Игорь Чутко - Красные самолеты
А конструкция самолета получилась необыкновенно легкой потому, что в ней были применены в наивыгоднейшем сочетании тонкостенные детали из разных сталей, нержавеющей и хромомолибденовой. Очень тонкие стенки этих деталей удалось соединить точечной электросваркой, хотя раньше специалисты были уверены, что стали эти друг с другом не свариваются.
До Бартини построить такой самолет никто не догадался, хотя все три находки никак нельзя было назвать открытиями, ранее науке неизвестными. Шасси на одном колесе? Бартини всего лишь использовал на суше опыт морской авиации (разумеется, переосмыслив этот опыт): с одной опоры взлетают и на одну опору садятся «летающие лодки». Убирающееся шасси? И до этого были в авиации поднимаемые шасси, назад отводимые, появилось уже и полностью убираемое – у пассажирского ХАИ-1 в 1932 году…[4] Что вода, кипя и испаряясь, отнимает тепло у сосуда, в который налита, не дает ему нагреться выше температуры кипения, что пар, попадая на холодные стенки конденсатора, оседает на них каплями, вновь превращается в воду, тоже не было новостью.
И только проблема сварки сталей разных марок потребовала сложного научного решения. Хотя опять-таки задумались об этом конструкторы не впервые.
Еще в начале века К.Э.Циолковский разработал дирижабли с оболочкой из гофрированных железных листов, потом из стальных. По расчетам, такая оболочке могла быть очень тонкой и легкой, потому что сталь была тогда самым прочным материалом. Но соединить такие листы не удавалось, их слишком тонкие кромки сминались и рвались под болтами и заклепками. А точечную электросварку в то время еще не изобрели. Даже в конце 20-х годов конструкторы ее еще не знали. В Англии, куда специальная древесина и дюраль ввозились из других стран (а в случае войны, морской блокады импорт был бы затруднен), некоторые фирмы пытались заменить эти материалы сталью, но тоже без сварки, и также успеха не добились.
В те годы у нас в Военно-воздушной академии имени Н.Е.Жуковского начались опыты по точечной электросварке тонкостенных стальных конструкций. Затем в НИИ ГВФ появился Отдел опытного самолетостроения, руководил им один из соратников А.Н.Туполева, главный конструктор Александр Иванович Путилов. В этом отделе в 1930—1933 годах были построены два пассажирских самолета, «Сталь-2» и «Сталь-3», оба они пошли в серийное производство, в эксплуатацию, а «Сталь-3» летал на линиях ГВФ до самой войны. Самолеты эти были легкие, соединения тонкостенных деталей – сварные, точечные.
Оставалось сделать еще один шаг на этом пути: объединить в одной сварной конструкции лучшие свойства разных сталей – прочность, пластичность, стойкость против коррозии и т. д. Наивыгоднейшую комбинацию свойств давали хромомолибденовая и нержавеющая стали.
Но сваривать их надо было по-разному. Нержавеющую – быстро, коротким электрическим «ударом» большой силы, иначе, если процесс чуть-чуть затягивался, из капли расплава успевали выпасть некоторые вещества, делающие сталь нержавеющей, и в сварном шве она становилась обычной. А хромомолибденовую надо было, наоборот, варить медленно, слабым током, дающим относительно низкую температуру, иначе перегретая сварная точка, быстро охлаждаясь на воздухе, перекаливалась, делалась хрупкой и шов рвался. Противоположные требования делали эти режимы сварки несовместимыми.
В беседе с молодыми инженерами Р.Л.Бартини сказал как-то, что один из первых пароходов, ходивших по Неве, всем был хорош, рационален, изящен – русские кораблестроители всегда отличались мастерством – только труба у него была почему-то кирпичная. И никому эта несуразица в те времена не резала глаз. Видимо, на основании долгого заводского опыта считалось, что у паровой машины труба должна быть обязательно из кирпичей.
Этот разговор с Бартини вспомнил, выступая перед историками техники, известный в прошлом авиаконструктор И.Ф.Флоров. Вспомнил к тому, что сам Бартини обладал удивительным по остроте инженерным зрением, способностью замечать «кирпичные трубы» там, где они вовсе не обязательны, но никому другому почему-то не бросались в глаза, и из вроде бы общеизвестных научных истин делать совершенно неожиданные практические выводы.
