«Стрела»

Писать об этом оригинальном самолёте непросто, до настоящего времени не было известно даже его фотографии. Правда опубликованы мемуары конструктора самолёта А.С. Москалёва, его заместителя Л.Б. Полукарова, лётчика-испытателя Н.С. Рыбко, но, как показало сравнение изложенных там фактов с архивными документами, в них есть немало существенных неточностей.

Александр Сергеевич Москалёв окончил Ленинградский университет по специальности «аэромеханика» и в начале 1930-х годов возглавил опытно-конструкторское бюро на авиационном заводе № 18 в Воронеже. В 1933 г. Москалёв, являвшийся по совместительству руководителем кафедры аэромеханики Воронежского университета, познакомился с немецкими материалами по определению наивыгоднейшей формы артиллерийского снаряда. По воспоминаниям конструктора, это привело его к мысли, что если скорость самолёта будет приближаться к скорости снаряда, то и по форме он должен напоминать снаряд[232].

Проект истребителя САМ-4. Рисунок А.С. Москалева.

Так родился проект скоростного истребителя САМ-4 схемы «летающее крыло» очень малого удлинения с вертикальными килями на концах крыла. Самолёт предполагалось снабдить двумя двигателями водяного охлаждения «Испано-Сюиза 12Ybrs» мощностью по 860 л.с., вращающими в противоположных направлениях соосные винты. Из-за того, что по оси самолёта проходили валы двигателей, кабину сдвинули влево. Охлаждение предполагалось испарительного типа (поверхностные радиаторы под обшивкой крыла). Шасси убиралось в полёте. Лётчик помещался в крыле в полулежачем положении. Исследования модели в аэродинамической трубе Воронежского университета показали её устойчивость, а теоретический расчёт — возможность достижения скорости более 900 км/ч.

А.С. Москалёв, середина 1930-х годов.

В сентябре 1934 г. Москалёв отправил эскизный проект и расчёты в Москву, в Главное управление авиапромышленности. Там экстравагантная идея молодого воронежского конструктора натолкнулась на скептическое отношение, и материалы сдали в архив. Предложение Москалёва построить легкомоторный экспериментальный самолёт аналогичной схемы тоже не встретило поддержки.

На этом всё бы и закончилось. Но в начале июня 1936 г. Комитет Обороны СССР получил донесение от Наркома внутренних дел Г.Г. Ягоды:

«Нами было установлено, что некий авиаинженер Поставин, якобы бежавший в 1933 году из СССР в Маньчжурию, изобрёл самолёт новой конструкции (треугольная конфигурация). В Шанхае Поставин вступил в переговоры о продаже своего изобретения. Японцы изобретение купили и приступили к опытам. Экспериментальная модель делалась в Дайрене, и там же проводились давшие положительные результаты испытания в присутствии специалистов: генерала Судзуки, подполковника Косумото и лейтенанта Немото. После испытания модели Поставин уехал в Японию в г. Симоносеки, где на секретной авиабазе руководил постройкой самолётов, которых в настоящее время якобы построено 400 штук.

В 1935 году Поставин умер на одном из японских курортов при весьма загадочных обстоятельствах, причём высказывалось мнение, что он был отравлен.

Нам удалось агентурным путём добыть некоторые чертежи и описания самолёта конструкции Поставина. Материалы были представлены для консультации Главному инженеру ВВС РККА т. Конорту, который дал положительное заключение о возможности постройки самолёта такого типа.

По заключению т. Конорта, идея постройки такого самолёта представляет большой интерес, т. к. он должен дать большую скорость на большой высоте. Устойчивость сомнений не вызывает. Есть предпосылки к использованию самолёта такого типа с катапультой или станком (наклонным стартовым столом. — Д.С.), т. е. возможность полётов без людей и в определенном направлении.

Для быстрой реализации т. Конорт считает необходимым организовать секретную группу при Военной Воздушной академии или при ЦАГИ с заданием построить первый образец в 2–3 месячный срок»[233].

