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.
Экспериментальный, первый истребитель-перехватчик с ЖРД - жидкостно-реактивным (ракетным) двигателем.
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.
В 1940 г. они посетили Реактивный научно-исследовательский институт, где
познакомились с конструктором-двигателистом Леонидом Степановичем Душкиным, который
руководил работами над ЖРД для стартового ускорителя реактивного истребителя « »,
создававшегося тогда в институте.
Уже на этапе эскизного проектирования им удалось решить ряд
технических задач. Самолет А.Я.Березняка и А.М.Исаева первоначально проектировался под двигатель с тягой 1400 кгс и с турбонасосной подачей топлива в камеру сгорания, но затем с целью сокращения времени создания самолета более сложная,
тяжелая и нуждавшаяся в доводке турбонасосная подача топлива была заменена более простой и доведенной вытеснительной подачей с использованием сжатого до 145-148 атм воздуха из бортовых баллонов емкостью 115 л.
За счет этого предполагалось уменьшить размеры машины, улучшить ее разгонные
характеристики. Этот вариант самолета с двигателем Д-1А стал основным и получил обозначение
«БИ»; он выполнялся по обычной в то время схеме одноместного свободнонесущего низкоплана в основном деревянной конструкции.
С началом войны они предложили Болховитинову подать проект постановления.
Было послано письмо от РНИИ и завода, которое подписали 7 участников, в том числе
конструкторы самолета Березняк и Исаев, конструктор двигателя Душкин, директор
завода Болховитинов и главный инженер института Костиков. Письмо было отправлено
9 июля 1941 г., и вскоре все были вызваны в Кремль. Предложение было одобрено, принято,
А.И.Шахуриным и А.С.Яковлевым был
составлен проект постановления, которое через несколько дней (в августе) было утверждено.
Постановлением ГКО, подписанном Сталиным, КБ Болховитинова поручалось в кратчайший
срок (35 дней, вместо трех месяцев, как хотели А.Я.Березняк и А.М.Исаев) создать истребитель-перехватчик с ЖРД, а НИИ-3 во главе с А.Г.Костиковым -
двигатель РДА-1-1100 для этого самолета. На его основе был уточненный приказ по НКАП.
В задачу КБ Болховитинова входило создание топливных баков и системы
питания ЖРД по принципиальной гидравлической схеме НИИ-3, а задачей КБ
Душкина (в составе НИИ-3) было обеспечение переменного режима работы двигателя от 400
до 1100 кг тяги при многократном запуске.
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.
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.
Дефицит времени заставил отрабатывать двигатель сразу по самолетной
схеме на стенде в КБ Болховитинова, минуя этап автономных испытаний двигателя. Эти
испытания начались уже в сентябре 1941 года. В основном доводилась надежность системы запуска двигателя.
По требованию заместителя наркома авиационной промышленности по опытному самолетостроению А.С.Яковлева, планер самолета
«БИ» был подготовлен к исследованиям в натурной аэродинамической трубе ЦАГИ. Продувки
«БИ» проводились под руководством Г.С.Бюшгенса и А.Л.Райха. Сразу после завершения аэродинамических исследований начались летные испытания самолета
«БИ» в планерном варианте на буксире за самолетом Пе-2. Летчик Б.Н.Кудрин в 15 полетах снял все основные летные характеристики
«БИ» на малых скоростях. Испытания подтвердили, что все аэродинамические данные самолета, характеристики устойчивости и управляемости соответствуют расчетным. До эвакуации большего сделать не удалось.
16 октября 1941 г. руководство приняло решение об эвакуации КБ и завода Болховитинова на Урал.
На следующий день стенд был демонтирован, вся материальная часть и документация
отправлены в Свердловск (Екатеринбург). Туда же в 20-х числах октября были эвакуированы НИИ-3 вместе с КБ Душкина.
После перебазирования на Урал работы над созданием самолета БИ
продолжились в декабре 1941 года в небольшом поселке Билимбай (60 км от Екатеринбурга). КБ
и заводу Болховитинова была отведена территория разрушенного временем
литейного завода, где в чрезвычайно трудных условиях и в короткий срок были выполнены
восстановительные работы. Для продолжения отработки самолетной двигательной
установки на берегу прилегающего к заводу водоема, на бывшей плотине, построили
фанерную времянку, в которой разместили стенд-люльку. От РНИИ испытаниями руководил
Палло, а от ОКБ - Росляков.
