Истребитель-перехватчик
Березняк, Исаев
Самолет БИ (БИ-1) (Березняк и Исаев) - экспериментальный истребитель-перехватчик с ЖРД - жидкостным ракетным двигателем. Самолет имел необычно малые размеры: размах крыла 6,48 м, длину 6,4 м и площадь крыла всего 7,0 м². Вооружение: две пушки ШВАК-20 с 90 снарядами и 38 кг бомб. Двигатель Д-1 А-1100 Леонида Степановича Душкина и Владимира Аркадьевича Штоколова с практически достигнутой к этому времени тягой 1100 кгс.
Конструкторы самолета БИ инженеры Александр Яковлевич Березняк и Алексей Михайлович Исаев сотрудники ОКБ В.Ф. Болховитинова. Березняк был начальником бригады механизмов, Исаев - двигателей. Ранней весной 1941 г. они по своей инициативе начали разработку эскизного проекта истребителя нового типа с ЖРД, обещавшего скорость 800 км/ч и более.
С началом поймы они предложили Болховитинову подать проект постановлении. Было послано письмо от института (где делались двигатели) и завода, которое подписали семь участников, в том числе конструкторы самолета Березняк и Исаев, конструктор двигателя Душкин, директор завода Болховитинов и главный инженер института Костиков. Письмо было отправлено 9 июли 1941 г., и вскоре все были вызваны в Кремль. Предложение было одобрено, принято, А.И. Шахурипым и А.С. Яковлевым был составлен проект постановления, которое через несколько дней было утверждено. На его основе был уточненный приказ по НКАП. Срок выпуска был установлен 35 дней (вместо трех месяцев, как хотели А. Я. Березняк и А. М. Исаев).
Все ОКБ Болховитинова было объявлено «на казарменном положении», работали не выходя с завода месяц и десять дней. К 1 сентября первый экземпляр самолета был отправлен на испытания в НКАП. Строили самолет почти без детальных рабочих чертежей, вычерчивая в натуру на фанере его части, по плазам. Это облегчалось малыми размерами самолета. В натурной трубе ЦАГИ были сделаны продувки (ведущий Г. С. Бюшгенс).
Конструкция самолета - цельнодеревянная. Фюзеляж - фанерный монокок, оклеенный полотном. Крыло - многолонжеронное с фанерной обшивкой, оперение - также, фанера в 2 мм. Рули и элероны с полотняной обшивкой. Баки-баллоны - сварные из хромансиля. Двигатель - в крайней хвостовой части фюзеляжа. Шасси с колесами малых размеров- 500X150 мм, убираемое пневматически в крыло в направлении оси самолета. Практически испытания проводились в значительной степени зимой - на лыжах, которые убирались. Крыло - кессонное - между двумя коробчатыми лонжеронами сплошная толстая несущая обшивка, образованная полками десятка промежуточных более легких лонжеронов. Посадочные щитки Шренка, опускаемые на 50°, и элероны очень малых размеров - лишь на 1/3 полуразмаха крыла. Хвостовое оперение нормальное, стабилизатор расчален к фюзеляжу и килю. В ходе продувок на нем добавлены небольшие круглые «шайбы» вертикального оперения. Костыль - неориентирующийся, в обтекателе.
Общее конструктивное и производственное выполнение было среднее, встречались и непрочные места (из-за спешки).
Масса пустого самолета БИ-1 опытного - 790 кг, войсковой серии - 805 кг Масса планера самолета - 462 кг, в том числе: фюзеляжа - 182 кг, крыла - 174 кг, оперения - 30 кг, шасси - 60 кг, управления - 16 кг; масса двигателя - 48 кг.
В фюзеляже помещались баки для сжатого воздуха массой 22,4 кг, баки для керосина массой 31,2 кг и баки для азотной кислоты - около 80 кг. Масса различного оборудования - около 20 кг.
Пушки ШВАК-20 (с 45 снарядами каждая) были установлены в носовой части фюзеляжа под съемной (на замках) крышкой. Самолет по вооружению был полноценным истребителем: было электроуправление огнем, пневматическая перезарядка, была кассета для мелких бомб общей массой до 38,4 кг. Масса оружия - 76 кг, бронестекла - 6 кг.
Полная нагрузка - 860 кг, в том числе: летчик - 90 кг, кислота - 570 кг, керосин - 135 кг, боезапас - 19,6 кг, бомбовая нагрузка - 38,4 кг.
Взлетная масса первого опытного самолета - 1650 кг, войскового - 1683 кг.
Разрушающая перегрузка 9, при массе 1100 кг (с израсходованием части горючего) -- 13,5.
На аэродроме были прежде всего начаты пробежки и подлеты на буксире, а силовая установка еще отрабатывалась. Здесь было много новизны и трудностей, особенно с азотной кислотой, разъедавшей баки и проводку. Требовался ряд мер по технике безопасности из-за вредности для человека даже паров азотной кислоты, были случаи ожогов. Но с этим удалось более или менее справиться.
Самолет без двигатели испытывал Борис Николаевич Кудрин. В 15 полетах были сняты все характеристики. До эвакуации 16 октября 1941 г. большего сделать не удалось. Когда все было перебазировано на Урал, на самолет с установленным на нем двигателем был назначен летчик-испытатель Григорий Яковлевич Бахчиванджи. Б. Н. Кудрину помешала болезнь. После полной наладки силовой установки и других доработок удалось приступить к полетам с двигателем (он был получен в апреле 1942 г.). Проба двигателя на самолете была 27 апреля.
15 мая 1942 г. капитан Бахчиванджи (известный фронтовой летчик, уже до войны работавший испытателем) выполнил первый полет на БИ-1. Зимой 1942 г. один полет на БИ-1 выполнил подполковник Константин Афанасьевич Груздев - выдающийся фронтовой летчик. В этом полете при выпуске шасси перед посадкой оторвалась одна лыжа, но Груздев благополучно посадил самолет.
