Страница:
Новаторство и смелый поиск в деятельности ОКБ С. А. Лавочкина привели к созданию сверхзвукового истребителя-перехватчика "190" с двигателем АЛ-5. На этом самолете было применено шасси новой схемы, а угол стреловидности крыла составлял 55°. В связи с особенностями компоновки взлет истребителя производился на больших углах атаки, а посадка осуществлялась с тормозным парашютом, что уменьшало длину пробега. И хотя в серийное производство самолет принят не был, стремление иметь дальний двухместный истребитель-перехватчик привело конструкторское бюро к созданию и испытанию тяжелой машины с радиолокатором и мощным ракетным вооружением. Это был самолет "250" - огромный по тому времени самолет-ракетоносец, предназначенный для перехвата воздушных целей. Взлетная масса его достигала 20 т.
При угле стреловидности крыла 57° (по передней кромке) он должен был достигать сверхзвуковой скорости еще и потому, что на нем были установлены два двигателя АЛ-7Ф с тягой 6500 кгс каждый.
Для облегчения управления самолетом на нем были применены необратимые бустеры. Каждый бустер для большей надежности имел две камеры питания от двух гидросистем.
При испытаниях ракетоносца во время полета появилась раскачка, что привело к вынужденной посадке. Лишь благодаря мастерству летчика А. Г. Кочеткова все кончилось благополучно. Моделирование условий полета на стенде показало, что самолет требует доработки. Был построен второй экземпляр машины. К самолету "250" проявляли большой интерес военные специалисты, если судить по тому, какую заинтересованность вызвал самолет у главного маршала авиации К. А. Вершинина, который высказал несколько замечаний, в первую очередь по условиям обзора для летчика, особенно при посадке. В период испытаний одного из его летательных аппаратов в оборвалась жизнь создателя, талантливого изобретателя удивительной авиационной техники, прошедшего путь от рядового инженера до генерального конструктора, депутата Верховного Совета СССР.
Постоянный и самоотверженный труд являлся законом для Семена Алексеевича Лавочкина до последнего дня его жизни.
Николай Николаевич Поликарпов
Одним из ведущих конструкторов советских истребителей довоенного периода был Николай Николаевич Поликарпов. Он родился в семье сельского священника в 1892 г. Получив начальное образование, сдал экстерном экзамен за среднее учебное заведение и поступил в Петроградский политехнический институт, а затем на курсы авиации, тогда только что организованные. Практическую работу в области авиации Поликарпов начал в 1910 г. на Русско-Балтийском заводе, где в то время строились самолеты "Илья Муромец". Работая в должности заведующего производством, молодой специалист приобретал знания и практический опыт, которые оказались ему полезными в последующей конструкторской деятельности. В начале двадцатых годов Николаи Николаевич, являясь начальником технического отдела самолетостроительного завода "Дукс" в Москве, вместе с некоторыми конструкторами, тоже одиночками, построил самолет-истребитель с мощным (400 л с.) по тому времени двигателем водяного охлаждения "Либерти". Этот самолет под названием И-1 (ИЛ-400) представлял собой свободнонесущий низкоплан деревянной конструкции с полотняной обшивкой фюзеляжа и крыла. Скорость его достигла 265 км/ч. Истребитель И-1, запущенный в серию, был построен в количестве 33 экземпляров. Созданием этого самолета ознаменовался переход советской авиации на собственную авиационную технику.
Надо сказать, что в процессе работы над истребителем И-1 конструкторы встретились с целым рядом проблем, которые не под силу было решить в одиночку. Становилась очевидной необходимость организации специальных конструкторских бюро. Бесспорным было также и то, что, прежде чем строить и испытывать машины, следует создать модель и продуть ее в аэродинамической трубе. Иначе при испытаниях могли возникнуть самые непредвиденные ситуации, как, например, с самолетом И-1. Пока самолет бежал по земле, вспоминал летчик-испытатель К. К. Арцеулов, все было в порядке. Но едва машина "легла" на крылья, как он ощутил, что самолет стал задирать нос. Машина задирала нос все круче и круче, летчик давил ручку от себя, но сил не хватало, пришлось упереться в ручку двумя руками - с треском начала ломаться спинка кресла. После того как летчик выключил мотор, самолет завис в воздухе на высоте 10 20 м, а затем, почти не меняя вертикального положения, упал на землю. Машина оказалась неустойчивой в продольном отношении, кроме того, она имела тенденцию сваливаться на крыло, переходя в затяжной штопор, из которого ее трудно было вывести.
После этого случая, к счастью, окончившегося для летчика-испытателя довольно благополучно, было решено обратиться за консультацией к ученым. Аэродинамическая лаборатория МВТУ была тогда почти единственной, где имели возможность проводить свои эксперименты научные работники ЦАГИ. К ним и поехали К. К. Арцеулов, Н. II. Поликарпов и И. М. Косткин. На специально сконструированном приспособлении сотрудник ЦАГИ К. А, Ушаков показал, что причиной аварии явилась неправильная центровка самолета. Благодаря этому приспособлению удалось не только проследить за поведением модели в аэродинамической трубе при различных центрах тяжести, но и найти правильную центровку. В результате проведенного исследования можно было продолжить испытания, но уже с гораздо большей уверенностью в их безопасности. Решение Н. Н. Поликарпова обратиться в совсем еще молодой ЦАГИ представлялось единственно правильным, что подтвердилось в дальнейшем по мере развития авиационной техники. Однако развития старых аэродинамических труб Московского высшего технического училища, построенных А. Н. Туполевым еще до революции, было явно недостаточно.
Председатель ВСНХ Ф. Э. Дзержинский утвердил специальную строительную комиссию под председательством С. А. Чаплыгина. Комиссия (в нее вошли многие ученики Н. Е. Жуковского) собиралась еженедельно, рассматривая вопросы создания экспериментальных установок, и в частности аэродинамической трубы. Вскоре в одном из тихих уголков Москвы началось строительство аэродинамической лаборатории ЦАГИ. Тогда и была построена огромная по тому времени аэродинамическая труба из деревянных колец диаметром 13 м.