Вместо заболевшего летчика-испытателя Б.Н.Кудрина
командование ВВС направило капитана Г.Я.Бахчиванджи .
20 февраля 1942 года при запуске двигателя на испытательном стенде,
несмотря на грамотные действия Бахчиванджи, произошел... взрыв. Струя
азотной кислоты под давлением облила лицо и одежду Арвида Палло. При взрыве головка
двигателя сорвалась с креплений, пролетела между баками азотной кислоты, ударилась о
бронеспинку сиденья пилота и сорвала крепежные болты. Бахчиванджи ударился
головой о доску приборов.
В марте 1942 года стенд был восстановлен, в систему питания ЖРД были
внесены изменения. На летном экземпляре двигателя провели контрольные
гидравлические и 14 огневых испытаний, из которых 3 заключительных провел Г.Я.Бахчиванджи.
25 апреля самолет был переправлен из Билимбая в Кольцово (НИИ ВВС). 30 апреля
провели 2 контрольных запуска двигателя (первый - Палло, второй - Бахчиванджи). Начались
работы по подготовке БИ к полету.
Для первого полета истребителя «БИ» (иногда обозначавшегося как БИ-1) была создана Государственная комиссия под председательством В.С.Пышнова. В комиссию вошли также В.Ф.Болховитинов, начальник НИИ ВВС П.И.Федоров, ведущий инженер по самолету
«БИ» от НИИ ВВС М.И.Таракановский, ведущий инженер по двигателю А.В.Палло. Ведущим летчиком был назначен летчик-испытатель НИИ ВВС Г.Я.Бахчиванджи.
Первый полет на истребителе «БИ» летчик Г.Я.Бахчиванджи выполнил 15 мая 1942 г.
Взлетная масса самолета в первом полете была ограничена 1300кг, а двигатель отрегулирован на тягу 800 кгс. Полет продолжался 3 мин 9 с. Самописцы зафиксировали максимальную высоту полета 840 м, скорость 400 км/ч, скороподъемность - 23 м/с. В послеполетном донесении летчик-испытатель отмечал, что полет на самолете
«БИ» в сравнении с обычными типами самолетов исключительно приятен: перед летчиком нет винта и мотора, не слышно шума, выхлопные газы в кабину не попадают; летчик, сидя в передней части самолета, имеет полный обзор передней полусферы и значительно лучший, чем на обычном самолете, обзор задней полусферы; расположение приборов и рычагов управления удачное, видимость их хорошая, кабина не загромождена; по легкости управления самолет превосходит современные ему истребители.
По оценке Государственной комиссии - «Взлет и полет самолета БИ-1 с ракетным двигателем,
впервые примененным в качестве основного двигателя самолета, доказал возможность практического осуществления полета на новом принципе, что открывает новое
направление развития авиации». Этот полет был первым в мире полетом истребителя-перехватчика с ЖРД, спроектированным для выполнения задач, присущих этому классу самолетов, и соответствующим образом вооруженным. За рубежом к маю 1942 г. летали только экспериментальные самолеты с ЖРД без вооружения (Хейнкель 176 и
DFS 194 - прототип ракетного истребителя Мессершмитт 163В , Gloster G.40 (Англия)).
В связи с износом конструкции планера первого опытного самолета (главным образом от воздействия паров азотной кислоты) последующие летные испытания самолета
«БИ» проводились на втором (БИ-2) и третьем опытных самолетах, отличавшихся от первого только наличием лыжного шасси. Одновременно было принято решение начать постройку небольшой серии самолетов
«БИ-ВС» для их войсковых испытаний. От опытных самолетов «БИ-ВС» отличались вооружением: в дополнение к двум пушкам под фюзеляжем по продольной оси самолета перед кабиной летчика устанавливалась бомбовая кассета, закрытая обтекателем. В кассете размещалось десять мелких бомб массой по 2,5 кг, обладавших большой взрывной силой. Предполагалось, что эти бомбы будут сбрасываться над бомбардировщиками, идущими в боевом строю, и поражать их ударной волной и осколками.