Летные данные получились: скорость максимальная - около 800 км/ч (расчетная 1020 км/ч на высоте 10 000 м), скороподъемность у земли - до 82 м/с, время полета - 7 мин, разбег - около 400 м, время набора высоты 5000 м - 30 с, разгона до скорости 800 км/ч - 20 с, посадочная скорость- 143 км/ч.
Полет на БИ-1 был труден и не только от непривычки. Сесть на нем можно было только после выработки горючего, неприятно было соседство с азотной кислотой под большим давлением, иногда прорывавшейся наружу через стыки проводки, а то и через стенки трубок и баков. Эти повреждения приходилось все время устранять, что сильно задерживало полеты, продолжавшиеся всю зиму 1942-1943 гг. В ходе их погиб Г. Я. Бахчиванджи 27 марта 1943 г., когда самолет с горизонтального полета перешел в пикирование, из которого не мог выйти. Причина выяснилась только позже. Виною было прямое (нестреловидное) крыло, которому присущ эффект затягивания в пикирование при скоростях в 900 км/ч и более.
Была построена войсковая серия в восемь самолетов БИ-1 (их называли также БИ-2). На одном из них летал Б. Н. Кудрин по возвращении в Москву, больше полетов не было. Была попытка - незавершенная - на одном из самолетов сделать кабину герметической путем оклейки всех швов резиновыми полосками.
Вскоре стало ясно, что самолет БИ как истребитель принят быть не может из-за чрезмерно малой продолжительности полета, что не покрывалось полуторакратным перевесом в скорости. Самолет БИ послужил для накопления опыта в подобного рода работах - в других проектах истребителей с ЖРД и в установках ЖРД на поршневых самолетах в качестве временных ускорителей полета.
В 1948-1949 гг. у А. Я. Березняка был проект истребителя-перехватчика с трехкамерным ЖРД (своим) с тягой в 10 т плюс двигатель АМ-5 с тягой в 2 т для возвращения на аэродром и посадки. Ожидалась скорость, соответствующая 1,8 М. Время набора высоты 20 км за 20 мин и дальность- 750 км.
Проект не был осуществлен.
| Характеристики БИ-1 | ||
| Экипаж, чел | 1 чел. | |
| Размеры. | ||
|---|---|---|
| Размах крыла, м | 6,48 | |
| Площадь крыла, м 2 | 7,0 | |
| Длина самолета, м | 6,4 | |
| Двигатель. | ||
| Д-1 А-1100, тягой | 1100 кг | |
| Массы и нагрузки, кг: | ||
| Пустого самолета | 790 | |
| Взлетная | 1650 | |
| Летные данные. | ||
| Максимальная скорость, км/ч | более | 800 |
| расчетная | 1020 | |
| на высоте м | 10000 | |
| Время разгона до 800 км/час, сек | 20 | |
| Посадочная скорость, км/час | 143 | |
| Скороподъемность у земли, м/сек | 82 | |
| Время набора высоты 5000 м, сек | 30 | |
| Вооружение | ||
| 2 пушки ШВАК-20, шт. | 2Х45 | |
) 500 кг. Размах крыла 7,5 м.
История создания
Разработка начата в инициативном порядке в 1941 году конструкторами А. Я. Березняком и А. М. Исаевым в КБ завода № 293 в г. Химки (директор завода и главный конструктор КБ - В. Ф. Болховитинов).
Отправной точкой для проектирования самолёта послужило ознакомление в 1940 году А. Березняка с ракетным двигателем, разрабатываемом в Л. С. Душкиным . Несмотря на то, что двигатель обладал достаточной тягой, он имел достаточно большой расход топлива и окислителя. Таким образом, время полёта самолёта могло быть всего от 1 до 4 минут. Однако при этом самолёт имел необычайно большие для того времени приемистость , скорость и скороподъемность . Именно исходя из этих особенностей, стало ясно будущее назначение самолёта - перехватчик . В начале 1940-х РЛС только разрабатывались, и обнаружение потенциальных целей перехватчиков осуществлялось в основном визуально. За время, достаточное для подготовки и взлёта винтовых перехватчиков, группа бомбардировщиков иногда успевала уже отбомбиться. Поэтому концепция «быстрого» ракетного перехватчика, работающего по схеме «молниеносный взлёт - одна быстрая атака - посадка на планировании » выглядела привлекательно не только для советских конструкторов - на аналогичной концепции построен и немецкий Me-163 .
20 февраля 1942 во время работы двигателя на стенде произошёл взрыв. В результате пострадали А. В. Палло и Г. Я. Бахчиванджи, были повреждены стенд и двигатель. Однако уже в марте испытания были продолжены.
25 апреля 1942 самолёт был перебазирован на аэродром НИИ ВВС близ г. Кольцово (80 км от Билимбая и Первоуральска). 30 апреля были осуществлены пробные включения двигателя, 2 мая - пробежка по аэродрому, 13 мая - подлёт длиной около 50 м на высоте около 1 м.
15 мая 1942 самолёт БИ-1 под управлением Г. Я. Бахчиванджи впервые взлетел с использованием ракетного двигателя. Полет продолжался 3 мин 9 сек, за 60 сек работы ЖРД была достигнута высота 840 метров, при максимальной скорости 400 км/ч и максимальной скороподъемности 23 м/с.
Для нас, стоявших на земле, этот взлет был необычным. Непривычно быстро набирая скорость, самолет через 10 секунд оторвался от земли и через 30 секунд скрылся из глаз. Только пламя двигателя говорило о том, где он находится. Так прошло несколько минут. Не скрою, у меня затряслись поджилки. Наконец, Бахчиванджи возвратился и сел на аэродром.
Посадка получилась жесткой, одна стойка шасси подломилась, колесо отскочило и покатилось по аэродрому.
