Дмитрий Соболев - Экспериментальные самолёты России. 1912-1941 гг.
Работы в этом направлении начались в 1935 г. на московском авиазаводе № 1 им. Авиахима под руководством инженера Авруцкого. Созданная при заводском аэроклубе инициативная группа конструкторов во внерабочее время разработала чертежи оборудования, которое изготовили рабочие, входившие в эту группу. Проведенный в аэроклубе эксперимент по переливу топлива из планера в самолёт показал, что всё работает нормально.
После этого приступили к созданию «летающей цистерны» на основе двухместного планера В.К. Грибовского Г-14. Она получила обозначение Г-14 ЦЛ-2А. В работе принимал активное участие конструктор планера, поддержавший идею заводчан. Предназначавшееся для перелива в самолёт топливо разместили в пяти баках: по два установили в консолях крыла и один — в фюзеляже на месте второй кабины. Буксировщик соединялся с планером дюритовым[60] шлангом, внутри которого был протянут трос, воспринимающий нагрузки во время полёта. Для соединения такого буксира к планеру и самолёту сконструировали специальные замки. Топливо подавалось самотёком, в это время планер должен был лететь выше буксировщика[61].
Осенью 1935 г. воздушный поезд в составе самолёта П-5 (пилот И.С. Баранов, командир поезда М. Кокошко и сцепщик М.Е. Захаров) и планера-топливовоза Г-14 ЦЛ-2 (пилот К.М. Венслав) совершил беспосадочный перелёт из Москвы в Коктебель дальностью 1524 км. Участок от Москвы до Курска происходил в условиях сильной болтанки, что послужило хорошей проверкой системы буксировки и перелива топлива. Всё прошло без происшествий, был установлен мировой рекорд дальности беспосадочного полёта планера на буксире. При посадке в баках самолёта оставалось топлива ещё примерно на 500 км полёта (перелёт был рассчитан на 2000 км, но из-за погодных условий маршрут пришлось сократить)[62]. Следовательно, использование планера-цистерны позволяло увеличить дальность полёта П-5 почти вдвое (нормальная дальность этого самолёта — 1100 км).
В конце 1935 г. в Таганрогском аэроклубе на основе планера Г-14 разработали проект летающей цистерны на тонну горючего. Планировалось переливать из неё в полёте бензин не только в буксировщик, но и в другие самолёты.
Во время Великой Отечественной войны велись опыты по заправке бомбардировщика Ил-4 от буксируемого им десантного планера А-7. Но эти работы выходят за хронологические рамки данной книги.
Итак, в СССР в довоенный период эксперименты по дозаправке в полёте показали, что такой метод возможен. Однако из-за ряда технических проблем они не перешли в стадию практического применения. Несколько больший размах опыты по передаче горючего с самолёта на самолёт получили за рубежом. В 1934 г. в Англии даже была основана коммерческая фирма «Флайт Рефьюлинг» («дозаправка в полёте»). В 1939 г. она 15 раз участвовала в заправке английских тяжёлых гидросамолётов, выполнявших трансатлантические рейсы в Америку. Начавшаяся война прервала эти работы. Идея дозаправки в полёте возродилась уже после войны, на новом техническом уровне.
Ракетные стартовые ускорители
Для горизонтального полёта самолёту необходимо, чтобы сила тяги его винта составляла не менее 1/10 веса аппарата. Однако при взлёте, учитывая силу трения колёс, этот параметр должен быть по меньшей мере вдвое больше. Но и при такой тяговооружённости взлёт с размокшего грунтового аэродрома оказывался невозможен, а бетонированных взлётно-посадочных в 1920-е годы в нашей стране ещё не было.
7 октября 1928 г. ленинградские изобретатели Вячеслав Иванович Дудаков и Вячеслав Александрович Константинов обратились в Комитет по изобретениям с предложением об использовании на самолётах стартовых ракет. Они писали: «Разбег самолётов (с большой весовой нагрузкой на 1 лошадиную силу) всегда очень длинен и продолжителен. Расчёты показывают, что применением ракет, отдача коих даёт добавочную силу тяги, арифметически складывающуюся с тягой, развиваемой винтомоторной группой, можно достичь значительного сокращения предвзлётного разбега самолёта (как сухопутного, так и гидро-), не превосходя при этом предельного ускорения… переносимого человеком»[63].
Размещение ракетных ускорителей взлёта на сухопутном самолёте и летающей лодке. Рисунок из заявки на изобретение Дудакова и Константинова.
Воспламенение ракетных ускорителей должно было осуществляться электрозапалом. Предполагалось, что по окончании горения ракеты будут автоматически сбрасываться.