Второй полет опытного самолета «БИ-2» состоялся 10 января 1943 г. За короткий срок на нем были выполнены четыре полета: три летчиком Г.Я. Бахчиванджи и один
(12 января) летчиком-испытателем К.А.Груздевым . В этих полетах были зафиксированы наивысшие летные показатели самолета
«БИ» - максимальная скорость до 675 км/ч (расчетная 1020 км/ч на высоте 10 000 м), вертикальная скороподъемность 82 м/с, высота полета 4000 м, время полета 6 мин 22 с, продолжительность работы двигателя 84 с.
В полете Груздева при выпуске шасси перед посадкой оторвалась одна лыжа, но он
благополучно посадил самолет. В воспоминаниях А.В.Палло имеется колоритное высказывание Груздева после полета на БИ: «И быстро, и страшно, и очень позади. Как черт на метле».
Полет на БИ 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.
Шестой и седьмой полеты выполнялись Г.Я.Бахчиванджи на третьем опытном самолете
(БИ-3). Задание летчику на седьмой полет, состоявшийся 27 марта 1943 г, предусматривало доведение скорости горизонтального полета самолета до 750 - 800 км/ч по прибору на высоте 2000 м. По наблюдениям с земли, седьмой полет, вплоть до конца работы двигателя на 78-й секунде, протекал нормально. После окончания работы двигателя самолет, находившийся в горизонтальном полете, опустил нос, вошел в пикирование и под углом около 50° ударился о землю. Комиссия, расследовавшая обстоятельства катастрофы, в то время не смогла установить подлинные причины перехода в пикирование самолета
«БИ». Но в своем заключении она отмечала, что еще не изучены явления, происходящие при скоростях полета порядка 800-1000 км/ч. По мнению комиссии, на этих скоростях могли появиться новые факторы, воздействующие на управляемость, устойчивость и нагрузки на органы управления, которые расходились с принятыми в то время представлениями, а следовательно, остались неучтенными.
В 1943 г. в эксплуатацию была пущена аэродинамическая труба больших скоростей Т-106 ЦАГИ. В ней сразу же начали проводить широкие исследования моделей самолетов и их элементов при больших дозвуковых скоростях. Была испытана и модель самолета
«БИ» для выявления причин катастрофы. По результатам испытаний стало ясно, что
«БИ» разбился из-за неучтенных при проектировании самолета особенностей обтекания прямого крыла и оперения на околозвуковых скоростях и возникающего при этом явления затягивания самолета в пикирование, преодолеть которое летчик не мог.
После гибели Г.Я.Бахчиванджи недостроенные 30 - 40 самолетов
«БИ-ВС» были уничтожены, но работы по этой теме продолжались еще некоторое время. С целью изучения возможности увеличения продолжительности полета ракетного истребителя-перехватчика типа
«БИ», составлявшего всего 2 мин, в 1943-1944 гг. рассматривалась модификация этого самолета с прямоточными воздушно-реактивными двигателями на концах крыла. На
шестом экземпляре (БИ-6) установили 2 ПВРД. Самолет испытали в натурной аэродинамической
трубе ЦАГИ Т-101 весной 1944-го, но дальше трубных экспериментов дело не пошло. Была попытка - незавершенная - на
одном из самолетов сделать кабину герметической путем оклейки всех швов резиновыми полосками.
В январе 1945 г., по возвращении в Москву, на самолете «БИ» с лыжным шасси и двигателем РД-1 А.М.Исаева, являвшимся развитием двигателя Д-1А-1100, летчик Б.Н.Кудрин выполнил два полета.
В одном из этих полетов при взлетной массе самолета 1800кг и скорости 587 км/ч вертикальная скорость
«БИ» у земли составила 87 м/с. При полетах БИ-7, отличавшегося от остальных БИ формой зализов крыла и
наличием на моторных капотах обтекателей дугового пускача, возникла вибрация и тряска хвостового оперения. Чтобы выяснить причины этих явлений, по
аналогии с компоновкой БИ-7 были модифицированы БИ-5 и БИ-6. В марте - апреле 1945 года проводились их летные испытания в планерном варианте (т.е. без включения ЖРД).
В качестве буксировщика использовался бомбардировщик B-25J. БИ-5 испытывался с лыжным шасси, а БИ-6 - с обычным колесным.