Уже в начале двадцатых годов началась специализация конструкторов по определенным типам самолетов, и Н. Н.Поликарпов всю свою конструкторскую мысль и талант направляет на создание истребителей. Он был совершенно прав, считая, что один человек, каким бы способным и талантливым он ни был, не в состоянии заниматься конструкторской деятельностью в одиночку. В современных технических условиях это невозможно Десятки тысяч часов понадобятся конструктору-одиночке, чтобы спроектировать самолет, целой жизни может не хватить, чтобы разработать какую-нибудь сложную машину. В конструкторских самолетных бюро были созданы группы с так называемой узкой специализацией, занимавшиеся проектированием крыла, фюзеляжа, шасси, а также расчетами общих видов аэродинамики, прочности. В первую очередь по этой схеме организации труда начали работать конструкторские бюро, занимавшиеся самолетами-истребителями.
К середине двадцатых годов в авиации еще не были решены проблемы штопора и глубокого виража, а также устойчивости, являвшиеся основными для самолетостроения тех лет. Вопросами устойчивости занимались многие научно-исследовательские организации, широкие разработки в этом направлении проводились также в Военно-воздушной инженерной академии им. Н. Е. Жуковского.
Помнится, в начале двадцатых годов мы, слушатели Военно-технической школы, посещали лекции А. Н. Журавченко. Он занимался изучением проблемы штопора, Мы, признаться, по молодости лет не могли попять его увлеченности и подшучивали над отрешенностью и рассеянностью профессора. А. Н. Журавченко затратил немало труда, настойчивости и энергии, работая над проблемой штопора, и, видимо, впервые широко поставил ряд интереснейших экспериментов в аэродинамических трубах. Большую научно-исследовательскую работу вел А. Н. Журавченко, будучи профессором Московского авиационного института, ему принадлежит много оригинальных трудов, посвященных вопросам аэродинамики самолета в целом и штопора в частности и опубликованных в 1934 - 1935 гг.
Заметную роль в развитии аэродинамики сыграли также работы В. С. Пышнова. Еще будучи студентом Института инженеров Красного Воздушного Флота (будущей Военно-воздушной инженерной академии им. Н. Е. Жуковского), оп слушал лекции Жуковского, участвовал в создании планеров, затем работал в конструкторских организациях вместе с Н. Н. Поликарповым. Основным его увлечением также был штопор, Всемирный конгресс ученых, состоявшийся в 1929 г., признал исследования В. С. Пышнова по этой теме фундаментальными. Владимир Сергеевич в течение многих десятилетий работал в Государственном научно-испытательном институте и Научно-техническом комитете Военно-воздушных сил, являясь, пусть и неофициально, "главным аэродинамиком ВВС". Он читал лекции по аэродинамике в академии, был автором учебников, издававшихся не только для слушателей академии, но и для летчиков строевых частей.
Не менее значительный вклад в развитие аэродинамики внес И. В. Остославский. В течение нескольких лет он вместе с Б. Т. Горощенко занимался в ЦАГИ вопросами устойчивости и управляемости самолетов и разработал ряд существенных рекомендаций по созданию боевых самолетов. II. В, Остославский пользовался большим авторитетом у заместителя Председателя Совета Министров М. В. Хруничева. В деловой и товарищеской обстановке это был обаятельный человек, интересный собеседник, никогда не подчеркивавший своего положения, авторитета. Б. Т. Горощенко и И. В. Остославский сочетали свою практическую и теоретическую работу в научных институтах с преподавательской деятельностью. Оба имели профессорское звание и заведовали кафедрами: один в ВВИА им. Н. Е. Жуковского, другой - в МАИ им. С. Орджоникидзе.
Отечественное самолетостроение продолжало развиваться, и примерно в одно и то же время появились новые самолеты И-4 А. Н. Туполева и И-3 Н. Н. Поликарпова. Но нерешенные вопросы устойчивости и управляемости ограничивали боевые возможности этих машин.
Самолет И-3 имел двигатель водяного охлаждения мощностью 500 л. с. По тому времени этот двигатель вместе с системой охлаждения, безусловно, являлся наиболее тяжелым, хотя а обладал большой мощностью. Это привело к увеличению полетной массы самолета и ухудшению его горизонтального маневра. Максимальная скорость И-3 равнялась 283 км/ч. Двигатель самолета И-4 по мощности был на 80 л. с. меньше, чем двигатель самолета И-3, отчего самолет И-4 имел меньшую горизонтальную скорость полета, но зато обладал большей маневренностью. Истребитель И-4 имел скорость 257 км/ч. Выбор двигателя и его удельная масса, т. е. масса на 1 л. с., оказывают решающее влияние на полетную массу самолета-истребителя и его горизонтальную маневренность. Если самолет обладает лучшей маневренностью, то ему и принадлежит инициатива в воздушном бою. Н. Н. Поликарпов считал схему И-3 очень удачной, способной дать прекрасные результаты при использовании легкого и мощного двигателя.
По итогам испытаний самолета И-3 и его эксплуатации в частях Авиатрестом и руководством Военно-воздушных сил было принято решение о постройке истребителя И-5 с двигателем воздушного охлаждения мощностью 480 л. с.
Самолет И-5 явился эпохой в развитии истребителей отечественной конструкции, потому что была проведена большая предварительная работа по уменьшению массы конструкции, лобового сопротивления (в том числе и за счет улучшения обтекания головок цилиндров звездообразного двигателя). В целях снижения лобового сопротивления на головки цилиндров звездообразного двигателя впервые в практике самолетостроения был установлен кольцевой капот.
В последующие годы схема самолета И-5 (полутораплана) получила дальнейшее развитие в маневренных истребителях конструкторского бюро, возглавляемого Н. Н. Поликарповым. Разрабатывавшиеся в этой связи звездообразные двигатели с воздушным охлаждением устанавливались на самолетах и других конструкторских бюро, в том числе и на истребителях С. А. Лавочкина, применявшихся во время Великой Отечественной войны. Хотелось бы еще сказать, что конструкторами этого замечательного самолета следует считать и Н. Н. Поликарпова, и Д. П. Григоровича, так как оба они трудились над его созданием.
