Дальний бомбардировщик — летающее крыло
Незадолго до войны с Германией в СССР развернулись испытания экспериментального бомбардировщика ДБ-ЛК («дальний бомбардировщик — летающее крыло»). Он имел совершенно оригинальную схему: двухфюзеляжную, с крылом обратной стреловидности. Создал эту машину специалист по прочности авиационных конструкций Виктор Николаевич Беляев. Он работал в ЦАГИ с 1926 г., принимал участие в разработке многих металлических самолётов Туполева.
В начале 1930-х годов Беляев занялся поиском такой формы крыла большого удлинения, которая была бы оптимальна и с точки зрения аэродинамики, и в отношении веса. Это являлось сложной проблемой, так как с увеличением размаха крыла его вес быстро растёт. После множества расчётов и экспериментов Беляев пришёл к заключению, что наивыгоднейшее сочетание аэродинамического качества, жёсткости и веса будет у крыла со значительным сужением, особым образом подобранной круткой профиля по размаху и небольшой отрицательной стреловидностью, уменьшающейся к концам.
С целью проверки теории в 1934 г. в ЦАГИ построили экспериментальный планер ЦАГИ-2 (БП-2).
Модель планера БП-3.
Проект пассажирского самолёта В.Н. Беляева. («Техника воздушного флота», 1935, № 8, с. 99).
Над двумя вертикальными килями большой площади находился руль высоты. Но он являлся резервным органом; управлять планером в вертикальной плоскости лётчик мог и с помощью горизонтального руля на центроплане, а продольная балансировка достигалась применением профиля с отогнутой вверх хвостовой частью (так называемый S-образный профиль). Крыло имело размах 14,8 м, стреловидность передней кромки составляла 6°, только концы крыла были прямые.
Осенью 1934 г. ЦАГИ-2 участвовал в планерных состязаниях в Коктебеле. Пилоты хорошо отзывались о его устойчивости и управляемости, на нём выполняли фигурные полёты, в том числе «петлю Нестерова». После окончания состязаний планерист Н.С. Юдин совершил на планере Беляева буксировочный перелёт из Крыма в Москву.
В 1936 г. В.Н. Беляев построил по той же схеме двухместный планер БП-3. Для улучшения аэродинамических характеристик конструктор увеличил размах крыла до 20 м, уменьшил площадь вертикальных килей, отказался от дополнительного руля высоты над крылом. В результате аэродинамическое качество по сравнению с БП-2 возросло в полтора раза: с 18 до 27,5. Небольшая серия таких планеров была построена для авиационной школы в Ейске.
Результаты испытаний бесхвостых планеров с крылом отрицательной стреловидности позволили Беляеву приступить к созданию самолёта. Вначале в соответствии с организованным Обществом «Авиавнито» конкурсом на скоростной пассажирский самолёт намечалось построить гражданский двухмоторный моноплан с двигателями Райт «Циклон». По схеме он напоминал планер БП-2, но имел два фюзеляжа за мотогондолами, на семь человек каждый.
Проект был одобрен на заседании учёного совета ЦАГИ. Однако внешнеполитическая обстановка требовала в первую очередь новых боевых машин. Поэтому Беляев решил перепроектировать самолёт в дальний скоростной бомбардировщик.
В.Н. Беляев. Фото конца 1930-х годов.
О том, как создавался инициативный проект ДБ-ЛК, пишет сотрудник Беляева руководитель группы технического проектирования Л.Л. Селяков: «Я взялся за эту работу. Скажу откровенно, приходилось много ловчить и выкраивать любую свободную минуту для выполнения проекта. Чертёжная доска на моём столе стала рабочей с двух сторон. На одной — выполнялась текущая работа, а на другой создавался общий вид будущего бомбардировщика. Душа тянулась к обратной стороне доски. В скором времени появился общий вид нового самолёта. Всё в нём было продумано. Учтён опыт войны в Испании, пожелания руководства ВВС и т. д.»[291].