Для летчика это тоже был не просто первый полет на новом самолете, но полет на аппарате новых непривычных качеств, которые потребовали от него убыстрения всех действий и мышления в силу кратковременности полета и сильно возросших ускорений движения. Машина вела себя совершенно не так, как другие самолеты того времени, из-за этого летчик не полностью выполнил заданную программу, но главным было то, что он осуществил этот полет и благополучно возвратился.
В. Ф. Болховитинов
После полёта выяснилось, что за весь цикл испытаний БИ-1 уже достаточно повреждён азотной кислотой. Было принято решение о производстве ещё двух экспериментальных БИ и закладке небольшой (30-40 машин) войсковой серии БИ-ВС. От опытных самолетов БИ-ВС отличались вооружением: в дополнение к двум пушкам под фюзеляжем перед кабиной летчика устанавливалась бомбовая кассета. В кассете размещалось десять мелких бомб калибром 2,5 кг, обладавших большой взрывной силой. Бомбы были рассчитаны для сброса на бомбардировщики, идущие строем, и поражение их осколками и взрывной волной.
В 1943 г. было осуществлено ещё шесть полётов на втором (БИ-2) и третьем (БИ-3) экземплярах самолёта. Один из полётов выполнял [[Груздев, Константин Афанасьевич|К.А. Груздев]], остальные - Г. Я. Бахчиванджи. В частности, при участии академика А. И. Берга и Б. Е. Чертока создавался радиоопределитель координат самолета (РОКС) . В 1943 г. было осуществлено ещё шесть полётов на втором (БИ-2) и третьем (БИ-3) экземплярах самолёта. Один из полётов выполнял К. А. Груздев, остальные - Г. Я. Бахчиванджи.
Задание на полёт 27 марта 1943 (седьмой по счёту, шестой в 1943) отличалось от предыдущих. Если ранее самолёт испытывался на максимальную высоту и скороподъемность, то теперь он должен был испытываться на максимальную скорость полёта. Для этого лётчик-испытатель должен был на постоянной высоте 2 тыс. м. дождаться выключения двигателя по окончании топлива. С точки зрения наблюдателей с земли до момента выключения двигателя полёт проходил по плану, однако потом самолёт вошёл в пике и, не совершая попыток выйти из него, столкнулся с землёй. Лётчик-испытатель Григорий Бахчиванджи погиб.
Высказывается несколько возможных причин катастрофы:
Эта катастрофа привела к отмене начала производства БИ и уничтожению уже заложенных БИ-ВС.
В 1943 завод Болховитинова был возвращён в Москву. Было построено ещё несколько самолётов, однако испытания сдерживало отсутствие двигателя - единственный Д-1-А-1100 Душкина был потерян в катастрофе 27.03.43, новых НИИ-3 не поставлял. Это привело к тому, что А. М. Исаев был вынужден разработать свой двигатель, РД-1, представлявший собой несколько модифицированную версию Д-1-А-1100. Он был установлен на БИ-7, и дважды осуществлён полёт с их включением. Кроме того, было сделано ещё несколько машин, использовавшихся в испытаниях в режиме планера и с двумя ПВРД ДМ-4 конструкции И. А. Меркулова (они разрабатывались как вспомогательные для винтовых самолётов).
По мере появления в середине 1940-х реактивных самолётов на ТРД стала ясна дальнейшая бесперспективность работы над ракетными истребителями вообще, и над БИ в частности, в первую очередь из-за крайне ограниченной продолжительности полёта.
Однако опыт, накопленный в КБ Болховитинова при работе над БИ, был очень полезен, а выходцы из его КБ в дальнейшем были заметными фигурами в советской ракетной и космической технике. Двое конструкторов БИ стали основателями двух конструкторских школ: А. Я. Березняк основал ОКБ-155 , занимавшее лидирующее положение в СССР в вопросах разработки крылатых ракет , а А. М. Исаев стал основателем ОКБ-2, специализирующемся на ЖРД малой и средней тяги для ракет и космических аппаратов.
Всего было выпущено 9 самолётов. Из них 1 был выпущен в Москве, остальные выпускались авиационным заводом № 381, расположенным в г. Нижний Тагил на территории Уралвагонзавода (УВЗ).
Полёты БИ с взлётом при помощи ЖРД
| Дата | Машина | Лётчик | Тяга, кгс | Время полёта с ЖРД, с | Высота, м | Скорость, км/ч | Скороподъемность, м/с | Примечание |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 15.05.1942 | БИ-1 | Бахчиванджи | 600 | 66 | 840 | 400 | 23 | |
| 10.01.1943 | БИ-2 | Бахчиванджи | 800 | 63 | 1100 | 400 | - | |
| 12.01.1943 | БИ-2 | Груздев | 1100 | 58 | 2190 | 675 | - | |
| 11.03.1943 | БИ-3 | Бахчиванджи | 1100 | 80 | 4000 | 600 | 82 | |
| 14.03.1943 | БИ-3 | Бахчиванджи | 1100 | 84 | 3000 | ~650 | - | |
| 21.03.1943 | БИ-3 | Бахчиванджи | 1100 | 30 | 3000 | 550 | 160 | |
| 27.03.1943 | БИ-3 | Бахчиванджи | 1100 | 89 | 2000 | >800 | - | Авария. Самолет потерян. Летчик-испытатель Григорий Яковлевич Бахчиванджи погиб. |
| 24.01.1945 | БИ-7 | Кудрин | 1100 | 72,3 | 1250 | 587 | 87 | |
| 09.03.1945 | БИ-7 | Байкалов | 1100 | 73 | 3500 | 550 | - |
Советский ракетный истребитель БИ-1
15 мая 1942 года капитаном Г.Я. Бахчиванджи испытан первый советский ракетный истребитель БИ-1 (Березняк-Исаев, по другой версии - ближний истребитель) конструкции А.Я. Березняка и А.М. Исаева, изготовленный Авиационным заводом № 381, работавшим на территории Уралвагонзавода до конца 1943 года.