Из прилагающихся материалов следовало, что самолёт Поставина представлял собой двухместный истребитель-бесхвостку с треугольным крылом очень большой стреловидности и расположенным под ним узким фюзеляжем. Два двигателя (200 и 400 л.с.) с нагнетателями приводили во вращение тянущий и два толкающих винта. Управление — с помощью руля направления и интерцепторов на крыле. Вооружение — стреляющая через вал переднего винта пушка и четыре пулемета. Кабины экипажа герметизированы для полёта на большой высоте.

В постановлении Комитета Обороны от 22 июня ЦАГИ поручалось в 10-дневный срок изготовить и исследовать в аэродинамической трубе модель самолёта Поставина, а НКВД постараться добыть в Японии дополнительные сведения об этой машине.

Продувки выполнили в аэродинамической трубе Т-106. Было исследовано две модели длиной по 1200 мм: одна — в точном соответствии с проектом Поставина, другая — только с передним воздушным винтом и обычными рулями на задней кромке крыла. Каких-либо преимуществ в лётных данных у стреловидного самолёта не обнаружили[234].

Продувочная модель самолёта Поставина (модель «С»).

Мнения сотрудников ЦАГИ разделились. Профессор В.П. Ветчинкин писал: «Испытанные варианты модели „С“ напоминают обыкновенных „голубей“, которых школьники делают из бумаги и запускают в классе и на дворе… Изучение представленных материалов показывает, что машина предлагаемого типа вряд ли может иметь какие-либо преимущества перед машинами обычного типа, недостатки же у нее — низкое (аэродинамическое) качество, малая скороподъёмность, трудность разбега — будут иметь место обязательно. Надеяться на то, что все эти недостатки будут перекрыты двумя крупными достоинствами — отсутствием вибраций в крыльях (имеется в виду флаттер. — Д.С.) и склонности машины не переходить в штопор — нет оснований, так как современные машины можно делать не штопорящими; что же касается вибраций, то пока этот вопрос не разрешен в окончательном виде их всегда можно устранить уменьшением относительного размаха крыльев, причём максимальное качество понизится у одних машин с 20 до 16, у других — с 12 до 10, и ни у каких машин не может снизиться до 5 (как у исследованных моделей. — Д.С.)… По моему мнению, работу над предложенной машиной следует прекратить»[235]. В то же время начальник аэродинамического отдела Стерлин считал, что самолёт в принципе представляет большой интерес и может найти применение для специальных целей[236].

Расчётные характеристики самолёта нормальной (в числителе) и треугольной схемы (в знаменателе) в варианте истребителя с мотором М-103 (взлётный вес 1800 кг).

А.Н. Туполев поддержал отрицательный отзыв Ветчинкина, но добавил, что для большей уверенности следует проверить — нет ли за границей таких самолётов. Оказалось, что есть: во Франции конструктор-любитель Р. Пайен изготовил и испытывает «самолёт-стрелу». Правда, это был не скоростной истребитель, а легкомоторный туристический самолёт. Тем не менее работы по самолёту с треугольным крылом решили продолжить. И тут начальник Главного управления авиационной промышленности М.М. Каганович вспомнил о Москалёве, который в 1935 г. предлагал построить авиетку с треугольным крылом малого удлинения. Воистину, нет пророка в своем отечестве!

В начале 1937 г. Александра Сергеевича вызвали в Москву и поручили в кратчайший срок спроектировать и изготовить экспериментальный самолёт «Стрела». В апреле в ЦАГИ приступили к продувкам модели. 10 мая 1937 г., когда авиетку уже спроектировали и начали строить, вышло постановление Комитета Обороны «О треугольном самолёте»:

«Учитывая результаты проведённого в ЦАГИ изучения аэродинамических характеристик моделей треугольного самолёта „Стрела“, показывающие высокую устойчивость как продольную, гак и пути у моделей этого типа, а также преимущества их в отношении уменьшения вредных сопротивлений — признать необходимым продолжать дальнейшие исследования моделей в направлении выявления возможности применения этой схемы в качестве самолёта и летающей торпеды, для чего:

а) построить одноместный планер типа „Стрела“;

б) вести в ЦАГИ разработку телеуправляемого (управляемого на расстоянии. — Д.С.) планера-торпеды „Стрела“;

в) построить авиетку „Стрела“ с маломощным мотором для изучения моторного полёта самолёта подобной схемы и вопросов взлёта и посадки»[237].