Проект бомбардировщика заинтересовал военных. 20 мая 1938 г. Военный совет ВВС утвердил расчётные лётно-технические характеристики ДБ-ЛК[292]. С двигателями М-88 он должен был иметь максимальную скорость 550 км/ч на высоте 7000 м, потолок — 10000 м, дальность с 1 т бомб — 1500 км. При использовании моторов водяного охлаждения АМ-35 с турбокомпрессорами скорость должна была возрасти до 600 км/ч, потолок — до 11000 м.
В 1938 г. для реализации проекта при заводе № 156 в Москве (бывший Завод опытных конструкций А.Н. Туполева) создали ОКБ-16. В.Н. Беляева назначили Главным конструктором этого КБ. В альбоме новых самолётов ВВС РККА от 18 ноября 1938 г. ДБ-ЛК числился как «экспериментальный ближний (?) бомбардировщик, заводской заказ 350». Сообщалось, что рабочие чертежи полностью готовы и машина находится в постройке[293].
Изготовление ДБ-ЛК завершилось 1 сентября 1939 г. Он создавался по последнему слову техники. Самолёт имел металлическую конструкцию с гладкой обшивкой, применялась потайная клёпка. Размах крыла равнялся 21,6 м. Для обеспечения продольной балансировки угол установки профиля увеличивался к концам (так называемая положительная крутка крыла). Угол стреловидности по передней кромке составлял -5°42?, а концы крыла были отклонены назад и несли небольшие дополнительные элероны. Это сделали для того, чтобы сохранить поперечную управляемость в случае срыва потока на основной части крыла. На передней кромке напротив элеронов установили автоматические предкрылки.
Так как нагрузка на крыло была довольно большой, самолёт снабдили щитками, отклоняющимися на 45° при посадке. Чтобы при этом равновесие машины не нарушилось, на центроплане установили специальный балансировочный закрылок. При посадке с отклонёнными щитками он поднимался вверх и создавал момент, удерживающий бомбардировщик от пикирования. С той же целью элероны, расположенные впереди центра тяжести самолёта, при выпуске щитков автоматически отклонялись вниз. Продольное управление осуществлялось с помощью установленного на киле горизонтального руля. Поэтому по внешнему виду ДБ-ЛК правильнее было бы считать «короткохвосткой». Но так как продольная балансировка самолёта обеспечивалась исключительно формой и круткой крыла, по балансировочной схеме он всё же являлся «бесхвосткой» или «летающим крылом».
ДБ-ЛК не имел обычного фюзеляжа. Вернее, их было два, они представляли собой удлинённые мотогондолы. За двигателями они переходили в кабины, затем — в бомбоотсеки, и наконец — в конусообразные стрелковые установки. В кабине левой мотогондолы находились пилот и стрелок, правой — штурман и стрелок-радист. Под кабинами были ниши, куда в полёте убирались стойки шасси. В мотогондолах и центроплане разместили протестированные топливные баки.
Схема самолёта ДБ-ЛК.
Самолёт имел мощное и необычно расположенное вооружение. В носовой части центроплана установили подвижную спаренную пулемётную установку. Она имела сектор обстрела 12° вниз, 17° вверх и 12° в стороны. Управление пулемётами осуществлялось с помощью дистанционного привода из кабины штурмана. Хвостовые стрелки должны были обслуживать по два пулемёта каждый. За кабинами пилота и штурмана находились вращающиеся в вертикальной плоскости башни, при этом пол в башнях оставался неподвижным. В верхней части этих почти полностью застеклённых башен по специальному рельсу перемещался пулемёт. Щель, образующаяся при движении пулемёта, автоматически закрывалась прозрачной шторкой. Углы обстрела составляли от 90° вверх до 70° вниз и по 50° в стороны. Мотогондолы заканчивались застеклёнными конусами с подвижными пулемётами для стрельбы назад. Сектор обстрела у самолёта получался почти сферический, но стрелку было сложно вести оборонительный огонь из двух разных мест. Кроме того, хвостовая конусовидная точка создавала оптические искажения.
Бомбоотсеки в нижней части фюзеляжей вмещали 1000 кг бомб. Ещё тонну можно было подвесить снаружи под центропланом.