Никакой тряски или вибрации на них выявить не удалось. Судя по всему, эти полеты были последними для истребителей БИ, так как
вскоре работы по данной тематике свернули. Для проведения различных испытаний было построено 9 самолетов «БИ».
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.
Источники информации:
- История конструкций самолетов в СССР(1938-50), т.2 / В.Б.Шавров /
- «Самолеты страны Советов» / «Multimedia service», 1998, CD-ROM /
- «Последние БИ» / Вестник воздушного флота, 3-4 1996 /
- Четыре встречи с Арвидом Палло / А.Локтев, «Вестник» №18(225), 31 августа 1999 /
- Полет в реактивную эру. В.Мишин / Авиация и космонавтика /
- BI-1/.../BI-7, A.Ya.Bereznyak/ A.M.Isaiev / A.Savin"s RAM /
- Bereznyak-Isayev BI rocket jet interceptor / Venik"s Aviation Page /
БИ-1
Впервыеидею создания самолета-ракеты еще в конце XIX века выдвинул и теоретическиобосновал основоположник космонавтики К.Э.Циолковский. В конце 1930-х годов,благодаря развитию науки и техники, появилась возможность начать практическоеосуществление этой идеи. В Советском Союзе был создан ряд жидкостно-реактивныхдвигателей (ЖРД), которые применялись на ракетах.
28февраля 1940 года состоялся первый полет ракетоплана РП-318-1 – первогосоветского реактивного пилотируемого летательного аппарата. Он включал планерСК-9, созданный С.П.Королевым в 1935 году, и экспериментальный ракетныйдвигатель РДА-1-150 конструкции Л.С.Душкина и В.П.Глушко, установленный подхвостовым оперением. После успешных летных испытаний было принято решение осоздании ракетных двигателей с большей тягой.
Осенью1940 года А.Я.Березняк, начальник бригады механизмов ОКБ В.Ф.Болховитинова вРеактивном научно-исследовательском институте (РНИИ) ознакомился с работами КБЛ.С.Душкина и образцами ЖРД. Его внимание привлек двигатель Д-1-А-110,предназначавшийся в качестве стартового ускорителя для перспективногоистребителя «З02». В инициативном порядке А.Я.Березняк и начальник бригадыдвигателей А.М.Исаев приступили к разработке эскизного проекта ракетногоистребителя-перехватчика с этим двигателем.
Сначалом войны В.Ф.Болховитинов привлек к работе над самолетом все КБ. 9 июля1941 года эскизный проект с пояснительной запиской был отправлен И.В.Сталину ив августе Государственный Комитет Обороны принял решение о срочной постройкеперехватчика, который был необходим частям ПВО Москвы. Согласно приказу поНародному комиссариату авиапромышленности, на изготовление машины отводилось 35дней.
Самолет,получивший название БИ (Березняк – Исаев, или ближний истребитель), строилипочти без детальных рабочих чертежей, вычерчивая на фанере его части внатуральную величину. Малые размеры самолета облегчали эту задачу.
Вцелях сокращения времени создания перехватчика, 1 сентября опытный экземплярсамолета был отправлен на испытания, параллельно велись работы по доводкесиловой установки.
Планерсамолета (без двигателя и вооружения) буксировался бомбардировщиком Пе-2.Прежде всего были начаты пробежки и подлеты, а затем совершено пятнадцатьполетов с последующим планированием с высоты 3000 м. Были провереныуправляемость машины, ее посадочные свойства. Будущий перехватчик припоявлении самолета противника должен был быстро взлететь и, обладая высокойскороподъемностью и скоростью, догнать и уничтожить неприятеля с первой атаки,затем с остановившимся двигателем, используя запас высоты и скорости,достигнутых за время полета, спланировать на посадку.
Однаковсе работы были прерваны в связи с эвакуацией КБ и РНИИ на Урал в октябре 1941года. Там, с целью отладки работы систем ЖРД, смонтировали наземный стенд –фюзеляж БИ с камерой сгорания, баками и трубопроводами.
Квесне 1942 года программа наземных испытаний была завершена. Летные испытанияуникального истребителя поручили капитану Г.Я.Бахчиванджи, предварительноосвоившему управление системами на стенде. 15 мая 1942 года он совершил первыйполет на самолете БИ с ЖРД.