Масса и сопротивление И-5 были умеренными благодаря малым размерам самого планера. Самолет имел мощное вооружение. Истребитель обладал большой максимальной скоростью у земли, время выполнения виража на высоте 1000 м составляло 9,5 с. Максимальная скорость его полета достигала 302 км/ч. И-5 быстро прошел испытания, а несложная техника пилотирования выдвинула этот самолет на первое место не только среди отечественных, по и среди многих зарубежных истребителей. Было построено около 800 самолетов И-5, что по тому времени являлось внушительной цифрой.
Хороших результатов в отработке техники пилотирования самолета И-5 добились летчики НИИ ВВС. На истребителе был выполнен перевернутый штопор. Когда мы в начале тридцатых годов вместе со слушателями Военно-воздушной академии им. Н. Е. Жуковского проходили практику в одной из истребительных частей авиации Черноморского флота, нам приходилось слышать немало лестных отзывов об этом самолете. Командовавший эскадрильей И. В. Шарапов, мой знакомый еще по учебе в Борисоглебской летной школе (впоследствии генерал-лейтенант авиации), во главе эскадрильи И-5 демонстрировал отличные качества этого самолета перед командованием флота и личным составом кораблей, которые принимали участие в учениях совместно с авиацией.
В Постановлении ЦК ВКП(б) в июле 1929 г. говорилось, что одним из важнейших результатов истекшего пятилетия следует признать создание Красного Воздушного Флота, что главной задачей на ближайшие годы в строительстве Красной Авиации является скорейшее доведение ее качества до уровня передовых буржуазных стран, и потому всеми силами необходимо культивировать и развивать свои, советские научно-конструкторские силы, особенно в моторостроении. В том же Постановлении указывалось, что ЦК ВКП(б) признает правильным и своевременным широкое развертывание работ по усилению и усовершенствованию технического вооружения армии.
В годы второй пятилетки отечественная истребительная авиация была вооружена в основном самолетами И-3, И-4 и И-5 Совершенствование ее шло в тот период по пути улучшения боевого маневра, повышения мощности вооружения и конечно, увеличения максимальной скорости горизонтального полета.
Заметным событием в работе руководимого Н. Н. Поликарповым конструкторского бюро стало создание самолета-разведчика Р-5 Это был биплан деревянной конструкции с матерчатой обшивкой крыльев и оперения и фанерной обшивкой фюзеляжа, Р-5 можно было использовать также как легкий бомбардировщик и учебно-тренировочный самолет. Удачная аэродинамическая компоновка его как полутораплана, крылья которого соединялись N-образными обтекаемыми стойками и стальными расчалками, обеспечивала отличные летно-технические данные. Максимальная скорость Р-5 составляла 230 км/ч. Характеризуя самолет, В. С. Пыганов говорил, что это красавец, произведение искусства. Самолеты Н. Н. Поликарпова были гармоничны и равнопрочны. Свидетельством отличных летных качеств является постройка невиданного для того времени количества этих самолетов: вместе с различными модификациями их было 7000. Р-5 известен всему миру. На самолетах этой марки наши летчики, первые Герои Советского Союза, участвовали в спасении людей с затертого льдами Арктики парохода "Челюскин".
В 1930 г. на международном конкурсе в Тегеране самолеты Р-5 заняли первое место, оказавшись единственными машинами, способными выполнить все условия конкурса. Они оставили позади однотипные французские, английские и голландские самолеты. Р-5 - это долгожители нашей авиации, находившиеся в строю вплоть до Великой Отечественной войны. По продолжительности летной жизни, разнообразию выполняемых задач, в том числе и пассажирских перевозок, Р-5 можно сравнить лишь с самолетом Поликарпова По-2.
У-2 (По-2) был построен по условиям конкурса, объявленного Военно-воздушными силами, на создание учебного самолета, так как до этого времени курс первоначального обучения летчики проходили на самолетах иностранного производства. Самолет По-2 имел прекрасные пилотажные характеристики, надежный отечественный двигатель воздушного охлаждения М-11 мощностью 100 л. с., был дешевым в производстве и эксплуатации. Простота и живучесть сделали этот самолет одним из самых популярных среди личного состава нашей авиации, и особенно у начинающих овладевать летным мастерством. Машина применялась в сельском и лесном хозяйстве, для аэрофотосъемок, санитарных перевозок и, наконец, как связной самолет и легкий ночной бомбардировщик. Фашистские войска постоянно подвергались воздействию самолетов По-2. На этих машинах летали отважные летчицы женских авиационных полков, прославившиеся в годы Великой Отечественной войны. Летная жизнь этого самолета продолжалась более двадцати лет, и По-2 стал почти легендарным.
Индустриализация страны и дальнейшее развитие самолетостроения позволили добиться больших успехов как в проектировании, постройке, так и в массовом производстве авиационной техники. Именно поэтому в резолюции XVII съезда партии (1934) говорилось, что создание самолето- и авиамоторостроения как новых отраслей производства является особенно значительным успехом индустрии.
Вторая пятилетка давала возможность нашей авиации, опиравшейся на передовую науку, мощную производственную базу и прекрасные летные и инженерно-технические кадры, перейти к принципиально новым компоновкам самолетов. Повысить максимальную скорость только за счет увеличения мощности двигателей невозможно, так как общеизвестно, что скорость самолета повышается на величину, пропорциональную корню кубическому значения мощности двигателя, а это резко увеличивает массу силовой установки и особенно полетную массу самолета. Требовалось совершенствование аэродинамической схемы самолета. Первым шагом на этом пути явился отказ от бипланной схемы и многочисленных стоек и расчалок, которые создавали значительное лобовое сопротивление.
Для того чтобы иметь самолеты с большей скоростью полета, необходимо было уменьшить относительную толщину профиля крыла и одновременно увеличить удельную нагрузку на крыло, в чем особенно был уверен Н. Н. Поликарпов, Совершенствование технологии, заключавшееся в применении жесткой гладкой обшивки взамен гофрированной, потайная клепка, полировка обшивки - все это вместе с применением убирающегося в полете шасси и рациональным размещением радиаторных и силовых установок позволило снизить полное сопротивление самолета в полтора-два раза, а следовательно, и увеличить скорость полета.