«Самолет-стрела» Р. Пайена. Этот двухместный самолет имел двигатель мощностью 70 л. с., расчетная скорость — 260 км/ч.

Продувочная модель самолёта «Стрела».

Из трёх отмеченных пунктов в полной мере был выполнен только последний. Планер, который сделали в ЦАГИ и на котором лётчик после отцепления от самолёта-носителя должен был планировать к земле, не испытывался, так как самолёт-авиетку изготовили раньше и безмоторный летательный аппарат оказался не нужен, а работы по крылатой торпеде с наведением на цель с по мощью фотоэлементов прекратились после того, как НКВД осенью 1937 г. арестовал единственного в ЦАГИ специалиста по дистанционно управляемому оружию А.В. Надашкевича.

Экспериментальный самолёт «Стрела» сделали в мастерских Воронежского авиатехникума, куда перешёл на работу Москалёв и где получил собственное КБ. На машину установили французский двигатель воздушного охлаждения Рено МВ-4 мощностью 140 л. с. Конструкция самолёта была деревянная, с фанерной обшивкой крыла и полотняной — рулей. Шасси неубираемое, с обтекателями на колёсах. Кабина лётчика закрытая, с гаргротом, переходящим в вертикальный киль с рулём направления. В задней части крыла установили элевоны для управления по тангажу и крену. Длина «Стрелы» составляла 6,4 м, размах крыла был всего 3,6 м, площадь — 13 м². Вес пустого самолёта равнялся 470 кг. Машина делалась как секретная, поэтому её собирали в отдельном закрытом помещении, а для полётов перевезли на запасной аэродром тяжелых бомбардировщиков в 9 км от города.

Проект самолёта-автомобиля П.Я. Козлова, 1936 г. Треугольное крыло малого удлинения выбрано автором изобретения из соображений компактности, чтобы на земле можно было перемещаться по обычным автомобильным дорогам.

«Стрела» на испытаниях в Воронеже (рисунок).

Точная дата начала заводских испытаний «Стрелы» неизвестна. По плану они должны были начаться 10 июня 1937 г. А.С. Москалёв пишет, что заводской лётчик-испытатель А.Н. Гусаров приступил к пробежкам на самолёте 27 июля[238]. В сообщении из ЦАГИ от 21 октября говорится, что «авиетка построена лишь к настоящему времени… По настоящее время авиетка в Воронеже делала лишь очень небольшие взлёты»[239].

Когда в Воронеж прибыла государственная комиссия из Москвы под руководством начальника ЦАГИ И.К. Проценко, опытный испытатель «бесхвосток» Б.Н. Кудрин наотрез отказался садиться в кабину самолёта, у которого, по его словам, нет не только хвоста, но и крыльев. Тогда решили поручить лётные испытания Гусарову. А.С. Москалёв вспоминал: «Утром, примерно в 10 часов 30 минут, лётчик отрулил самолёт к краю аэродрома, а члены комиссии разместились недалеко от его центра, договорившись с лётчиком, что первый полёт он сделает вблизи комиссии. После обычных формальностей и разрешения председателя комиссии товарища Проценко лётчик А.Н. Гусаров дал газ и самолёт начал разбег, быстро набирая скорость. Подняв хвост самолёта, лётчик задержал отрыв, так как комиссия была ещё далеко, и, набрав 150 км/ч скорости (а может быть и больше), резко потянул ручку на себя. И вот, на глазах оторопевших членов комиссии, находившихся в 15–20 метрах от бегущего самолёта, последний резко взмыл в воздух на высоту около 15 метров и одновременно стал быстро крениться влево, пока его плоскости не оказались вертикально к земле. Все замерли, ожидая катастрофы. Прошло мгновение, показавшееся вечностью, а в следующий миг крен лётчиком был ликвидирован и самолёт, нормально пролетев 1200–1500 м почти до конца большого аэродрома, плавно и легко опустился на землю в нормальном положении, то есть на три точки»[240]. Наблюдатели и лётчик пришли к выводу, что внезапный крен был вызван влиянием винта — короткое крыло плохо гасило его реактивный момент.