Идею создания истребителя, в котором основным двигателем бы служил жидкостный реактивный двигатель, впервые предложил еще в 1938 году Сергей Павлович Королев, работавший тогда над ракетопланом РП-218. Он предполагал, что ЖРД с его огромным удельным расходом топлива (4-6 кг топлива в секунду при тяге двигателя в 1000 - 1500 кгс) может быть наиболее эффективно использован на истребителе-перехватчике противовоздушной обороны, взлетающем из положения дежурства на аэродроме при визуальном обнаружении самолета противника в районе охраняемого объекта. Малый вес и большая тяга ЖРД обеспечивали максимальную скорость горизонтального полета ракетного перехватчика 800 - 850 км/ч. Но самое главное, такой перехватчик имел бы громадную по тому времени скороподъемность, почти в 10 раз превышавшую скороподъемность лучших истребителей с поршневыми двигателями.
Виды с разных сторон и компоновка
Благодаря большой скорости и скороподъемности ракетный перехватчик на активном этапе полета с работающим ЖРД мог бы быстро настигнуть самолет противника, с ходу атаковать его и сбить мощным пушечным огнем. После прекращения работы двигателя перехватчик должен был выйти из боя и выполнить посадку с неработающим двигателем как планер, что не должно было представить трудности, учитывая значительное уменьшение массы самолета после выработки топлива и израсходования боезапаса.
А.Я.Березняк
А.М.Исаев
И вот однажды двое молодых конструкторов из КБ Болховитинова - Александр Яковлевич Березняк и Алексей Михайлович Исаев, посетив реактивный институт НИИ-3 и ознакомившись там с ЖРД конструкции Леонида Степановича Душкина, решили создать чисто ракетный перехватчик.
Первое время Березняк и Исаев работали над реактивной машиной в свободное время, поскольку она не была включена в план КБ. Так было до тех пор, пока не грянула война. Тогда Болховитинов оказал молодым конструкторам всестороннюю поддержку, и уже 9 июля 1941 года эскизный проект с пояснительной запиской направили Председателю Государственного Комитета Обороны И. В. Сталину. В августе 1941 года ГКО принял решение о срочной постройке перехватчика, который в то трудное время был особенно необходим частям ПВО, - уже и в Москве начались воздушные тревоги.
БИ-1, 1941 год
Простой и технологичный планер самолета БИ цельнодеревянной конструкции построили довольно быстро. Строили его почти без детальных рабочих чертежей, вычерчивая в натуру на фанере его части, по плазам. Это облегчалось малыми размерами самолета. Обшивка фюзеляжа выклеивалась на болванке из шпона, затем крепилась к каркасу.
Хвостовая часть БИ-1
ЖРД (жидкостный реактивный двигатель) Д-1А-1100 устанавливался в хвостовой части фюзеляжа. Топливом служил тракторный керосин, а в качестве окислителя применялась концентрированная 96-98-процентная азотная кислота. Эти компоненты подавались в двигатель под давлением воздуха из бортовых баллонов. Двигатель расходовал 6 кг топлива в секунду. Общий запас топлива на борту самолета, равный 705 кг, обеспечивал работу двигателя в течение почти 89 секунд.
Не все шло гладко - при одном из пусков двигателя, когда в кабине находился лётчик-испытатель Григорий Яковлевич Бахчиванджи, произошел взрыв. Бахчиванджи и Палло получили ожоги, но, оправившись, продолжили подготовку к первому вылету. К весне 1942 года, закончив программу наземных испытаний, Бахчинванджи приступил к рулежкам и подлетам и, наконец, 15 мая 1942 года, поднял БИ в воздух. Второй полет состоялся 10 января 1943 года. На сей раз, когда тягу увеличили до 800 кг, самолет разогнали до 400 км/ч. Потом Бахчиванджи вызвали принимать макет истребителя «302», того самого, чей двигатель поднял БИ в воздух.
И-302
Вернувшемуся из командировки Бахчиванджи осталось совершить несколько полетов, в том числе на максимальную скорость. Он-то и стал последним для талантливого летчика-испытателя. 27 марта 1943 года на невиданной тогда скорости более 800 км/ч БИ перешел в пикирование и врезался в землю неподалеку от аэродрома. Аварийная комиссия установила, что при выключении двигателя самолёт резко снизил скорость, лётчик ударился солнечным сплетением о штурвал и потерял сознание, соответственно не управлял самолётом и не предпринимал попыток спастись.
Памятник БИ-1 в Кольцово
В то время аэродинамики еще не знали, что опасность быть затянутым в пикирование грозит всем скоростным самолетам с прямым крылом обычного профиля. Самолёт уже готовили к принятию на вооружение - было изготовлено более 30 планёров, ожидавших установки двигателя, но после этой катастрофы работы были прекращены. Правда, главной причиной стала не сама катастрофа, а появление у немцев турбореактивного истребителя Мессершмитт-262. Он был лишён такого недостатка, как ограниченная продолжительность полёта, и для взлёта, несмотря на весьма небольшую тягу двигателей, никакого ускорителя ему не требовалось.
Me-262
Но самое главное исследования разрушенного планёра самолёта выяснили, что он уже достаточно сильно повреждён азотной кислотой - в любой момент мог бы произойти взрыв из-за утечки окислителя и его смешивания с топливом.
Научное сообщение РГАНТД на Международной научно-практической конференции «Историческое наследие Великой Победы над фашизмом и современность».