Однако увеличение удельной нагрузки на крыло привело к использованию в полете больших углов атаки для обеспечения необходимой маневренности и к более частым выходам на срывные углы атаки, при которых самолет сваливался на крыло и становился неуправляемым. Потребовалось применение механизации крыла - установка предкрылков для затягивания срывных режимов на большие углы атаки. Создание высотных двигателей и их освоение в серийном производстве, применение винтов изменяемого шага, которые давали возможность устанавливать лопасти в наивыгоднейшее положение в зависимости от режима и высоты полета, позволили конструкторам перейти к созданию скоростных маневренных истребителей.
Но в ходе конструирования самолетов-истребителей выявилось, что в одной схеме невозможно сочетать высокую горизонтальную скорость с хорошей маневренностью. Поэтому в тридцатые годы в отечественном самолетостроении параллельно развивались два направления создания истребителей: маневренных истребителей - бипланов и скоростных истребителей - монопланов. И надо сказать, истребители обоих типов успешно прошли боевую проверку в небе Испании, у озера Хасан и на реке Халхин-Гол в Монголии.
На одном из самолетов-истребителей И-15, построенных в 1933 г, конструкторским бюро, возглавляемым Н. Н. Поликарповым, был установлен мировой рекорд высоты полета, равный 14 575 м. Самолеты И-15, особенно их модификация И-153 "Чайка" с убирающимся шасси, находились на вооружении Военно-воздушных сил вплоть до Великой Отечественной войны. За период с 1933 по 1940 г. было построено 7000 самолетов И-15 и И-153.
Тот же конструкторский коллектив разработал скоростной истребитель И-16 - моноплан с низкорасположенным крылом. По своим аэродинамическим формам это был принципиально новый самолет - короткокрылый и тупоносый, Он обладал одновременно быстроходностью и маневренностью. Истребитель стал одним из первых в мире боевых самолетов, и именно на нем были установлены п применены в боевых условиях на реке Халхин-Гол шесть реактивных снарядов калибра 82 мм. Надо сказать, что очень изящным по аэродинамическим формам был и другой боевой истребитель Н. Н. Поликарпова - И-17, обладавший большой горизонтальной скоростью и вооруженный пушкой, стреляющей через винт. В. П. Чкалов так характеризовал этот факт: "Перейти с самолета И-16 на самолет И-17 - это все равно что с "Форда" пересесть на "Линкольн". На этой машине Чкалов много работал над управлением плоским штопором и выполнил несколько полетов на управляемый штопор. В 1936 г. самолет демонстрировался на Парижской авиационной выставке. В те годы Страна Советов только начинала представлять свою авиационную технику на международной арене. Пояснения по этому самолету на нашем стенде давал летчик-испытатель этой серии Валерий Павлович Чкалов.
При создании самолета И-16 все шло хорошо, и на испытаниях были получены данные, превышающие заданные, однако многих беспокоил вопрос о возможности выхода самолета из штопора. На созванном по этому вопросу совещании, в котором приняли участие В. С. Пышнов и А. Н. Журавченко, некоторые специалисты и летчики-испытатели отмечали, что есть еще неясности в поведении самолета при штопоре. Тогда Николай Николаевич обратился к В. П. Чкалову с предложением продемонстрировать на самолете выполнение штопора. Полет состоялся, и Чкалов выполнил на самолете штопор. Машина при этом была послушной. Ни у кого больше не осталось сомнений в том, что самолет И-16 можно вывести из штопора. Многолетняя практика применения самолетов в мирных и боевых условиях подтвердила это. В январе 1934 г. В. П. Чкалов достиг на самолете И-16 скорости 454 км/ч. На воздушных парадах в Тушино зрители с восхищением наблюдали за выполнением фигур краснокрылыми "пятерками", как их тогда называли, под командованием героев сражений в Испании и на реке Халхин-Гол И. А. Лакеева, А. К. Серова и летчиков-испытателей В. А. Степанчонка и С. П. Супруна.
И-15, И-153 и особенно И-16 наглядно продемонстрировали возможность улучшения летно-технических данных самолета. На одной из модификаций И-16 была достигнута максимальная скорость полета 525 км/ч вместо скорости 454 км/ч первых самолетов этой серии. За семь лет промышленность выпустила 7500 машин типа И-16.
Истребитель И-16 хорошо зарекомендовал себя в небе Испании. Интересно, что летавшие на нем летчики были едины во мнении, утверждая, будто машина эта подчиняется лишь тому, кто хорошо владеет техникой пилотирования, особенно на малых скоростях, малых высотах, при резких эволюциях, в отличие от самолетов И-15, которые, например, перед срывом в штопор покачивались с крыла на крыло, "клевали на нос". Достоинства И-16, по мнению вернувшихся из Испании летчиков, заключались, во-первых, в его меньших размерах по сравнению с немецкими и итальянскими самолетами. Это позволяло нашим летчикам первыми обнаруживать вражеские самолеты. Во-вторых, двигатель нашего истребителя - звездообразный, воздушного охлаждения - превосходил двигатель жидкостного охлаждения на истребителях противника, являлся надежным щитом для летчика при лобовых атаках и был более живучим, тогда как двигатель жидкостного охлаждения выходил из строя при первом же попадании в него. Однако, говоря об "ишачке" (И-16), побывавшие в Испании летчики хотели видеть этот полюбившийся им самолет еще более быстрым, самым мощным по вооружению, самым живучим и маневренным. В связи с этим они внесли предложение заменить на самолете И-16 механическую уборку шасси автоматической, а на И-15 установить убирающееся шасси. Было также предложено установить на всех машинах И-16 более мощный двигатель воздушного охлаждения, более мощное вооружение по образцу, который уже был в Испании, коллиматорный прицел, бронеспинку, радиостанцию в кислородное оборудование. Эти и другие предложения рассматривались на совещании с участием Н. Н. Поликарпова. В заключительном выступлении конструктор подтвердил необходимость улучшить летно-технические данные находившихся в серийном производстве самолетов. Как свидетельствовали события на реке Халхин-Гол, решение об улучшении летно-технических данных самолета было выполнено. Наркому обороны К. Е. Ворошилову было доложено мнение летчиков по вопросам совершенствования самолетов и их вооружения, а также по вопросам, касавшимся боевых порядков и выучки летчиков. В связи с этим была создана специальная группа под руководством начальника Главного штаба ВВС Аржепухина. Отправными материалами для ее деятельности служили первоисточники: дневники боевых действий, боевые донесения и т. д.