ДБ-ЛК проектировали под двигатели воздушного охлаждения М-88 с взлётной мощностью 1100 л. с. Однако 15 декабря 1938 г. при испытании истребителя И-180 с М-88 из-за отказа двигателя произошла катастрофа, погиб В.П. Чкалов. После этого эксплуатация М-88 была временно запрещена, и Беляеву пришлось установить на самолёте двигатели М-87Б по 950 л. с.
Испытания бомбардировщика в НИИ ВВС начались в октябре 1939 г. с пробежек по аэродрому и коротких подлётов у самой земли. Испытатели никак не решались поднять самолёт столь необычного вида в воздух. «Машина должна была быть сдана на испытания в августе месяце, а сдана была на испытания 10-го октября. С 10 октября по 24 ноября, т. е. 43 дня, машина проходила наземные испытания. Нюхтиков всё время ходил вокруг этой машины, но боялся в неё сесть», — гневался нарком Шахурин[294].
Самолет после аварии 24 ноября 1939 г.
Однажды чуть не произошла авария. Из-за неправильной балансировки самолёт вместо того чтобы чуть-чуть приподняться и пролететь над аэродромом, свечой взмыл в небо. Казалось, что в следующий момент он, потеряв скорость, рухнет вниз. Положение спасли предкрылки — автоматически открывшись, они предотвратили срыв потока, лётчик сумел выровнять машину и благополучно приземлился.
В другой раз происшествия избежать не удалось. 24 ноября начальник Института А.И. Филин при пробежке на самолёте на большой скорости налетел колесом на припорошённый снегом пень на краю аэродрома. Бомбардировщик опрокинулся на нос, были погнуты винты и сломалась левая стойка шасси. Ремонт затянулся до весны следующего года.
8 марта 1940 г. ДБ-ЛК вернули на аэродром. Ещё лежал снег, поэтому самолёт был на лыжах. Лётчик-испытатель М.А. Нюхтиков приступил к пробежкам и подлётам. Неожиданно для всех при третьей пробежке экспериментальный бомбардировщик набрал высоту, сделал два круга над аэродромом и благополучно приземлился.
ДБ-ЛК на государственных испытаниях, 1940 г.
Лётчик так объяснил этот незапланированный полёт: «Отрулив в конец аэродрома, я произвёл разбег, установил рули, как и прежде, по направлению и оторвался для подлёта… Оторвался, стал сбавлять газ, чувствую, машина летучая, идёт совершенно спокойно, садиться нужды нет. Когда я пошевелил рулями, машина на мои движения отвечала совершенно точно. Прикинул, посмотрел, на доворот не решился, так как не знаю, как машина поведёт себя на довороте, поэтому решил на небольшом газу уйти. Прибавил газ и стал набирать высоту, следя всё время за машиной, имея в виду, что если что-то неблагополучно, прямо сажать машину. Вижу, машина идёт нормально, тогда развернулся назад, вывел, сбавил газ и стал подходить на газу, чтобы не разболтать машину. Заметил, что при медленном снижении машина начала вести себя лучше, спокойнее… С небольшим газом я подвёл машину и сел»[295].
М.А. Нюхтиков.
Сравнение характеристик самолётов ДБ-ЛК и ДБ-ЗФ.
После этого случая недоверие к самолёту, которому пилоты дали прозвище «курица», исчезло. За следующие десять дней Нюхтиков осуществил семь вылетов. Затем последовали доработки конструкции — поставили новые руль высоты и закрылок, лыжное шасси заменили на колёса.
Первый полёт с колёсным шасси состоялся 25 апреля 1940 г. Он продолжался 18 минут и прошёл успешно. В полёте 28 апреля Нюхтиков пробыл за штурвалом уже 45 минут.
Так как бомбардировщик нормально держался в воздухе, его решили подготовить для первомайского парада. 29 апреля самолёт перегнали на Центральный аэродром, где базировалась предназначенная к показу авиатехника. Однако ДБ-ЛК не довелось поучаствовать в воздушном параде, так как из-за загрязнения карбюратора не запустились двигатели.