В другой раз самолёт при разбеге попал на кочку и опрокинулся. Лётчик не пострадал, целой осталась и «Стрела».

2 ноября начальник Первого (авиационного) главного управления Наркомата оборонной промышленности С.В. Ильюшин написал в Комитет Обороны: «В настоящее время построенная авиетка прошла предварительные испытания на земле (рулёжки и подлёты), которые установили невозможность продолжения испытаний в Воронеже из-за неровностей аэродрома, к которым авиетка оказалась крайне чувствительной (самопроизвольные развороты, случайные преждевременные отрывы от земли с кренами). В виду имеющихся опасений при взлёте или послепосадочном пробеге разбить машину, ПГУ дано разрешение перевести самолёт в Москву для продолжения испытаний совместно с ЦАГИ»[241].

«Стрелу» закрепили в кузове грузовика, накрыли брезентом и под охра ной перевезли в Москву на Центральный аэродром, где тогда находился Отдел лётных испытаний ЦАГИ.

Наступала зима, и вместо колёс «Стрелу» установили на лыжи. Лётчики с интересом рассматривали необычный самолёт, пробовали на нём рулить, но желающих летать не находилось: все знали о чуть не случившейся катастрофе во время полёта Гусарова в Воронеже. Наконец лётчик-испытатель ЦАГИ Николай Степанович Рыбко вызвался полететь на «Стреле».

Н.С. Рыбко.

Но произошло это не 28 августа 1937 г., как утверждает А.С. Москалёв[242], и не 19 сентября, как пишет его заместитель Л.Б. Полукаров[243], а значительно позже — 7 февраля 1938 г. Эту дату, как и дни последующих полётов «Стрелы», удалось установить из журнала регистрации полётов Лётно-испытательной службы ЦАГИ, копию которого предоставил автору А.А. Симонов.

Согласно правилам, в первом полёте следует выполнить круг над аэродромом и приземлиться. Вместо этого самолёт двинулся по прямой на бреющем полёте и, едва не задев верхушки деревьев, скрылся из глаз. Радиосвязи с лётчиком не было, и никто не мог понять, что же случилось. Все ожидали худшего, но скоро пришло сообщение, что самолёт благополучно приземлился на аэродроме в Тушине.

Проект П. И. Гроховского «Самолёт-снаряд» (1936 г.) предусматривал постройку истребителя-бесхвостки с крылом большой стреловидности и толкающим винтом (А, Б). Одноколёсное шасси убиралось в фюзеляж, боковые опоры — в крыло. На крыле имелись элевоны и посадочные щитки, по краям крыла — кили-шайбы с рулями направления. Двигатель находился за кабиной лётчика, это позволило разместить под носовым обтекателем мощное вооружение: пушку и 4 пулемета. Предполагаемые характеристики: полётный вес — 1700 кг, мощность двигателя — 860 л. с., максимальная скорость — 605 км/ч, потолок — 10000 м.

В Военно-воздушной академии под руководством С.Г. Козлова был построен прототип истребителя — Г-39 «Кукарача» с мотором М-11(В). При испытаниях он не смог взлететь.

Филиал РГАНТД. Р-1. Оп. 48-5. Д. 908

О том, как происходил полёт первого в мире самолёта с треугольным крылом малого удлинения, можно узнать из воспоминаний самого Рыбко (1977 г.):

«…Разбег прошел как обычно. Как только начали приближаться гражданские самолёты аэропорта, я стал увеличивать угол атаки и самолёт, оторвавшись от земли, медленно начал набирать высоту. Высота над аэропортом была метров 20–25.