15 мая 1942 года вошло в историю развития реактивной авиации и ракетной техники. В этот день был совершен первый полет на пилотируемом ракетном аппарате с жидкостным реактивным двигателем - самолете БИ-1. Управлял истребителем Григорий Яковлевич Бахчиванджи, летчик-испытатель НИИ ВВС. (Ф. 133, оп. 2, д. 17, стр. 40) Очевидец этого исторического события Василий Павлович Мишин подчеркивал: "Все понимали, что присутствуют при рождении новой ракетной эры авиации". (Ф. 99, оп. 6зв., ед. хр. 479-3)
Самолеты с ракетными двигателями являются важной частью истории авиационной и ракетно-космической науки и техники. Проекты подобных самолетов занимали значительное место в творчестве пионеров ракетно-космической техники, а задача создания жидкостных ракетных двигателей для них во многом определила развитие ракетного двигателестроения в 30-е-40-е годы, когда закладывались основы современной ракетно-космической техники.
К концу войны СССР обладал огромными производственными мощностями оборонной промышленности и научно-техническим потенциалом, что стало основным фундаментом развития ракетно-космической отрасли в первом послевоенном десятилетии. Специалисты приходили из организаций, создававших авиационную и артиллерийскую технику и другие виды вооружений.
Наше сообщение - о деятельности в годы войны лиц, пришедших затем в космическую отрасль. При его подготовке были использованы документальные материалы, отложившиеся в личных фондах, переданных на государственное хранение в РГАНТД, а также фонозаписи воспоминаний ветеранов ракетно-космической отрасли, созданные архивом в рамках программы "Инициативное докуметирование" в 1989-1999 годах. (Фонды 36, 99, 107,133).
Решение осветить некоторые фрагменты историии создания и испытаний самолета БИ-1 как бы само собой определилось тем, что среди фондообразователей архива - яркие личности - видные ученые и конструкторы ракетно-космической техники, такие, как Б.Е. Черток, Л.С. Душкин, А.В. Палло, имеющие самое непосредственное отношение к данной теме.
Б.Е. Черток принимал участие в создании, доводке и испытаниях самолета БИ-1, на котором в качестве основной двигательной установки был использован двигатель Л.С. Душкина. А.В. Палло - ведущий инженер-испытатель двигателя Д-1-А-1100.
Использовались воспоминания В.П. Мишина, входившего в специальную группу вооруженцев КБ, В.И. Флорова - сотрудника двигательной группы Л.С. Душкина, запись первого публичного (после снятия грифа секретности с большинства документов по самолету БИ-1), но неопубликованного выступления в 1962 году В.Ф. Болховитинова - руководителя проекта.
Принципиальная возможность создания жидкостных реактивных двигателей (ЖРД) для самолетов была проработана еще в начале 30-х годов в трудах В.П. Глушко, М.К. Тихонравова и др.
Инженерной разработкой вопросов, связанных с использованием и конструкцией самолетов с ракетными двигателями, занимались С.П. Королев и Е.С. Щетинков. Однако доводка ЖРД до уровня, при котором их можно было бы использовать на самолетах, была связана с решением целого ряда сложных задач.
Первые образцы ЖРД, пока еще несовершенные, но пригодные для использования на самолетах, были созданы в конце 30-х годов в СССР (двигатели РНИИ) и в Германии (двигатели фирмы Вальтер). Их появление имело принципиальное значение.
При этом, в начальных работах, как в СССР,так и Германии, в качестве базы использовались существующие планеры и самолеты с поршневыми двигателями. Самолеты специальной конструкции, рассчитанные с самого начала на использование ЖРД, были созданы и начали проходить испытания в 1939-1942 годах, когда на первый план выступила более реальная и актуальная для того времени задача: создание боевых ракетных самолетов различного назначения.
В годы войны произошла резкая активизация работ по ракетным самолетам. За этот относительно небольшой промежуток времени было разработано большое количество проектов подобных самолетов, некоторые из них были реализованы. (Ф. 133, оп. 2, д. 14, стр. 10-12)
Во время Великой Отечественной войны советские специалисты основное внимание стали уделять, главным образом, разработке реактивных истребителей-перехватчиков. При этом они пытались сократить этап создания экспериментальных машин, стремясь создать боевой самолет, сразу же пригодный для применения в военных условиях.
Наиболее сложные технические проблемы были связаны с созданием и доводкой авиационных реактивных двигателей. При этом главной задачей являлось обеспечение надежности и необходимого ресурса работы.
Примером выше сказанному служит история создания самолета БИ-1.
Имя профессора Виктора Федоровича Болховитинова мало известно среди не специалистов в авиационном деле.
Болховитинов Виктор Федорович родился 04.02.1899 в г.Саратове умер 18.01.1970 в Москве. Советский конструктор и ученый в области самолетостроения, доктор технических наук (1942 г.), профессор Военно-воздушной академии им. Н.Е. Жуковского (1949), генерал-майор инженерно-авиационной службы. Болховитинов В.Ф. - конструктор тяжелого бомбардировщика ДБ-А (1936 г.), истребителя с соостными винтами (1938 г.) и др. Под его руководством инженеры-конструкторы А.Я. Березняк и А.М. Исаев спроектировали первый в СССР реактивный истребитель БИ-1 с жидкостно-реактивным двигателем (1941), испытательный полет на нем выполнил летчик Г.Я. Бахчиванджи 15.05.42". (БСЭ, т.3, стр. 525)
КБ Болховитинова при заводе имени Горбунова было создано по инициативе начальника ВВС Я.И. Алксниса и профессорского состава Военно-воздушной академии им. Жуковского и первоначально имело задачей разработку дальнего тяжелого бомбардировщика ДБ-А. В 1939 г. Болховитинов добился решения о строительстве нового опытного завода N 293, директором и главным конструктором он сам и стал.
Работа КБ была омрачена двумя крупными неудачами - гибелью летчиков: С.А. Леваневского на самолете ДБ-2 (под индексом полярной авиации - Н-209) и гибелью Г.Я. Бахчиванджи на самолете-истребителе БИ -1.