При угле стреловидности крыла 57° (по передней кромке) он должен был достигать сверхзвуковой скорости еще и потому, что на нем были установлены два двигателя АЛ-7Ф с тягой 6500 кгс каждый.
Для облегчения управления самолетом на нем были применены необратимые бустеры. Каждый бустер для большей надежности имел две камеры питания от двух гидросистем.
При испытаниях ракетоносца во время полета появилась раскачка, что привело к вынужденной посадке. Лишь благодаря мастерству летчика А. Г. Кочеткова все кончилось благополучно. Моделирование условий полета на стенде показало, что самолет требует доработки. Был построен второй экземпляр машины. К самолету "250" проявляли большой интерес военные специалисты, если судить по тому, какую заинтересованность вызвал самолет у главного маршала авиации К. А. Вершинина, который высказал несколько замечаний, в первую очередь по условиям обзора для летчика, особенно при посадке. В период испытаний одного из его летательных аппаратов в оборвалась жизнь создателя, талантливого изобретателя удивительной авиационной техники, прошедшего путь от рядового инженера до генерального конструктора, депутата Верховного Совета СССР.
Постоянный и самоотверженный труд являлся законом для Семена Алексеевича Лавочкина до последнего дня его жизни.
Николай Николаевич Поликарпов
Одним из ведущих конструкторов советских истребителей довоенного периода был Николай Николаевич Поликарпов. Он родился в семье сельского священника в 1892 г. Получив начальное образование, сдал экстерном экзамен за среднее учебное заведение и поступил в Петроградский политехнический институт, а затем на курсы авиации, тогда только что организованные. Практическую работу в области авиации Поликарпов начал в 1910 г. на Русско-Балтийском заводе, где в то время строились самолеты "Илья Муромец". Работая в должности заведующего производством, молодой специалист приобретал знания и практический опыт, которые оказались ему полезными в последующей конструкторской деятельности. В начале двадцатых годов Николаи Николаевич, являясь начальником технического отдела самолетостроительного завода "Дукс" в Москве, вместе с некоторыми конструкторами, тоже одиночками, построил самолет-истребитель с мощным (400 л с.) по тому времени двигателем водяного охлаждения "Либерти". Этот самолет под названием И-1 (ИЛ-400) представлял собой свободнонесущий низкоплан деревянной конструкции с полотняной обшивкой фюзеляжа и крыла. Скорость его достигла 265 км/ч. Истребитель И-1, запущенный в серию, был построен в количестве 33 экземпляров. Созданием этого самолета ознаменовался переход советской авиации на собственную авиационную технику.
Надо сказать, что в процессе работы над истребителем И-1 конструкторы встретились с целым рядом проблем, которые не под силу было решить в одиночку. Становилась очевидной необходимость организации специальных конструкторских бюро. Бесспорным было также и то, что, прежде чем строить и испытывать машины, следует создать модель и продуть ее в аэродинамической трубе. Иначе при испытаниях могли возникнуть самые непредвиденные ситуации, как, например, с самолетом И-1. Пока самолет бежал по земле, вспоминал летчик-испытатель К. К. Арцеулов, все было в порядке. Но едва машина "легла" на крылья, как он ощутил, что самолет стал задирать нос. Машина задирала нос все круче и круче, летчик давил ручку от себя, но сил не хватало, пришлось упереться в ручку двумя руками - с треском начала ломаться спинка кресла. После того как летчик выключил мотор, самолет завис в воздухе на высоте 10 20 м, а затем, почти не меняя вертикального положения, упал на землю. Машина оказалась неустойчивой в продольном отношении, кроме того, она имела тенденцию сваливаться на крыло, переходя в затяжной штопор, из которого ее трудно было вывести.
После этого случая, к счастью, окончившегося для летчика-испытателя довольно благополучно, было решено обратиться за консультацией к ученым. Аэродинамическая лаборатория МВТУ была тогда почти единственной, где имели возможность проводить свои эксперименты научные работники ЦАГИ. К ним и поехали К. К. Арцеулов, Н. II. Поликарпов и И. М. Косткин. На специально сконструированном приспособлении сотрудник ЦАГИ К. А, Ушаков показал, что причиной аварии явилась неправильная центровка самолета. Благодаря этому приспособлению удалось не только проследить за поведением модели в аэродинамической трубе при различных центрах тяжести, но и найти правильную центровку. В результате проведенного исследования можно было продолжить испытания, но уже с гораздо большей уверенностью в их безопасности. Решение Н. Н. Поликарпова обратиться в совсем еще молодой ЦАГИ представлялось единственно правильным, что подтвердилось в дальнейшем по мере развития авиационной техники. Однако развития старых аэродинамических труб Московского высшего технического училища, построенных А. Н. Туполевым еще до революции, было явно недостаточно.
Председатель ВСНХ Ф. Э. Дзержинский утвердил специальную строительную комиссию под председательством С. А. Чаплыгина. Комиссия (в нее вошли многие ученики Н. Е. Жуковского) собиралась еженедельно, рассматривая вопросы создания экспериментальных установок, и в частности аэродинамической трубы. Вскоре в одном из тихих уголков Москвы началось строительство аэродинамической лаборатории ЦАГИ. Тогда и была построена огромная по тому времени аэродинамическая труба из деревянных колец диаметром 13 м.
Уже в начале двадцатых годов началась специализация конструкторов по определенным типам самолетов, и Н. Н.Поликарпов всю свою конструкторскую мысль и талант направляет на создание истребителей. Он был совершенно прав, считая, что один человек, каким бы способным и талантливым он ни был, не в состоянии заниматься конструкторской деятельностью в одиночку. В современных технических условиях это невозможно Десятки тысяч часов понадобятся конструктору-одиночке, чтобы спроектировать самолет, целой жизни может не хватить, чтобы разработать какую-нибудь сложную машину. В конструкторских самолетных бюро были созданы группы с так называемой узкой специализацией, занимавшиеся проектированием крыла, фюзеляжа, шасси, а также расчетами общих видов аэродинамики, прочности. В первую очередь по этой схеме организации труда начали работать конструкторские бюро, занимавшиеся самолетами-истребителями.