В Управлении ВВС идею одобрили. В 1930 г. Дудакова для реализации его замыслов направили на работу в Газодинамическую лабораторию (ГДЛ) в Ленинграде, где занимались созданием и испытаниями ракет. По указанию командующего Ленинградским военным округом М.Н. Тухачевского в ГДЛ передали учебный биплан У-1 и выделили для опытов лётчика-инструктора С.И. Мухина и авиатехника А.А. Грицкевича.
В.И. Дудаков вспоминал: «Самолёт У-1 — биплан, деревянный, с полотняной обшивкой крыльев и фюзеляжа. Возникла проблема — какой РД (ракетный двигатель. — Д.С.) поставить в качестве ускорителя взлёта? Применение ЖРД исключалось, так как в 1930 году не было надёжно действующих ЖРД. Кроме того, оборудование ЖРД очень сложно и трудно в эксплуатации. Поэтому в качестве ускорителя был принят РД на твёрдом топливе. Применение пороха на твёрдом растворителе, предложенного Н.И. Тихомировым, позволило получить надёжно действующий РД, обладающий высокими показателями в работе. Конструкция РД была разработана Е.С. Петровым под руководством Б.С. Петропавловского.
Поставить РД в хвост фюзеляжа на самолёте У-1 было нельзя, так как фюзеляж этого самолёта не был рассчитан на большую осевую силу. Поэтому была принята установка РД на крыле самолёта. Анализ процесса взлёта показал, что реактивная сила РД должна проходить ниже центра тяжести самолёта, в противном случае было возможно капотирование при разбеге. Поэтому была принята установка двух РД на нижнем крыле самолёта. Действующая сила была значительной — до 1,5 веса самолёта. Пришлось подкрепить крыло на действие горизонтальной силы»[64].
Самолёт У-1 с ракетными ускорителями.
Воспламенение заряда осуществлялось спиралью, накалявшейся под действием электротока. Чтобы оба двигателя начинали работать синхронно, применили так называемую систему огневой связи — камеры сгорания соединили стальными трубками, по которым пламя из одного ускорителя попадало в другой.
Испытания У-1 с ускорителями проходили в 1931 г. на Комендантском аэродроме. Было сделано около 100 взлётов. Подняться в воздух удавалось очень быстро, почти без разбега. Самолёт пилотировал С.И. Мухин, на втором сидении находился В.И. Дудаков.
Это были первые в мире старты самолёта на колёсном шасси с использованием реактивных ускорителей.
До этого в Германии проводили опыты по использованию пороховых ракет для взлёта поплавкового одномоторного металлического самолёта с воды, но в СССР об этом узнали только в 1936 г. из книги немецкого пионера ракетной техники Макса Валье «Полёт в мировое пространство». Он писал: «Высказывавшаяся автором… мысль о том, что путём использования реактивного действия ракет может быть облегчен старт тяжело нагруженного самолёта обычного типа, была практически осуществлена заводом Юнкерса в Дессау. Согласно имеющимся сообщениям, для опытов в этом направлении был использован самолёт „Бремен тип Юнкерс W33“.
Опыты производились на реке Эльбе вблизи Дессау. Употреблялись эйсфельдовские ракеты в медных гильзах, калибр которых в сообщениях не указывается. Равным образом сохраняются в секрете и более подробные сведения об использованном ракетном приспособлении. При первом опыте, состоявшемся 25 июля 1929 г., две ракеты взорвались. Лишь 8 августа старт удалось совершить известному лётчику инженеру Шинцингеру с 6 ракетами, зажигаемыми попарно, быстро, одна пара вслед за другой. Опыт произвёл настолько благоприятное впечатление, что в результате его явилось убеждение о возможности подъёма с поверхности воды на воздух груза в 5000 кг, чего другим путем нельзя осуществить. С тех пор завод Юнкерса постарался вести дальнейшие работы в этом направлении в ещё большей тайне, благодаря чему о результатах их почти ничего неизвестно».
Из-за экономического кризиса, обрушившегося на страны Запада, Юнкерс вскоре свернул свою исследовательскую программу. Тем временем в Советском Союзе работы по использованию ракетных ускорителей в авиации продолжались. После успешных испытаний У-1 было решено проверить эффективность пороховых ракет при взлёте бомбардировщиков ТБ-1 с двумя моторами М-17. Самолёт для экспериментов выделил Ленинградский военный округ. Так как весил бомбардировщик почти в 10 раз больше, чем У-1, на самолёте установили шесть ускорителей: четыре под крылом и два на крыле. Включение ускорителей осуществлялось с помощью кнопки на штурвале. Воспламенение заряда происходило через гальванические трубки, входившие в сопло ракеты. Как в экспериментах с У-1, ракеты соединялись 12-мм металлическими трубками дублирующей системой огневой связи, которая заставляла все ракеты работать одинаково.
