Дмитрий Соболев - Экспериментальные самолёты России. 1912-1941 гг.
При проектировании и постройке БОК-1 нужно было решить множество новых задач: создать гермокабину самолётного типа, обеспечить герметичность проводки тяг из кабины к рулям самолёта и двигателю, предотвратить запотевание и обмерзание стёкол в полёте, обеспечить нормальные температурные условия для экипажа и др. Но главной проблемой оставался двигатель — специалистам ЦИАМ никак не удавалось сконструировать двухступенчатый нагнетатель. Тогда было получено разрешение на постройку и испытания самолёта с мотором М-34 с одноступенчатым нагнетателем. На рекордную высоту рассчитывать не приходилось, зато можно было проверить работу системы жизнеобеспечения экипажа. Испытания наметили провести в октябре 1934 г., а в следующем году заменить мотор и осуществить полёты на близких к стратосфере высотах[166].
Но и эти сроки не удалось выдержать. Из-за того, что 39-му заводу поручили осваивать серийный выпуск скоростных истребителей И-16, БОК вместе с недостроенным высотным самолётом летом 1934 г. перевели на смоленский авиаремонтный завод № 35, выделив для работы один из цехов. Обустройство на новом месте проходило непросто — не хватало опытных кадров, технологического оборудования, материалов. Первое время к станкам даже не был подведён ток. Неудивительно, что БОК-1 удалось построить только в конце 1935 г. Таким образом, изготовление первого советского стратоплана растянулась на три года.
Схема БОК-1.
Каркас гермокабины без обшивки.
Центроплан крыла с топливными баками.
Как отмечалось, внешне БОК-1 был похож на самолёт РД (АНТ-25). Конструкция планера также не имела принципиальных отличий — это был одномоторный металлический низкоплан с крылом большого размаха с гофрированной обшивкой. Как на АНТ-25, для уменьшения аэродинамического сопротивления поверх гофра крыла натянули отлакированное полотно. Проводка управления элеронами и рулями высоты была жёсткая, рулём направления и переставным стабилизатором — тросовая. Мотор — такой же, как на АНТ-25, редукторный М-34, но с односкоростным нагнетателем, обеспечивающим сохранение мощности 725 л. с. до высоты 4000 м. Винтов изменяемого в полёте шага ещё не было, поэтому на БОК-1 установили обычный деревянный винт диаметром 4 м. Он имел четыре лопасти, чтобы захватывать достаточное количество воздуха в разряженной на высоте атмосфере. В процессе испытательных полётов его заменили на трёхлопастный металлический винт с изменяемым на земле углом установки лопастей.
Отличия «БОКа» заключались в неубираемом в полёте шасси и изменённой конструктивно-силовой схеме крыла с топливными баками только в его корневой части (запас топлива стратоплана составлял 500 кг — в 13 раз меньше, чем на построенном для рекорда дальности АНТ-25). Вместо обычной за стеклённой кабины применялись небольшие иллюминаторы, как на корабле или подводной лодке.
Но главное новшество находилось внутри самолёта. В центральной секции фюзеляжа имелся большой вырез, в который вставлялась двухместная гермокабина объёмом 1,8 м3 для пилота и наблюдателя (штурмана). Она имела овальную форму, так что её верхняя часть выступала из фюзеляжа. 11 шпангоутов обеспечивали ей необходимую жёсткость на больших высотах, когда разница давлений внутри и снаружи самолёта достигала 0,8 атм. Кабина была обшита дюралюминиевыми листами 2-мм толщины. Для герметичности применялся двухрядный заклёпочной шов, промазанный перед клёпкой свинцовыми белилами. Сверху кабина была обшита слоем войлока, а снизу обдувалась потоком тёплого воздуха, проходящего через радиатор двигателя.
В кабине были прорезаны иллюминаторы — впереди для лётчика и сзади по бокам для наблюдателя. Стекла из закалённого стекла имели толщину 15 мм. Для предотвращения запотевания и обмерзания в иллюминаторы вставили вторые, более тонкие стекла. Пространство между ними продувалось тёплым воздухом от двигателя, подаваемым по трубам с помощью вентилятора. Кроме того, между стёклами поместили вещество, поглощающее влагу — хлорид кальция с селикагелем.
Управление мотором и рулями осуществлялось вращением валов, пропущенных через стенки кабины с помощью сальников. Сальники имели камеры, в которые заливалась смесь глицерина и спирта. Эта герметизирующая смесь оставалась жидкой при температуре до -70 °C. Приборы, связанные с внешней средой — альтиметр, указатель скорости, указатель поворотов, авиагоризонт — находились в гермоотсеке с герметизированной проводкой к внешним датчикам.