Особенностиближнего истребителя, использующего для полета новый, реактивный принципдвижения, требовали новой организации испытаний. С каждым последующим полетом,в соответствии с программой испытаний, за счет увеличения запаса компонентовтоплива росли взлетный вес истребителя, длительность работы двигателя, высота искорость полета. Тяга ЖРД регулировалась при подготовке к полету лишь внезначительных пределах вблизи своего максимального значения. Разворот,планирование и приземление выполнялись при нулевой тяге, то есть состановившимся двигателем. На старт самолет буксировался тягачом иустанавливался в направлении полета.
Полетыпроходили без летных происшествий, лишь при посадках случались незначительныеповреждения шасси. Но 27 марта 1943 года при разгоне до скорости 800 км/ч навысоте 2000 м третий опытный экземпляр самопроизвольно перешел в пикирование иврезался в землю неподалеку от аэродрома. Комиссия, расследовавшаяобстоятельства катастрофы и гибели летчика-испытателя Г.Я.Бахчиванджи, несмогла установить причины затягивания самолета в пике.
Какпозже выяснилось, причина катастрофы - неизвестный к тому времени эффект"затягивания в пикирование", присущий прямому (нестреловидному) крылуна скорости около 900 км/ч. Лишь спустя годы ученым удалось объяснить особенностиобтекания самолета воздушным потоком на околозвуковых скоростях и связанные сэтим изменения в поведении самолета.
ИспытанияБИ продолжались до апреля 1945 года. Было построено восемь самолетов.
Несмотряна полуторакратный перевес в скорости, из-за чрезмерно малой продолжительностиполета самолет БИ не мог быть принят на вооружение в качестве истребителя.Однако накопленный опыт пригодился при разработке истребителей с ЖРД, установкеЖРД на поршневых самолетах в качестве временных ускорителей и проектированииреактивных истребителей.
Почему БИ-1на большихскоростях затягивало в пикирование?
Для того, чтобы наглядно представить себеэто, рассмотрим две картинки.
На первой картинке (Рис.1) представлено обтекание крыла на низких скоростях:
И в зоне «А», и в зоне «В» скоростьпотока дозвуковая. Поэтому в соответствии
с законом Бернулли на участке «А»поток сжимается, скорость потока V
a растет, адавление P
a падает.
В самой верхней точке профиля(«С») скорость максимальна, а давление минимально.
Затем, по мередвижения потока к задней кромке, поток расширяется, скорость потока V
в уменьшается, а давление P
в увеличивается до первоначальных(перед крылом) значений.
Подъемная сила, создаваемая из-заразрежения над верхней поверхностью крыла, должна быть приложена на однойвертикали с центром тяжести (обеспечивается конструктивно) - вэтом случае нет никаких поворачивающих моментов и полет прямолинейный.
Теперь рассмотрим (Рис. 2) процессобтекания на скоростях, близких к скорости звука:
При скорости самолета, близкойк скорости звука, из-за разгона в области «А» скорость потока в верхней точке«С» может достичь скорости звука, т. е. V a = М. При этом образуетсятак называемый скачок уплотнения (светло-серый вытянутый овал нарисунке) и характер потока за ним принципиально меняется - онстановится сверхзвуковым. И характер дальнейшего обтекания подчиняетсякардинально иным закономерностям: при движении потока в области «В» онрасширяется, но при этом скорость потока V в не уменьшается, арастет! А давление P в в этой области так же не увеличивается,уменьшается! Таков уж характер сверхзвукового потока.
Разгон продолжается вплоть до заднейкромки крыла, где образуется еще один скачок уплотнения, в котором поток резко(скачком) уменьшается, а давление повышается до первоначальных значений(дозвукового потока перед крылом).
Так как зона пониженного давлениянад крылом становится больше, то равнодействующая подъемной силы (синяястрелка на схеме) смещается к задней кромке крыла. Центр тяжести жесамолета остается, само собой, на месте - в результате возникает вращающиймомент, опускающий нос самолета к земле и переводящий его в пикирование. Приэтом скорость самолета, естественно, начинает нарастать, что еще иусиливает данный эффект. Всё это усугубляется резким снижениемэффективности хвостового оперения классической схемы на околозвуковыхскоростях и действия рулей высоты оказывается недостаточно, чтобыпарировать момент на пикирование.