К середине двадцатых годов в авиации еще не были решены проблемы штопора и глубокого виража, а также устойчивости, являвшиеся основными для самолетостроения тех лет. Вопросами устойчивости занимались многие научно-исследовательские организации, широкие разработки в этом направлении проводились также в Военно-воздушной инженерной академии им. Н. Е. Жуковского.
Помнится, в начале двадцатых годов мы, слушатели Военно-технической школы, посещали лекции А. Н. Журавченко. Он занимался изучением проблемы штопора, Мы, признаться, по молодости лет не могли попять его увлеченности и подшучивали над отрешенностью и рассеянностью профессора. А. Н. Журавченко затратил немало труда, настойчивости и энергии, работая над проблемой штопора, и, видимо, впервые широко поставил ряд интереснейших экспериментов в аэродинамических трубах. Большую научно-исследовательскую работу вел А. Н. Журавченко, будучи профессором Московского авиационного института, ему принадлежит много оригинальных трудов, посвященных вопросам аэродинамики самолета в целом и штопора в частности и опубликованных в 1934 - 1935 гг.
Заметную роль в развитии аэродинамики сыграли также работы В. С. Пышнова. Еще будучи студентом Института инженеров Красного Воздушного Флота (будущей Военно-воздушной инженерной академии им. Н. Е. Жуковского), оп слушал лекции Жуковского, участвовал в создании планеров, затем работал в конструкторских организациях вместе с Н. Н. Поликарповым. Основным его увлечением также был штопор, Всемирный конгресс ученых, состоявшийся в 1929 г., признал исследования В. С. Пышнова по этой теме фундаментальными. Владимир Сергеевич в течение многих десятилетий работал в Государственном научно-испытательном институте и Научно-техническом комитете Военно-воздушных сил, являясь, пусть и неофициально, "главным аэродинамиком ВВС". Он читал лекции по аэродинамике в академии, был автором учебников, издававшихся не только для слушателей академии, но и для летчиков строевых частей.
Не менее значительный вклад в развитие аэродинамики внес И. В. Остославский. В течение нескольких лет он вместе с Б. Т. Горощенко занимался в ЦАГИ вопросами устойчивости и управляемости самолетов и разработал ряд существенных рекомендаций по созданию боевых самолетов. II. В, Остославский пользовался большим авторитетом у заместителя Председателя Совета Министров М. В. Хруничева. В деловой и товарищеской обстановке это был обаятельный человек, интересный собеседник, никогда не подчеркивавший своего положения, авторитета. Б. Т. Горощенко и И. В. Остославский сочетали свою практическую и теоретическую работу в научных институтах с преподавательской деятельностью. Оба имели профессорское звание и заведовали кафедрами: один в ВВИА им. Н. Е. Жуковского, другой - в МАИ им. С. Орджоникидзе.
Отечественное самолетостроение продолжало развиваться, и примерно в одно и то же время появились новые самолеты И-4 А. Н. Туполева и И-3 Н. Н. Поликарпова. Но нерешенные вопросы устойчивости и управляемости ограничивали боевые возможности этих машин.
Самолет И-3 имел двигатель водяного охлаждения мощностью 500 л. с. По тому времени этот двигатель вместе с системой охлаждения, безусловно, являлся наиболее тяжелым, хотя а обладал большой мощностью. Это привело к увеличению полетной массы самолета и ухудшению его горизонтального маневра. Максимальная скорость И-3 равнялась 283 км/ч. Двигатель самолета И-4 по мощности был на 80 л. с. меньше, чем двигатель самолета И-3, отчего самолет И-4 имел меньшую горизонтальную скорость полета, но зато обладал большей маневренностью. Истребитель И-4 имел скорость 257 км/ч. Выбор двигателя и его удельная масса, т. е. масса на 1 л. с., оказывают решающее влияние на полетную массу самолета-истребителя и его горизонтальную маневренность. Если самолет обладает лучшей маневренностью, то ему и принадлежит инициатива в воздушном бою. Н. Н. Поликарпов считал схему И-3 очень удачной, способной дать прекрасные результаты при использовании легкого и мощного двигателя.
По итогам испытаний самолета И-3 и его эксплуатации в частях Авиатрестом и руководством Военно-воздушных сил было принято решение о постройке истребителя И-5 с двигателем воздушного охлаждения мощностью 480 л. с.
Самолет И-5 явился эпохой в развитии истребителей отечественной конструкции, потому что была проведена большая предварительная работа по уменьшению массы конструкции, лобового сопротивления (в том числе и за счет улучшения обтекания головок цилиндров звездообразного двигателя). В целях снижения лобового сопротивления на головки цилиндров звездообразного двигателя впервые в практике самолетостроения был установлен кольцевой капот.
В последующие годы схема самолета И-5 (полутораплана) получила дальнейшее развитие в маневренных истребителях конструкторского бюро, возглавляемого Н. Н. Поликарповым. Разрабатывавшиеся в этой связи звездообразные двигатели с воздушным охлаждением устанавливались на самолетах и других конструкторских бюро, в том числе и на истребителях С. А. Лавочкина, применявшихся во время Великой Отечественной войны. Хотелось бы еще сказать, что конструкторами этого замечательного самолета следует считать и Н. Н. Поликарпова, и Д. П. Григоровича, так как оба они трудились над его созданием.
Масса и сопротивление И-5 были умеренными благодаря малым размерам самого планера. Самолет имел мощное вооружение. Истребитель обладал большой максимальной скоростью у земли, время выполнения виража на высоте 1000 м составляло 9,5 с. Максимальная скорость его полета достигала 302 км/ч. И-5 быстро прошел испытания, а несложная техника пилотирования выдвинула этот самолет на первое место не только среди отечественных, по и среди многих зарубежных истребителей. Было построено около 800 самолетов И-5, что по тому времени являлось внушительной цифрой.