Так было и со сваркой хромомолибденовой и нержавеющей стали. Бартини и инженер Сергей Михайлович Попов разработали новую технологию: сначала давали сильный, но такой короткий ток, что хромомолибденовая сталь не успевала перегреться, затем через реостат снижали его до температуры, при которой из нержавеющей стали вещества не выпадали. И в итоге нержавеющая и хромомолибденовая стали сваривались без внедрении в эту технологию каких-либо открытий. Регулирование процесса, своевременные смены режимов были переданы автоматике (человек с этим не справился бы), протекали они в сотые доли секунды, так что не вид и на слух ничего особенного в этой сварке не было. Машина работала как всегда, медные электроды сжимали края деталей, сшивали их точками: тик-тик-тик-тик… Точка – точка – точка… А что в ее стрекотании после каждого короткого «тик» было еще чуть более долгое «та-ак» – этого не улавливали даже самые опытные сварщики. Один из них и сейчас работает в том же цехе и до сих пор считает, что нужный режим сварки был тогда просто подобран вслепую. Пробовали, пробовали – и нащупали…
3
Разумеется, тупик был преодолен главным образом не технический, поскольку в самолете «Сталь-6» была использована в основном уже имевшаяся техника, а психологический. И то зашли в него лишь некоторые специалисты. Другие в те же годы стремились преодолеть рубеж в 400 километров в час независимо от Бартини – хотя бы потому, что не знали об этой его работе. Например, в 1933—1934 годах появились принятые потом на вооружение ВВС Красной Армии И-14 (АНТ-31 бис) А.Н.Туполева и П.О.Сухого, знаменитый И-16 Н.Н.Поликарпова, скоростные истребители за границей и т. д. Успешный поиск этих конструкторов сразу облегчал другим борьбу с теоретически вычисленными «невозможно», приводил к важным решениям. Так, в результате обсуждения «Стали-6» в Наркомтяжпроме была приобретена лицензия на авиадвигатели «Испано-Сюиза», организовано их производство и дальнейшее совершенствование в ОКБ генерального конструктора В.Я.Климова.
На том же совместном совещании представителей Наркомвоенмора и Наркомтяжпрома Г.К.Орджоникидзе предложил одобрить исследовательскую деятельность конструктора Бартини, но теперь поручить ему разработку уже настоящего, не экспериментального истребителя (на экспериментальном не было некоторых важных для боевого истребителя агрегатов, прежде всего вооружения), положив в основу «Сталь-6». По этому заданию в ОКБ НИИ ГВФ был спроектирован истребитель «Сталь-8» с максимальной скоростью 630 километров в час, то есть с новым, еще большим скачком скорости – в целых 200 километров… Но, к сожалению, достроить «Сталь-8» не удалось, в конце 1934 года работа над ним остановилась. Аэрофлот, как организация гражданская, считал, что военная тема ему ни к чему, а Глававиапрому ее не поручили… Имелось тут, правда, и одно техническое соображение. Утверждали, что испарительная система охлаждения мотора слишком уязвима в бою: достаточно одной пулевой пробоины, чтобы весь пар вышел. Но можно было, например, разделить систему на отсеки. Способ этот также давно известен в кораблестроении, заново здесь изобретать нечего. А может, и на отсеки конденсатор делить не пришлось бы: степень уязвимости испарительной системы охлаждения, не разделенной на отсеки, была проверена на «Стали-6» в нескольких испытательных полетах. В конденсаторе вырезали кусок обшивки, и оказалось, что пар из этой большой «пробоины» в полете не выходит, воду система не теряет. Наоборот, воздух туда засасывается, так как в системе образуется вакуум. Летал А.Б.Юмашев – каждый раз дольше чем по полчаса.
А выигрыш в скорости получился бы гигантский для тех лет. Скоростей 630—650 километров в час наши серийные истребители достигли лишь в 1939—1940 годах, с такими примерно скоростями они летали в начале войны. Первым у нас за этот рубеж вышел ракетный БИ-1 А.Я.Березняка и А.М.Исаева в 1942 году.
В 1934 году «Сталь-6» была в НИИ ГВФ показана Комиссии Коминтерна – как отчет Роберта Бартини в верности клятве. От Италии в комиссию входили один из основателей ИКП Эджидио Дженнари и писатель Джованни Джерманетто.
4
У Бартини было много книг на разных языках, в основном по естественнонаучным знаниям. Книги – единственное, кажется, что он хранил в относительном порядке, стеллажи в коридоре даже укрыл пленкой от пыли. А «ценных» вещей в этой квартире не было; вот разве что несколько искусно сделанных моделей самолетов и гипсовый бюст под старую бронзу на деревянной дорической колонке – портрет Бартини, подарок Андрея Петровича Файдыш-Крандиевского. А.П.Файдыш лепил Королева, Циолковского; как всякий художник, пристрастно искал в своих моделях наиболее ему самому интересные и близкие черты их характеров. У его «авиаконструктора Бартини» спокойное лицо, сжатый, непривыкший к смеху рот, сдвинутые брови с крутым переломом… Бартини был красив, «по-римски» красив, и в самом деле редко смеялся. А вот что касается спокойствия, то тут, опять скажу, проявлялась не столько его природа, сколько выработанное умение загонять вглубь свои порывы, не давать им воли хотя бы на службе. (Дома я его впоследствии не раз видел расстроенным, даже обозленным. Ему всегда бывало неловко, что он не сумел сдержаться; и я спрашивал: «Вы устали?» – «Немножко…»)
