПВРД получился небольшой, около 15 км/ч. Поскольку задача получения максимальной скорости при включении ПВРД тогда не ставилась, то и требования к аэродинамике узлов его крепления к крылу, «съедавших» 35–40 км/ч, не предъявлялись. Полеты показали, что до установки ПВРД на боевой самолет необходимо обеспечить устойчивое горение топлива с автоматическим регулированием состава смеси и запуск ПВРД на больших высотах.

Исследования и разработка новых двигателей ПВРД-430 Бондарюка (ВРД-430 диаметром 430 мм) затянулись почти на два года. Весной 1944 года сначала прорабатывался вариант установки пары таких двигателей сначала на самолет «120», а затем — на «126», получивший с ПВРД обозначение «164».

Самолет «164».

Самолет «138».

Летные испытания последнего начались в июне 1946 года. За два месяца с небольшим А. В. Давыдов и А. А. Попов совершили на самолете «164» 34 полета и в 30 из них запускали ПВРД. Надежность усовершенствованных двигателей хоть и возросла, но они по-прежнему давали сбои в работе и требовали доводки. В то же время улучшение аэродинамики зализов (узлов сопряжения прямоточных двигателей с крылом) в совокупности с возросшей их тягой позволило довести прирост скорости по сравнению с самолетом с отключенными ПВРД до 104–190 км/ч в зависимости от высоты полета. По отношению к самолету без дополнительных двигателей этот прирост был в пределах 62–64 км/ч.

По сравнению с летающей лабораторией ЛаГГ-3 это был существенный прогресс, тем более что имелась возможность еще немного снизить лобовое сопротивление комбинации крыла и силовой установки. Простота эксплуатации машины очень подкупала, да и пилотажные характеристики с работающими ускорителями остались, как и у самолета «126». Все это послужило поводом для рекомендаций по установке ВРД-430 на перспективный истребитель «130», впоследствии получивший обозначение «138».

В соответствии с постановлением Совета министров СССР самолет «138» должен был развивать максимальную скорость у земли 660 км/ч (590 км/ч с отключенными ПВРД) и 760 км/ч на высоте 6400 метров (660 км/ч — без ПВРД), набирать 5000 метров за 6 минут. При этом его дальность должна быть не менее 1100 км при полете на высоте 1000 метров, а длина разбега и пробега — в пределах 450 метров.

Самолет еще был на бумаге, а в мае 1947 года по приказу Министерства авиационной промышленности для участия в воздушном параде Лавочкина обязали закончить летную отработку двух экземпляров самолета «138» и подготовить их к 27 июля. Одновременно директору завода № 21 предписывалось оборудовать еще десять Ла-9 реактивными ускорителями РД-430. Только зачем? К тому времени был принят на вооружение истребитель МиГ-9, а на чертежных досках создателей авиатехники можно было увидеть перспективные машины. Вероятно, это делалось, чтобы произвести неизгладимое впечатление на иностранцев.

Вес пустого самолета при неизменном пушечном вооружении возрос почти на 200 кг.

Самолет Ла-9 с пульсирующими двигателями Д-10.

Попытка объединить в самолете «138» дальность поршневого и скорость реактивного истребителей не дала желаемого результата. Дальность действительно получилась неплохая, но скорость оставляла желать лучшего. По расчету, «прямоточки» Бондарюка развивали тягу 220 кгс у земли при скорости набегающего потока воздуха около 700 км/ч. В действительности она была меньше, поскольку с такой скоростью самолет «138» не летал. По сравнению с Ла-9 скорость на высоте 3000 метров выросла лишь на 45 км/ч, хотя ожидалась добавка 70–100 км/ч, но при выключенных ПВРД она оказалась на 60–80 км/ч меньше. При всех работающих двигателях дальность полета не превышала 112 км (при нормальном полетном весе), а продолжительность — 10 минут.

Заводские летные испытания самолета «138», завершившиеся в сентябре 1947 года, показали, что истребитель «138» мог бороться с бомбардировщиками В-29 и В-50, в том числе и при преследовании. Но в поединке с истребителями противника, как поршневыми, так и реактивными, его шансы были невелики. И хотя ПВРД так и остались в разряде экспериментальных, опыт, накопленный при их проектировании и доводке, не пропал и впоследствии был использован для создания более мощных двигателей, в том числе и для беспилотной мишени Ла-17.

Самолет Ла-9 с пульсирующими двигателями Д-13.

Другим направлением развития комбинированных силовых установок стало применение на Ла-9 двух пульсирующих воздушно-реактивных двигателей (ПуВРД) Д-10 и Д-13 конструкции В. Н. Челомея и предназначавшихся для крылатых ракет (по терминологии 1940-х годов — самолетов-снарядов), аналогов немецких ФАУ-1. Чья это была идея и на что рассчитывали ее авторы, сказать трудно, поскольку в противоположность ПВРД с ростом скорости тяга ПуВРД падает и от их применения можно было ожидать лишь политический эффект, связанный с огромным уровнем шума, создаваемым при их работе.