Хороших результатов в отработке техники пилотирования самолета И-5 добились летчики НИИ ВВС. На истребителе был выполнен перевернутый штопор. Когда мы в начале тридцатых годов вместе со слушателями Военно-воздушной академии им. Н. Е. Жуковского проходили практику в одной из истребительных частей авиации Черноморского флота, нам приходилось слышать немало лестных отзывов об этом самолете. Командовавший эскадрильей И. В. Шарапов, мой знакомый еще по учебе в Борисоглебской летной школе (впоследствии генерал-лейтенант авиации), во главе эскадрильи И-5 демонстрировал отличные качества этого самолета перед командованием флота и личным составом кораблей, которые принимали участие в учениях совместно с авиацией.
В Постановлении ЦК ВКП(б) в июле 1929 г. говорилось, что одним из важнейших результатов истекшего пятилетия следует признать создание Красного Воздушного Флота, что главной задачей на ближайшие годы в строительстве Красной Авиации является скорейшее доведение ее качества до уровня передовых буржуазных стран, и потому всеми силами необходимо культивировать и развивать свои, советские научно-конструкторские силы, особенно в моторостроении. В том же Постановлении указывалось, что ЦК ВКП(б) признает правильным и своевременным широкое развертывание работ по усилению и усовершенствованию технического вооружения армии.
В годы второй пятилетки отечественная истребительная авиация была вооружена в основном самолетами И-3, И-4 и И-5 Совершенствование ее шло в тот период по пути улучшения боевого маневра, повышения мощности вооружения и конечно, увеличения максимальной скорости горизонтального полета.
Заметным событием в работе руководимого Н. Н. Поликарповым конструкторского бюро стало создание самолета-разведчика Р-5 Это был биплан деревянной конструкции с матерчатой обшивкой крыльев и оперения и фанерной обшивкой фюзеляжа, Р-5 можно было использовать также как легкий бомбардировщик и учебно-тренировочный самолет. Удачная аэродинамическая компоновка его как полутораплана, крылья которого соединялись N-образными обтекаемыми стойками и стальными расчалками, обеспечивала отличные летно-технические данные. Максимальная скорость Р-5 составляла 230 км/ч. Характеризуя самолет, В. С. Пыганов говорил, что это красавец, произведение искусства. Самолеты Н. Н. Поликарпова были гармоничны и равнопрочны. Свидетельством отличных летных качеств является постройка невиданного для того времени количества этих самолетов: вместе с различными модификациями их было 7000. Р-5 известен всему миру. На самолетах этой марки наши летчики, первые Герои Советского Союза, участвовали в спасении людей с затертого льдами Арктики парохода "Челюскин".
В 1930 г. на международном конкурсе в Тегеране самолеты Р-5 заняли первое место, оказавшись единственными машинами, способными выполнить все условия конкурса. Они оставили позади однотипные французские, английские и голландские самолеты. Р-5 - это долгожители нашей авиации, находившиеся в строю вплоть до Великой Отечественной войны. По продолжительности летной жизни, разнообразию выполняемых задач, в том числе и пассажирских перевозок, Р-5 можно сравнить лишь с самолетом Поликарпова По-2.
У-2 (По-2) был построен по условиям конкурса, объявленного Военно-воздушными силами, на создание учебного самолета, так как до этого времени курс первоначального обучения летчики проходили на самолетах иностранного производства. Самолет По-2 имел прекрасные пилотажные характеристики, надежный отечественный двигатель воздушного охлаждения М-11 мощностью 100 л. с., был дешевым в производстве и эксплуатации. Простота и живучесть сделали этот самолет одним из самых популярных среди личного состава нашей авиации, и особенно у начинающих овладевать летным мастерством. Машина применялась в сельском и лесном хозяйстве, для аэрофотосъемок, санитарных перевозок и, наконец, как связной самолет и легкий ночной бомбардировщик. Фашистские войска постоянно подвергались воздействию самолетов По-2. На этих машинах летали отважные летчицы женских авиационных полков, прославившиеся в годы Великой Отечественной войны. Летная жизнь этого самолета продолжалась более двадцати лет, и По-2 стал почти легендарным.
Индустриализация страны и дальнейшее развитие самолетостроения позволили добиться больших успехов как в проектировании, постройке, так и в массовом производстве авиационной техники. Именно поэтому в резолюции XVII съезда партии (1934) говорилось, что создание самолето- и авиамоторостроения как новых отраслей производства является особенно значительным успехом индустрии.
Вторая пятилетка давала возможность нашей авиации, опиравшейся на передовую науку, мощную производственную базу и прекрасные летные и инженерно-технические кадры, перейти к принципиально новым компоновкам самолетов. Повысить максимальную скорость только за счет увеличения мощности двигателей невозможно, так как общеизвестно, что скорость самолета повышается на величину, пропорциональную корню кубическому значения мощности двигателя, а это резко увеличивает массу силовой установки и особенно полетную массу самолета. Требовалось совершенствование аэродинамической схемы самолета. Первым шагом на этом пути явился отказ от бипланной схемы и многочисленных стоек и расчалок, которые создавали значительное лобовое сопротивление.
Для того чтобы иметь самолеты с большей скоростью полета, необходимо было уменьшить относительную толщину профиля крыла и одновременно увеличить удельную нагрузку на крыло, в чем особенно был уверен Н. Н. Поликарпов, Совершенствование технологии, заключавшееся в применении жесткой гладкой обшивки взамен гофрированной, потайная клепка, полировка обшивки - все это вместе с применением убирающегося в полете шасси и рациональным размещением радиаторных и силовых установок позволило снизить полное сопротивление самолета в полтора-два раза, а следовательно, и увеличить скорость полета.
Однако увеличение удельной нагрузки на крыло привело к использованию в полете больших углов атаки для обеспечения необходимой маневренности и к более частым выходам на срывные углы атаки, при которых самолет сваливался на крыло и становился неуправляемым. Потребовалось применение механизации крыла - установка предкрылков для затягивания срывных режимов на большие углы атаки. Создание высотных двигателей и их освоение в серийном производстве, применение винтов изменяемого шага, которые давали возможность устанавливать лопасти в наивыгоднейшее положение в зависимости от режима и высоты полета, позволили конструкторам перейти к созданию скоростных маневренных истребителей.