Самолёт проходил государственные испытания до конца июня 1940 г. Было сделано 73 полёта, включая имитации воздушного боя с приобретённым в Германии истребителем Мессершмитт Bf 109Е. После увеличения площади киля и изменения положения центра тяжести (для этого в капоты двигателей пришлось заложить по 140 кг свинцового балласта) проблем с устойчивостью и управляемостью не возникало. «По своим полётным свойствам в воздухе самолёт ДБ-ЛК достаточно прост, и пилотирование его не отличается от пилотирования самолётов нормальных схем», — говорилось в отчёте[296]. Максимальная скорость ДБ-ЛК на высоте 5100 м равнялась 488 км/ч — на 63 км/ч больше, чем у новейшего серийного бомбардировщика ДБ-ЗФ, при такой же бомбовой нагрузке и намного более мощном стрелковом вооружении. Появилось даже предложение не дожидаясь окончания испытаний начать выпуск пробной серии из 10 самолётов[297].
Однако решение о принятии ДБ-ЛК на вооружение всё же не состоялось. В выводах НИИ ВВС по испытаниям говорится:
«1. В предъявленном виде самолёт ДБ-ЛК 2М87Б, конструкции инженера Беляева, производства завода № 156, государственные испытания не выдержал из-за:
а). Недоступности по своим взлётно-посадочным свойствам лётчикам средней квалификации (большая посадочная скорость, равная 150–155 км/час, большой разбег — 650–680 м, прыжки при взлёте).
б). Плохого обзора у штурмана и лётчика, не обеспечивающего наведение на цель и проведение бомбометания.
в). Неотработанности фюзеляжных стрелковых установок, что не позволяет использовать их одному стрелку для обороны самолёта.
г). Невозможности полной загрузки самолёта бомбами и горючим из-за неудовлетворительной центровки и взлётных свойств самолёта.
2. Вместе с тем, самолёт ДБ Л К как новый тип самолёта „летающее крыло“ по скоростным данным и возможности обеспечения хорошей обороноспособности задней полусферы имеет преимущества перед самолётами нормальной схемы»[298].
Продувочная модель нового варианта ДБ-ЛК.
В.Н. Беляеву рекомендовалось усовершенствовать бомбардировщик и затем вновь передать на испытания. Вскоре конструктор представил новый вариант. Для улучшения обзора кабину экипажа решили разместить у передней кромки в центральной части крыла. В соответствии с пожеланиями военных, конструкцию самолёта переработали, чтобы производить бомбометание с пикирования. По расчёту, с новыми моторами А.Д. Швецова М-71 с взлётной мощностью 1800 л. с. модернизированный ДБ-ЛК мог развивать скорость 590 км/ч и нести вдвое большую бомбовую нагрузку[299].
Был изготовлен полноразмерный макет нового варианта бомбардировщика. Но воплотить самолёт в жизнь не удалось. 10 октября 1940 г. директор завода № 156 А.В. Ляпидевский обратился с письмом к замнаркома авиапромышленности А.С. Яковлеву. Он писал: «Макет самолёта ДБЛК с внесёнными в него изменениями после госиспытаний не даёт возможности провести на самолёте указанные выше изменения, так как последние потребуют коренной переделки самолёта, равнозначной постройке нового образца… Учитывая большую перегрузку завода работами ЦКБ НКВД-29 („102“ и „103“ машина)[300], считаю необходимым работу по переделкам самолёта ДБЛК прекратить… Прошу Вашего распоряжения о прекращении работ по переделкам самолёта ДБЛК, передачи его в музей ЦАГИ (имеется в виду выставочный зал Бюро новой техники ЦАГИ. — Д.С.) и списания затрат с баланса завода»[301].
16 мая 1941 г. ОКБ-16 на заводе № 156 ликвидировали «ввиду отсутствия заданий на дальнейшие работы». В.Н. Беляев вернулся в ЦАГИ, а его сотрудников перевели в ЦКБ-29.
Анатолий Васильевич Ляпидевский пытался сохранить для потомков уникальную машину. После того, как Яковлев отказался передать самолёт в БНТ ЦАГИ, Ляпидевский просил его отправить самолёт в МАИ для учебных целей. Переписка затянулась, началась война. Когда немецкие войска стали приближаться к Москве, НИИ ВВС решили перебазировать в Свердловск. Незадолго до эвакуации находящийся на институтском аэродроме ДБ-ЛК облили бензином и подожгли.