Летчик-испытатель НИИ ВВС В. Г. Масич.

Двумя двигателями Д-10 тягой по 200 кгс каждый сначала оснастили истребитель Ла-7. Первый этап заводских испытаний, завершившихся в августе 1946 года, показал, что на высоте 3000 метров скорость возросла на 119 км/ч по сравнению с машиной с неработающими ПуВРД. При этом максимальную скорость определить не удалось из-за ограничений по скоростному напору, связанных с прочностью самолета. Да и самолет из-за ветхости вскоре списали, продолжив исследования на цельнометаллическом Ла-9. Хотя в это же время двигателями Д-10 оснастили три спарки Ла-7, предназначавшиеся для воздушного парада 1947 года. Но налогоплательщик их так и не увидел. В ноябре 1945 года испытания продолжили. Ведущим летчиком по этой машине был Н. В. Гаврилов. Но дальше опытов дело не пошло.

Специально для Ла-9 завод № 51 изготовил доработанные двигатели, получившие обозначение Д-13. Это же предприятие оснастило ими 12 истребителей. Дополнительные двигатели подвешивались на пилонах, крепившихся к усиленным нервюрам консолей крыла. При этом модифицировали топливную систему самолета, горизонтальное оперение и усилили крепление капотов поршневого мотора. Одновременно сняли бронеспинку и две пушки, а для сохранения центровки к редуктору АШ-82ФН прикрепили 60-кг груз. Внесли ряд изменений и в оборудование машины.

В таком виде группу Ла-9 продемонстрировали руководству страны и общественности в Тушине 3 августа 1947 года. Пилотировали самолеты летчики-испытатели Научно-испытательного института ВВС В. И. Алексеенко, А. Г. Кубышкин, Л. М. Кувшинов, А. П. Манучаров, В. Г. Масич, Г. А. Седов, П. М. Стефановский, А. Г. Терентьев и В. П. Трофимов.

После воздушного парада один из этой дюжины Ла-9 (Ла-9РД) с 21 ноября 1947 года по 13 января 1948 года проходил испытания в НИИ ВВС. Ведущим летчиком был И. М. Дзюба. Облетала машину и летчик-испытатель Ольга Владимировна Ямщикова. Прирост скорости при включении вспомогательных двигателей по сравнению с «чистым» Ла-9 составил 70 км/ч, при этом установка ПуВРД «съедала» до 57 км/ч. Летчики отмечали сильные вибрации и шум при включении ПуВРД. Подвеска двигателей ухудшила маневренные и взлетно-посадочные характеристики самолета. Запуск двигателей был ненадежным, резко снижалась продолжительность полета (из-за большого удельного расхода горючего ПуВРД), усложнялась эксплуатация.

Проведенные работы принесли пользу лишь при отработке двигателей, предназначавшихся для крылатых ракет, которые, как известно, на вооружение так и не поступили. Самолеты же, участвуя в воздушных парадах, своим грохотом производили сильное впечатление лишь на публику.

Таблица 5

ОСНОВНЫЕ ДАННЫЕ ИСТРЕБИТЕЛЕЙ ОКБ-301

Примечание.

1. Расчет.

2. Скорость — 370 км/ч, высота 1000 м, скоростная дальность — 800 км на высоте 6300 м.

2. По результатам государственных (самолет № 48210410) и контрольных (самолет № 48210425) испытаний.

3. Скорость 0,6 от максимального значения на высоте 1000 метров.

Общими для всех самолетов семейства являются: размах крыла — 9,8 м и его площадь — 17,59 м².

Таблица 6

ОСНОВНЫЕ ДАННЫЕ ИСТРЕБИТЕЛЕЙ ЛА-11 P-38L-1 «ЛАЙТНИНГ»

Примечание.

1. С подвесными баками.

2. Без подвесных баков 2902 кг.

3. С подвесными баками.

4. По результатам испытаний в НИИ ВВС, апрель 1947 г.

5. По результатам испытаний в НИИ ВВС.

6. На чрезвычайном режиме.

7. На чрезвычайном режиме.

8. При нормальном взлетном весе.

9. На стоянке — 3,47 м.

Таблица 7

ОСНОВНЫЕ ДАННЫЕ ПОЛУРЕАКТИВНЫХ САМОЛЕТОВ ОКБ-301

* Скоростная — 340 км на скорости 640 км/ч и высоте 7200 м.

Таблица 8

ВЫПУСК САМОЛЕТОВ ЛА-7, ЛА-9 И ЛА-11

Данный текст является ознакомительным фрагментом.