Но в ходе конструирования самолетов-истребителей выявилось, что в одной схеме невозможно сочетать высокую горизонтальную скорость с хорошей маневренностью. Поэтому в тридцатые годы в отечественном самолетостроении параллельно развивались два направления создания истребителей: маневренных истребителей - бипланов и скоростных истребителей - монопланов. И надо сказать, истребители обоих типов успешно прошли боевую проверку в небе Испании, у озера Хасан и на реке Халхин-Гол в Монголии.
На одном из самолетов-истребителей И-15, построенных в 1933 г, конструкторским бюро, возглавляемым Н. Н. Поликарповым, был установлен мировой рекорд высоты полета, равный 14 575 м. Самолеты И-15, особенно их модификация И-153 "Чайка" с убирающимся шасси, находились на вооружении Военно-воздушных сил вплоть до Великой Отечественной войны. За период с 1933 по 1940 г. было построено 7000 самолетов И-15 и И-153.
Тот же конструкторский коллектив разработал скоростной истребитель И-16 - моноплан с низкорасположенным крылом. По своим аэродинамическим формам это был принципиально новый самолет - короткокрылый и тупоносый, Он обладал одновременно быстроходностью и маневренностью. Истребитель стал одним из первых в мире боевых самолетов, и именно на нем были установлены п применены в боевых условиях на реке Халхин-Гол шесть реактивных снарядов калибра 82 мм. Надо сказать, что очень изящным по аэродинамическим формам был и другой боевой истребитель Н. Н. Поликарпова - И-17, обладавший большой горизонтальной скоростью и вооруженный пушкой, стреляющей через винт. В. П. Чкалов так характеризовал этот факт: "Перейти с самолета И-16 на самолет И-17 - это все равно что с "Форда" пересесть на "Линкольн". На этой машине Чкалов много работал над управлением плоским штопором и выполнил несколько полетов на управляемый штопор. В 1936 г. самолет демонстрировался на Парижской авиационной выставке. В те годы Страна Советов только начинала представлять свою авиационную технику на международной арене. Пояснения по этому самолету на нашем стенде давал летчик-испытатель этой серии Валерий Павлович Чкалов.
При создании самолета И-16 все шло хорошо, и на испытаниях были получены данные, превышающие заданные, однако многих беспокоил вопрос о возможности выхода самолета из штопора. На созванном по этому вопросу совещании, в котором приняли участие В. С. Пышнов и А. Н. Журавченко, некоторые специалисты и летчики-испытатели отмечали, что есть еще неясности в поведении самолета при штопоре. Тогда Николай Николаевич обратился к В. П. Чкалову с предложением продемонстрировать на самолете выполнение штопора. Полет состоялся, и Чкалов выполнил на самолете штопор. Машина при этом была послушной. Ни у кого больше не осталось сомнений в том, что самолет И-16 можно вывести из штопора. Многолетняя практика применения самолетов в мирных и боевых условиях подтвердила это. В январе 1934 г. В. П. Чкалов достиг на самолете И-16 скорости 454 км/ч. На воздушных парадах в Тушино зрители с восхищением наблюдали за выполнением фигур краснокрылыми "пятерками", как их тогда называли, под командованием героев сражений в Испании и на реке Халхин-Гол И. А. Лакеева, А. К. Серова и летчиков-испытателей В. А. Степанчонка и С. П. Супруна.
И-15, И-153 и особенно И-16 наглядно продемонстрировали возможность улучшения летно-технических данных самолета. На одной из модификаций И-16 была достигнута максимальная скорость полета 525 км/ч вместо скорости 454 км/ч первых самолетов этой серии. За семь лет промышленность выпустила 7500 машин типа И-16.
Истребитель И-16 хорошо зарекомендовал себя в небе Испании. Интересно, что летавшие на нем летчики были едины во мнении, утверждая, будто машина эта подчиняется лишь тому, кто хорошо владеет техникой пилотирования, особенно на малых скоростях, малых высотах, при резких эволюциях, в отличие от самолетов И-15, которые, например, перед срывом в штопор покачивались с крыла на крыло, "клевали на нос". Достоинства И-16, по мнению вернувшихся из Испании летчиков, заключались, во-первых, в его меньших размерах по сравнению с немецкими и итальянскими самолетами. Это позволяло нашим летчикам первыми обнаруживать вражеские самолеты. Во-вторых, двигатель нашего истребителя - звездообразный, воздушного охлаждения - превосходил двигатель жидкостного охлаждения на истребителях противника, являлся надежным щитом для летчика при лобовых атаках и был более живучим, тогда как двигатель жидкостного охлаждения выходил из строя при первом же попадании в него. Однако, говоря об "ишачке" (И-16), побывавшие в Испании летчики хотели видеть этот полюбившийся им самолет еще более быстрым, самым мощным по вооружению, самым живучим и маневренным. В связи с этим они внесли предложение заменить на самолете И-16 механическую уборку шасси автоматической, а на И-15 установить убирающееся шасси. Было также предложено установить на всех машинах И-16 более мощный двигатель воздушного охлаждения, более мощное вооружение по образцу, который уже был в Испании, коллиматорный прицел, бронеспинку, радиостанцию в кислородное оборудование. Эти и другие предложения рассматривались на совещании с участием Н. Н. Поликарпова. В заключительном выступлении конструктор подтвердил необходимость улучшить летно-технические данные находившихся в серийном производстве самолетов. Как свидетельствовали события на реке Халхин-Гол, решение об улучшении летно-технических данных самолета было выполнено. Наркому обороны К. Е. Ворошилову было доложено мнение летчиков по вопросам совершенствования самолетов и их вооружения, а также по вопросам, касавшимся боевых порядков и выучки летчиков. В связи с этим была создана специальная группа под руководством начальника Главного штаба ВВС Аржепухина. Отправными материалами для ее деятельности служили первоисточники: дневники боевых действий, боевые донесения и т. д.