В результате самолет либо разбивается,либо разрушается в воздухе от чрезмерных аэродинамических нагрузок (флаттера).
http://velikvoy.narod.ru
Http://bobah-59.mylivepage.ru/wiki/120/381?last_page=go
Новейшие лучшие военные самолеты ВВС России и мира фото, картинки, видео о ценности самолета-истребителя как боевого средства способного обеспечить «господство в воздухе», была признана военными кругами всех государств к весне 1916 г. Это потребовало создания боевого специального самолета, превосходящего все остальные по скорости, маневренности, высоте и применению наступательного стрелкового вооружения. В ноябре 1915 г. на фронт поступили самолеты-бипланы Ньюпор II Вебе. Это первый самолет, построенный во Франции, который предназначался для воздушного боя.
Самые современные отечественные военные самолеты России и мира обязаны своим появлением популяризации и развитию авиации в России которому способствовали полеты русских летчиков М. Ефимова, Н. Попова, Г. Алехновича, А. Шиукова, Б. Российского, С. Уточкина. Стали появляться первые отечественные машины конструкторов Я. Гаккеля, И. Сикорского, Д. Григоровича, B.Слесарева, И. Стеглау. В 1913 г. совершил первый полет тяжелый самолет «Русский витязь». Но нельзя не вспомнить первого создателя самолета в мире - капитана 1-го ранга Александра Федоровича Можайского.
Советские военные самолеты СССР Великой Отечественной войны стремились поразить войска противника, его коммуникации и другие объекты в тылу ударами с воздуха, что обусловило создание самолетаов-бомбардировщиков способных нести большой бомбовый груз на значительные расстояния. Разнообразие боевых задач по бомбардировке неприятельских сил в тактическом и оперативной глубине фронтов привело к пониманию того факта, что их выполнение должно быть соизмеримо с тактико-техническими возможностям конкретного самолета. Поэтому конструкторским коллективам следовало решить вопрос специализации самолетов-бомбардировщиков, что и привело к возникновению нескольких классов этих машин.
Виды и классификация, последние модели военных самолетов России и мира. Было очевидно, что для создания специализированного самолета-истребителя потребуется время, поэтому первым шагом в этом направлении стала попытка вооружить уже существующие самолеты стрелковым наступательным оружием. Подвижные пулеметные установки, которыми начали оснащать самолеты, требовали от пилотов чрезмерных усилий, так как управление машиной в маневренном бою и одновременное ведение огня из неустойчивого оружия уменьшали эффективность стрельбы. Использование двухместного самолета в качестве истребителя, где один из членов экипажа выполнял роль стрелка, тоже создавало определенные проблемы, потому что увеличение веса и лобового сопротивления машины приводило к снижению ее летных качеств.
Какие бывают самолеты. В наши годы авиация сделала большой качественный скачок, выразившийся я значительном увеличении скорости полета. Этому способствовал прогресс в области аэродинамики, создания новых более мощных двигателей, конструктивных материалов, радиоэлектронного оборудования. компьютеризации методов расчетов и т. д. Сверхзвуковые скорости стали основными режимами полета истребителей. Однако гонка за скоростью имела и свои негативные стороны - резко ухудшились взлетно-посадочные характеристики и маневренность самолетов. В эти годы уровень самолетостроения достиг такого значения, что оказалось возможным приступить к созданию самолетов с крылом изменяемой стреловидности.
Боевые самолеты России для дальнейшего роста скоростей полета реактивных истребителей, превышающих скорость звука, потребовалось увеличить их энерговооруженность, повысить удельные характеристики ТРД, а также усовершенствовать аэродинамические формы самолета. С этой целью были разработаны двигатели с осевым компрессором, имевшие меньшие лобовые габариты, более высокую экономичность и лучшие весовые характеристики. Для значительного увеличения тяги, а следовательно, и скорости полета в конструкцию двигателя ввели форсажные камеры. Совершенствование аэродинамических форм самолетов заключалось в применении крыла и оперения с большими углами стреловидности (в переходе к тонким треугольным крыльям), а также сверхзвуковых воздухозаборников.