Таким образом, техника взлёта была мною угадана правильно. Однако избыток мощности мотора был невелик, поэтому я побоялся делать развороты и возвращаться на Центральный аэродром. Лечу прямо на Тушинский аэродром. Одно явление с поведением самолёта меня смутило: он непрерывно покачивался с крыла на крыло. Амплитуда колебания и частота были невелики. В конце концов я даже перестал их парировать. Эти непрерывные колебания всё-таки имели место и усложняли первые полёты. Пробовал я изменить диапазон скорости в небольших пределах, 180–220 км/час, но больших результатов это не дало. Времени в моём распоряжении было очень немного и, не искушая судьбу, я сделал посадку на Тушинском аэродроме. Посадку я произвёл с мотором, работающим на средних режимах. Планировать с задросселированным мотором было, конечно, опасно.

На посадке все рули работали нормально, и поперечные колебания, имевшие место в полёте, особенно никак не проявлялись. Дальность моего первого полёта была примерно 15–20 км. Таким образом, „Стрела“ может летать — это было доказано»[244]. Продолжительность полёта составила 5 минут.

Как показали проведённые в ЦАГИ исследования, причина необычного поведения самолёта заключалась в аэродинамических особенностях крыла малого удлинения. Если на обычном самолёте оптимальный угол атаки при наборе высоты равен 7–9 градусам, то на «Стреле» он должен был быть как минимум вдвое больше. Так как подниматься с таким углом для лётчика непривычно, Рыбко попросил установить в кабине указатель угла атаки и в следующих полётах ориентировался на показания этого прибора.

21 марта 1938 г. Рыбко выполнил на «Стреле» ещё три полёта продолжительностью 15, 10 и 5 минут. Они производились с заснеженной поверхности Плещеева озера, расположенного примерно в 150 км к северу от Москвы. Освоившись с техникой пилотирования, лётчик набирал высоту до 1000 м, делал несложные маневры. «Стрела» была послушна рулям, но летать мешала раскачка самолёта. По рекомендации ЦАГИ киль заменили на вертикальные шайбы на концах крыла, но после этого самолёт сделался неустойчивым при разбеге: под влиянием момента от вращающегося винта он сходил с прямолинейной траектории и заворачивал вправо.

Исследование обтекания «Стрелы» на наземном стенде. Апрель 1938 г.

Чтобы разобраться в причинах боковой неустойчивости, провели наземный эксперимент. Самолёт подвесили на тросах так, чтобы он мог свободно колебаться вокруг продольной оси, а перед ним установили мотор АМ-34, который обдувал «Стрелу» потоком со скоростью около 120 км/ч. Для визуализации обтекания к верхней поверхности крыла и вертикальному оперению прикрепили ленточки. В результате эксперимента было сделано верное предположение, что создаваемые крылом малого удлинения вихри создают знакопеременные нагрузки на вертикальное оперение, а это вызывает крены самолёта[245]. Позднее такие колебания в авиационной литературе получили название «голландский шаг» — так же в развалку ходили не привыкшие к земной тверди голландские моряки.

Последний полёт Рыбко выполнил 20 апреля с Центрального аэродрома. Снег уже сошёл и «Стрелу» установили на колёса. Самолёт стал быстрее набирать скорость и высоту, длина разбега сократилась с 300 до 250 м. Полёт продолжался 20 минут, была достигнута высота 1200 м. Скороподъёмность составила 4,5 м/с. Самым трудным этапом была посадка — из-за необходимости лететь на большом угле атаки пилот практически не видел земли. К тому же необычно большой была скорость планирования: 12–13 м/с.

Проект скоростного истребителя-перехватчика русского эмигранта аэродинамика М.Е. Глухарева, созданный им в США в 1939 г. В пояснении к проекту Глухарев писал, что выбранная им форма крыла обеспечит «значительную задержку в проявлении эффекта сжимаемости воздуха. Форма аппарата является наиболее подходящей для очень больших скоростей».