Коллектив КБ не создал ни одного самолета, принятого на вооружение, но заслуга Болховитинова в том, что он собрал тех, кто, пройдя его школу, стали сами создателями авиационной, ракетной и космической техники, нашедшей мировое признание.
Это: Александр Березняк - конструктор крылатых ракет, Алексей Исаев - разработчик ЖРД для ракет подводных лодок и космических аппаратов, Василий Мишин - первый зам. главного конструктора С.П. Королева, Константин Бушуев - заместитель С.П. Королева и руководитель экспериментального полета "Аполлон-Союз", Николай Пилюгин - главный конструктор систем управления многих боевых ракет и носителей, Архип Люлька - автор и первый разработчик турбореактивных двигателей, Михаил Мельников и Борис Черток - заместители С.П.Королева.
По мнению Б.Е. Чертока, историческое значение подобного производства талантов заслуживает не меньшей признательности потомков, чем выпуск самолетов или ракет.(Б.Е. Черток,"Ракеты и люди", М., 1995 г., стр. 21)
Болховитинов гордился тем, что в его КБ, состоявшем как из опытных инженеров-конструкторов, так и из молодых выпускников МАИ, которые студентами делали свои дипломные проекты на заводе 293, легко воспринимали все новое, дерзкое.
Работая в КБ над проектами бомбардировщиков и истребителя, конструкторы рассматривали различные типы двигательных установок и варианты их компановки. В начале 40-х годов наиболее реальными для практического применения в авиации являлись ПВРД (прямоточные воздушно-реактивные двигатели) и ЖРд.
Конструкторы КБ установили связь с НИИ-3, который занимался реактивными двигателями. (Это первый в стране Реактивный НИИ, образованный в 1933 году на базе ГДЛ (газодинамической лаборатории) и Московской Группы исследования реактивного движения. В начале 1937г. переведен в систему Наркомоборонпрома, в связи с чем переименован в НИИ-3. С 1942 г. носил название - НИИ реактивной авиации (НИИ-1).
Познакомившись в НИИ-3 с Л.С.Душкиным, возглавлявшим группу жидкостных реактивных двигателей (с января 1938 г. все отделы НИИ-3 стали называться группами), решили использовать в качестве двигательной установки ЖРД его конструкции.
По замечанию В.Ф. Болховитинова, "двигатели Душкина были очень заманчивы по тяговым характеристикам, но одновременно очень "неприятны" по расходам. Выходило, что из-за больших расходов время полета могло быть порядка 1-4 минут в зависимости от скорости и высоты". Однако оказалось, что самолет с таким двигателем обладает теми качествами, каких другие самолеты не имеют: это необычно большие приемистость, скорость и, особенно, скороподъемность".(Ф. 99, оп. 6зв., ед. хр. 479-4)
Очевидно, что такой ЖРД мог быть использован в качестве основной движущей силы самолета узкоспециального назначения, которому нужны высокая скороподъемность и большая скорость горизонтального полета, а существенные ограничения по времени полета не имели решающего значения.
Уяснив для себя эти особенности, коллектив КБ смог четко сформулировать и назначение подобного самолета. Это должен был быть не бомбардировщик, а самолет-перехватчик, настоящий истребитель, способный только увидев противника, перехватить его, чего перехватчики с винтомоторной двигателями делать не могли. В предвоенные годы идея использования радиолокационных средств для самолетов ВВС только разрабатывалась, противник определялся только в условиях видимости, и располагая необходимым временем, успевал отбомбиться и уйти, пока перехватчики только взлетали.
Такова предыстория создания первого ракетного самолета, получившего позднее название БИ-1 ("Березняк-Исаев"-первый).
Работы по созданию перехватчика в КБ Болховитинова начинались вне плана и были разделены на два направления: создание собственно планера с отработкой его летных характеристик и создание для него двигательной установки совместно с НИИ-3.
Разработка планера была поручена А.Я. Березняку.
Созданием топливной системы и системы регулирования тяги занимался А.М. Исаев, ведавший двигательной группой КБ.
Для НИИ-3 была поставлена задача создания основного двигателя самолета с использованием в качестве топлива - азотной кислоты и керосина и применением вытеснительной подачи топлива.
Его главный конструктор Л.С. Душкин писал: "В окончательном виде двигатель должен был обладать регулируемой тягой в диапазоне 350-1110 кг, номинальной удельной тягой не менее 200 сек и ресурсом работы не менее 20 мин или длительностью разовой работы не менее 3 мин.
Такой двигатель создавался на базе конструкции двигателя "РДА-1-150" и имел обозначение - "Д-1-А-1100" (что означало "двигатель первый азотнокислый с номинальной тягой 1100 кг").
Создание его сопровождалось почти 10-кратным увеличением тяги, что явилось значительным шагом вперед на пути освоения более мощных ЖРД многоразового действия с глубоким диапазоном регулирования тяги. Это потребовало больших усилий в работе для преодоления ряда технических и производственных трудностей". (Ф. 133, оп. 2, д. 17, стр. 38)
Создание новых приборов легло на Бориса Евсеевича Чертока, он должен был разработать систему обнаружения противника и наведения для атаки и навигационные приборы для возврата на аэродром. По его словам, в 1940 году ему предлагали придумать систему наведения, которую получили зенитные ракеты только через десять лет.