Вид на левый борт кабины.
Входной герметичный люк кабины.
Летчик в кабине стратоплана.
К люку кабины с винтовым запором экипаж попадал через верхний люк в фюзеляже и негерметизированный отсек за кабиной. В этом отсеке пилот и наблюдатель оставляли свои парашюты, так как в тесной гермокабине с ними нельзя было бы разместиться.
Кабина герметизировалась при подъёме на 3–4 тыс. метров. Кислород поступал в неё из баллонов из расчёта 60 литров в час на человека. Углекислота и влага, выделяемые при дыхании, поглощались адсорбентами в специальных ёмкостях, через которые постоянно пропускался воздух кабины. При создании этой системы жизнеобеспечения конструкторы основывалась на опыте постройки гондолы стратостата «СССР-1».
13 декабря 1935 г. начальник отдела сухопутных самолётов НИИ ВВС И.Ф. Петров поднял БОК-1 с заводского аэродрома в первый полёт. Второе кресло занимал ведущий инженер самолёта Н.Н. Каштанов. Взлёт происходил со снега на лыжном шасси. Затем последовали доводки машины и новые полёты, была достигнута высота 9000 м.
Иван Фёдорович вспоминал:
«Заводской аэродром находился под Смоленском, и в течение полутора лет мне еженедельно приходилось ездить в Смоленск на испытания: в субботу вечером я уезжал из Москвы, спал в поезде, в воскресенье весь день проводил испытания, а вечером снова садился в поезд, чтобы в понедельник утром быть на своём рабочем месте в НИИ ВВС.
Сборка БОК-1 на заводе в Смоленске.
Установка БОК-1 на лыжное шасси.
Говорят, первый блин комом. Естественно, что и первая герметичная самолётная кабина была совсем не похожа на те комфортабельные салоны, в которых мы все теперь привыкли летать. На самолёте БОК-1 она представляла собой тесную цистерну с тремя маленькими окошечками-иллюминаторами, не дававшими почти никакого обзора лётчику. И так как располагалась эта бочка над радиатором водяного охлаждения довольно мощного двигателя М-34РН, то лётная форма моя была весьма своеобразна: трусы и штук шесть полотенец. В полёте температура в кабине из-за подогрева снизу поднималась до сорока градусов.
Такое мотание из Москвы в Смоленск и обратно было, конечно, весьма изнурительным, и для продолжения испытаний я командировал в Смоленск лётчика-испытателя П.М. Стефановского, который успешно и завершил их»[167].
Стефановский принял эстафету испытаний летом 1936 г. 25 июля он и Каштанов поднялись на 10875 м, что на 3000 м больше потолка самолёта АНТ-25. Гермокабина позволяла обходиться обычными летними комбинезонами.
После завершения заводских испытаний Стефановский перегнал окрашенный в красный и серебристый цвета самолёт с треугольной эмблемой «БОК» на киле из Смоленска на подмосковный аэродром НИИ ВВС. К этому времени конструкторы решили проблему перегрева кабины с помощью регулируемого люка в верхней части радиаторного тоннеля, и летать стало комфортнее.
Госиспытания БОК-1 проходил осенью 1936 г., пилотировали самолёт И.Ф. Петров и П.М. Стефановский. Было выполнено девять полётов на высоту 9-10 км, их суммарная продолжительность составила 14 часов 5 минут.
БОК-1 на государственных испытаниях в НИИ ВВС, 1936 г.
«При испытаниях выявлено, — говорится в отчёте, — что самолёт БОК-1, как самолёт с гермокабиной, имеет, по сравнению с обычным самолётом при полёте на больших высотах, несравнимые преимущества. Герметическая кабина обеспечивает нормальную жизнедеятельность экипажа, защищая его от низких температур и малых давлений воздуха без применения специального обмундирования, кислородных масок, обогрева и т. п. приспособлений, крайне стесняющих свободные движения экипажа. Во время полёта температура в кабине сохранялась в пределах +15 — +18 °C при температуре наружного воздуха на высоте полёта до -45 °C.
…Герметическая кабина настолько хорошо заглушает шум мотора, что позволяет вести разговор громким голосом без применения каких-либо приспособлений.
Высотный полёт в герметической кабине несравненно менее утомляет экипаж, чем полёт в обычной кабине с применением высотной одежды или скафандра, что обеспечивает возможность длительного пребывания на высоте без понижения работоспособности»[168].