Aerospace Historian. 1979. Vol. 26. № 1. Р. 4

Краткие итоги незаконченных испытаний приведены в Техническом отчёте о работе ЦАГИ за пер вое полугодие 1938 г.: «Отработаны разбег, взлёт, набор высоты, горизонтальный полёт, посадка с мотором, продольная устойчивость и устойчивость пути. При взлёте и на горизонталях обнаружены поперечные колебания самолёта апериодического характера. При взлёте лётчик бросал ручку; при этом самолёт, получивший неуправляемый угол крена 10–12 градусов, возвращался в начальное положение. Наличие поперечных колебаний служит препятствием для окончания лётных испытаний»[246].

Было рекомендовано использовать и центральный киль, и вертикальные шайбы на концах крыла, а также принять меры для улучшения обзора из кабины при взлёте и посадке. Самолёт отправили в Воронежский авиатехникум для доработок, чтобы в июле 1938 г. провести повторные испытания. Одновременно с испытаниями «Стрелы» в ЦАГИ проводили аэродинамические исследования её скоростного варианта с двигателем «Испано Сюиза», 860 л.с. Для улучшения обзора кабину переместили вперёд, а двигатель — назад, вал к винту проходил в туннеле между ног лётчика. Удлинение крыла было увеличено с 0,96 до 2,9[247].

В ОКБ Москалёва «Стрелу» модифицировали. Но проливные дожди сделали воронежский аэродром непригодным для полётов, и приехавший в июле из Москвы Рыбко не смог испытать самолёт. В мемуарах Москалёва сказано, что позднее на «Стреле» несколько раз летал Гусаров, была достигнута максимальная скорость 343 км/ч[248]. Однако к этому времени в руководстве потеряли интерес к «треугольному самолёту». Из-за малой подъёмной силы узкого крыла он уступал в манёвренности и потолке обычным самолётам, а заметных преимуществ в скорости при использовании поршневого двигателя треугольное крыло не давало. 8 декабря 1938 г. был подписан акт о закрытие работ по теме «Стрела», а сам самолёт уничтожили. А.С. Москалёв не возражал, понимая, что время скоростных треугольных «бесхвосток» ещё не пришло.

Проект «РМ».

В годы Великой Отечественной войны в СССР появились работоспособные образцы жидкостных ракетных двигателей (ЖРД), и А.С. Москалёв вновь вернулся к идее самолёта с треугольным крылом малого удлинения. Созданный им на основе прежних разработок проект истребителя «РМ» (САМ-29) с двухкамерным ЖРД Л.С. Душкина РД-2М-ЗВ тягой 1500 кгс по расчётам конструктора должен был развивать скорость 2200 км/ч — в два раза больше, чем скорость звука!

В докладной записке на имя Народного комиссара авиационной промышленности А.И. Шахурина (1945 г.), Москалёв писал:

«Проект наиболее полно и правильно решает задачи получения звуковых и сверхзвуковых скоростей с точки зрения аэродинамики, прочности и безопасности полёта: самолёт „РМ“ имеет совершенную аэродинамическую форму… являясь, по существу, крылом без всяких надстроек и фюзеляжа (кроме киля), с относительно тонким профилем дужки; форма самолёта-крыла обеспечивает минимальный вес конструкции, вибропрочность, продольную устойчивость, управляемость и отсутствие „скоростного бафтинга“ (вибрации хвостового оперения. — Д.С.).

…Предварительные расчёты и опыт зарубежного самолётостроения, нащупывающего схемы, близкие предлагаемой мною, убеждают в целесообразности и необходимости форсированной постройки опытного экземпляра самолёта, т. к. естественно предположить появление за рубежом в ближайшее время самолётов аналогичных схем»[249].

На этот раз предлагаемая Москалёвым схема уже соответствовала техническим возможностям эпохи. Но идея вновь не получила поддержки: «постройка реактивного самолёта по предложенному т. Москалёвым проекту представляла собой несомненный риск, без ясной перспективы на положительные результаты», — сказано в заключении МАП[250]. В результате сверхзвуковые «бесхвостки» появились на вооружении не у нас, а в других странах — США, Франции, Швеции.