Б.Е. Черток вспоминает, как в первый раз узнал о самолете БИ и увидел его проект: "На много раз перетертом чертеже были нанесены контуры маленького, благородных размеров планера. Размах крыла 6 метров, а длина от острого носа до хвоста всего 4,5 метра. Березняк сказал, что это принципиально новый ракетный самолет-перехватчик. В хвосте установлен жидкостный ракетный двигатель. Диаметр сопла всего 300 миллиметров. Вся масса не более 1500 кг. максимальная скорость 1000 км/ч, а может быть и больше. Все будет зависеть от тяги двигателя". (Ф. 36, оп. 3, д. 8, стр. 9)
Ставку разработчики делали на почти вертикальный старт, высокую скороподъемность - основное качество этого перехватчика. Они предполагали, что как только бомбардировщик противника окажется на расстоянии одной-двух минут полета, перехватчик взлетает и молниеносно атакует, имея почти двойное превосходство в скорости. Топлива хватает только на одну атаку. Двигатель работает не более двух-трех минут. Возвращение на аэродром и посадка в режиме планирования. При скорости бомбардировщика до 600 км/ч на высоте 5000 м перехватчик настигает его через минуту после взлета, если его пилот не потеряет цель.
Самый последний по времени проект истребителя-перехватчика с ЖРД получил одобрение В.Ф. Болховитинова и был включен в планы работ на правах факультативного в апреле 1941 г. и для небольшой бригады разработчиков эскизного проекта, которому уже присвоили индекс БИ, было выделено отдельное помещение.
Сразу же после начала войны Болховитинов пересмотрел все планы, решив прекратить работы над самолетами с поршневыми двигателями и форсировать работы над ближним перехватчиком с ЖРд.
Относительная простота его конструкции давала возможность осуществить массовое изготовление перехватчиков, используя низкосортные материалы и имеющиеся мощности, что делало реактивный самолет особенно ценным для условий военного времени.
Эскизное проектирование закончили за 12 дней. Самолет по проекту имел размах крыльев всего 6,5 метра, длину 6,4 метра, шасси полностью убиралось пневматическим приводом, взлетный вес составил 1650 кг, из них 710 кг - азотная кислота и керосин.
Уже в начале июля нарком А.И. Шахурин подготовил подробный приказ, в котором на постройку первого самолета для летных испытаний отводился один месяц. А в производстве не было еще ни одного чертежа.
В НИИ-3 экспериментальный двигатель пока развивал тягу не более 600 кг вместо требуемых по эскизному проекту 1100.
Б.Е. Черток вспоминает: "Хорошо, что конструкция самолета была цельнодеревянная. Строительство началось без детальных чертежей. Основные элементы вычерчивали в натуральную величину на фанере. Это была так называемая плазово-шаблонная технология. Столяры с ближайшей фабрики работали так, словно всю жизнь строили самолеты. Им требовались пожелания конструктора, а вовсе не чертежи. Но стальные баллоны для сжатого воздуха, прочные сварные баки для азотной кислоты и керосина, приборы, электрооборудование - все это требовало других сроков конструирования и изготовления".(Ф. 36, оп. 3, д. 97, стр. 8)
1 сентября 1941 г. с опозданием на пять дней относительно сроков приказа первый самолет БИ был отправлен в ЛИИ для начала летных испытаний. Фактически это был не самолет, а планер. Двигателя еще не было.
Испытания планера были поручены летчику-испытателю Б.Н. Кудрину и начались с пробежек по аэродрому за самолетом-буксировщиком.
В ходе доработки планера Болховитинов дал указание нарастить руль поворота, по задней кромке поставить две шайбы на горизонтальное оперение и увеличить обтекатель. На фотографиях 1942 года хорошо видны эти изменения. (Ф. 133, оп. 1, д. 359-363)
После проведенных доводок, летчик Б.Н.Кудрин взлетел на планере без двигателя и пушек на буксире бомбардировщика ПЕ-2. На высоте 3000 метров он отцепился и перешел в режим планирования.
Всего было сделано 15 таких полетов. Летчики, управлявшие планером, подтвердили, что после выключения ракетного двигателя перехватчик с высоты 3000-5000 м может вернуться на свой или ближайший аэродром в режиме планирования.
16 октября 1941 года началась массовая эвакуация из Москвы. 25 октября завод 293 покинул Химки и только 7 ноября прибыл в поселок Билимбай в шестидесяти км западнее Свердловска, где КБ продолжило работы по самолету.
В 1942 году первоочередной задачей КБ стало получение надежной двигательной системы для самолета БИ. Дело в том, что в НИИ-3 весной 1942 г. родился свой проект истребителя-перехватчика с комбинированной силовой установкой, состоящей из двухкамерного ЖРД с первой в стране турбонасосной системой подачи и двух прямоточных ВРД - самолета 302. Поэтому группа Душкина в некотором смысле потеряла интерес к доводке двигателя для БИ-1.(Научно-технический сборник "Пионеры ракетной техники", М., 1999 г., стр. 27)
Двигатель и двигательная установка для самолета БИ требовали совместной (двигательной группой А.М. Исаева и отделом ЖРД НИИ-3) отработки в процессе испытаний, позволяющей принять решение о допуске к полету. Создатели двигателя командировали в Билимбай для работы на испытаниях ведущего инженера А.В. Палло.
А.В. Палло вспоминает: "КБ Душкина расположилось в самом Свердловске, а завод Болховитинова расположился в поселке Билимбай, в здании, по-моему, еще екатерининских или петровских времен, разрушенного завода, но который был восстановлен в меру возможностей для проведения работ, и там мы в дальнейшем продолжали испытания двигателя, новой двигательной установки. Работали мы в очень трудных условиях. Прежде всего, это были сильные морозы, а мы в такой легкой загородочке, только чтобы от ветра скрыться. Но задача была поставлена, и ее надо было выполнять".(Ф. 99, оп. 10зв., ед. хр.872-1)
Командование НИИ ВВС, который расположился на аэродроме Кольцово под Свердловском, выделило для летных испытаний нового испытателя Г.Я. Бахчиванджи.
В конце января 1942 году стенд для огневых испытаний двигателя был введен в строй. Испытание 20 февраля 1942 года едва не окончилось трагедией в день рождения летчика-испытателя. Произошла серьезная авария в момент отработки запуска двигателя.
Вот как спустя 45 лет рассказал об этом А.В. Палло, больше всех пострадавший в результате этой аварии: " Перед этим я сам запускал двигательную установку на стенде порядка трех раз, все было нормально, Бахчиванджи стоял рядом со мной, смотрел, какие операции я произвожу. Затем он сел в кабину, я встал рядом, он производит запуск, операция запуска происходит нормально, двигатель выходит на нормальную тягу, и буквально через три-четыре секунды раздается взрыв. Двигатель взрывается, сопловая часть отлетает далеко на заснеженный пруд, камера сгорания ударяет по баллонам с кислотой, головная часть ударяет по спинке кресла пилота, срывает болты соединения, и Бахчиванджи ударяется о передний крюк замера динамометра тяговых усилий, а меня полностью всего обливает азотная кислота, захлеставшая под давлением из разорванных трубопроводов". (Ф. 99, оп. 10зв., ед. хр.872-1)
Следы этого ожога остались у А.В. Палло на всю жизнь.
Вопрос о продолжении работ стоял очень остро, но стенд был восстановлен, на нем установили новый двигатель, успешно прошли наземные испытания, и самолет был отправлен на аэродром Кольцово для проведения летных испытаний, там прошли пробежки и пролеты.
Впервые прозвучала команда не "от винта", а "от хвоста". (Ф. 99, оп. 27зв., ед. хр.1326-8) В.Ф. Болховитинов вспоминал:" Для нас, стоявших на земле, этот взлет был необычным. Непривычно быстро набирая скорость, самолет через 10 секунд оторвался от земли и через 30 секунд скрылся из глаз. Только пламя двигателя говорило о том, где он находится. Так прошло несколько минут. Не скрою, у меня затряслись поджилки. Наконец, Бахчиванджи возвратился и сел на аэродром.
Посадка получилась жесткой, одна стойка шасси подломилась, колесо отскочило и покатилось по аэродрому.
Для летчика это тоже был не просто первый полет на новом самолете, но полет на аппарате новых непривычных качеств, которые потребовали от него убыстрения всех действий и мышления в силу кратковременности полета и сильно возросших ускорений движения. Машина вела себя совершенно не так, как другие самолеты того времени, из-за этого летчик не полностью выполнил заданную программу, но главным было то, что он осуществил этот полет и благополучно возвратился.
Все почувствовали, что совершен полет в новое, проложен новый путь в еще неизведанные области, положено начало новому этапу развития летательных аппаратов - эре ракетных полетов". (Ф. 99, оп. 6зв., ед. хр.479-4)
(Уточним, весь полет продолжался 3 мин 9 сек, за 60 сек была достигнута высота 840 метров, при максимальной скорости 400 км/ч и максимальной скороподъемности 23 м/с.(Ф. 99, оп. 27зв., ед. хр.1326-8)
Давая оценку этому событию, Председатель государственной комиссии по первому полету БИ-1 В.С. Пышнов отмечал, что этот полет открыл эру реактивной авиации, это первый боевой истребитель, который самостоятельно осуществил взлет, посадку, боевое маневрирование и полностью прошел Государственные испытания.
Всего было осуществлено 7 полетов. Второй полет Бахчиванджи совершил только 10 января 1943 года на втором экземпляре самолета БИ. ЖРД был отрегулирован на тягу 800 кг. За 63 секунды была достигнута высота 1100 метров на скорости 400 км/с. Приземление на лыжи прошло благополучно. Третий полет был поручен подполковнику К. Груздеву, начальнику летной группы НИИ ВВС. Последующие полеты вновь совершал Бахчиванджи. От полета к полету увеличивались тяга ЖРД, высота полета и скороподъемность.
Интересно замечание В.П. Мишина о технике безопасности, вернее об ее полном отсутствии. Азотную кислоту для заправки двигателей поставляли в Кольцово в бутылях. Из бутылей ее без рукавиц переливали в емкости, из которых потом заправляли баллоны истребителя. (Ф. 99, оп. 6зв., ед. хр.479-3)
Заданием для седьмого полета было достижение максимальной скорости до 1000 км/ч (80% от скорости звука) в горизонтальном полете, что было в полтора раза выше рекордных скоростей того времени.
В.П. Мишин, очевидец этого события, вспоминал, как 27 марта 1943 года Бахчиванджи произвел взлет, сделал два разворота, на прямолиней ном участке вышел на максимальную скорость, после чего самолет неожиданно вошел в крутое пике и, не выходя из него, воткнулся в землю на границе аэродрома. Когда подъехали к месту трагедии, там практически ничего не осталось, самолет был цельнодеревянный, поэтому сгорело все. (Там же)
Существовало несколько версий произошедшего. Специальная комиссия, расследовавшая катастрофу БИ, не смогла определить истинную причину.
По точному замечанию Б.Е. Чертока, "история ракетной техники породнила Бахчиванджи и Гагарина. Оба взлетели, оторвавшись от земли ракетным двигателем. Оба погибли в авиационных катастрофах в возрасте 34 лет, и оба - 27 марта. В обоих случаях аварийные комиссии, разнесенные по времени на 25 лет, не установили истинных причин гибели летчиков". (Ф. 36, оп. 3.,д. 100, стр. 41)
Безусловно, что гибель летчика повлияла на дальнейшую судьбу самолета. В Свердловске полеты на БИ были прекращены. Затем после возвращения в Москву коллектив продолжил работу над истребителем с усовершенствованным двигателем Исаева. Его первый ракетный двигатель получил наименование РД-1 и стал родоначальником всех последующих двигателей, выходивших из ОКБ Исаева. Работы на Московском море проводил А.Я. Березняк. Но до серийного производства самолета БИ дело не дошло.
Тем не менее работы над первым реактивным истребителем явились плацдармом для дальнейшего развития авиационой техники.