Дмитрий Соболев - Экспериментальные самолёты России. 1912-1941 гг.
Лучшая советская «бесхвостка»
Самолёты для полётов в стратосферу были основной, но не единственной темой Бюро особых конструкций. Там также создали экспериментальный двухместный самолёт схемы «бесхвостка» БОК-5 с двигателем М-11. Он проектировался как прототип бесхвостого бомбардировщика БОК-6 с двумя моторами М-34, включённого в план работ Бюро особых конструкций[251]. Бомбардировщик так и не построили, а БОК-5 прошёл весь цикл испытаний и оказался очень удачной машиной.
Проектирование БОК-5 началось в середине 1930-х годов с учётом опыта успешной модификации силами БОК «бесхвостки» Черановского БИЧ-7. Строили самолёт на заводе № 35 в Смоленске (ведущий инженер Фокин).
Так же, как БИЧ-7А, БОК-5 представлял собой моноплан с низкорасположенным крылом, тянущим винтом и однокилевым вертикальным оперением. Но на этом сходство заканчивалось.
Макет бомбардировщика БОК-6.
Крыло БОК-5 имело форму трапеции со стреловидностью передней кромки 28°. Профиль — ЦАГИ-890 с относительной толщиной 15 %. Задняя часть крыла по всей длине была поворотной и выполняла функцию переставного горизонтального стабилизатора. С помощью специального штурвала и червячной передачи лётчик мог поворачивать её на угол от +3° до -5°, регулируя балансировку самолёта и усилия на ручке управления. К этому своеобразному стабилизатору крепились подвесные рули высоты и элероны. Конструкция самолёта была из дюралюминия, крыло и рули обтянуты полотном. Чтобы уменьшить лобовое сопротивление, головки цилиндров двигателя закрыли кольцевидным обтекателем. Шасси — неубирающееся, с резиновой пластинчатой амортизацией, как на У-2. Двигатель М-11 мощностью 100 л. с.
Заводские испытания БОК-5, проводившиеся совместно с НИИ ВВС, проходили в 1937 г. Начало было неудачным: во время пробежки по аэродрому самолёт внезапно развернуло и он опрокинулся. После того, как хвостовой костыль сделали управляемым, проблем на земле больше не возникало. Началась стадия полётов.
Первый вылет совершил лётчик-испытатель НИИ ВВС И.Ф. Петров 31 августа. Затем на самолёте летали М.А. Нюхтиков, П.М. Стефановский, П.Я. Федрови и другие.
Схема БОК-5.
На аэродроме в Тушино перед взлётом. 1937 г.
До конца сентября выполнили 65 полётов общей продолжительностью 20 часов 42 минуты, лётных происшествий не было. Общее впечатление оказалось весьма положительным. «Самолёт-бесхвостка БОК-5 обладает от личной устойчивостью и управляемостью, простой в пилотировании и доступен лётчикам средней и даже ниже средней квалификации», — говорилось в отчёте по испытаниям[252]. Далеко не каждый самолёт обычной схемы удостаивался такой оценки.
Были, конечно, и недостатки. Лётчики высказали пожелание увеличить эффективность руля направления и сделать более эластичной амортизацию шасси. Сильная вибрация мотора в полёте помешала провести испытания на высший пилотаж.
БОК-5 на совместных испытаниях. Необычная окраска самолёта связана с тем, что его готовили к показу на празднике в День авиации.
На следующий год Чижевский представил военным новый экземпляр БОК-5. Он отличался возросшей на полметра длиной фюзеляжа и увеличенной площадью руля направления. Площадь элеронов, наоборот, уменьшили, чтобы сделать управление более гармоничным. Несмотря на то, что кольцевой обтекатель двигателя сняли, вес конструкции возрос на 32 кг.
16 августа 1938 г. БОК-5 продемонстрировали начальнику ВВС А.Д. Локтионову, а два дня спустя самолёт принял участие в воздушном параде в Тушино в честь Дня авиации, где на нём совершили три полёта. Затем машину передали в НИИ ВВС для государственных испытаний. Они продолжались до 19 сентября, было сделано 37 полётов.
Оборудование кабины во время испытательных полётов.
БОК-5 с удлиненным фюзеляжем на государственных испытаниях 1938 г.
Поворотная часть крыла и рулевые поверхности.
Экзамен самолёт выдержал «на отлично». В выводах по испытаниям отмечалось: «Самолёт-бесхвостка обладает хорошей устойчивостью и манёвренностью при передних центровках… Схема самолёта-бесхвостки БОК-5 позволяет выполнять фигуры высшего пилотажа — как, например, глубокие виражи, перевороты через крыло, петли и т. п. Техника выполнения этих фигур нормальная. Данные самолёта приближают его к лучшим заграничным бесхвосткам, но уступают современным спортивным самолётам-монопланам»[253].
Это сухие строки документа. Больше эмоций в мемуарах П.М. Стефановского, 16 сентября впервые опробовавшего «бесхвостку» на высший пилотаж:
«Набираю высоту. Прибор показывает уже две тысячи пятьсот метров. Пора. Решил начать с переворота: сразу станет ясно, как выходит машина из пикирования. Переворот включает в себя начальные элементы бочки и заключительные петли Нестерова. Даю плавно рули, и самолёт легко выполняет всю бочку, да какую! Загляденье! Ещё нежнее и несколько меньше по ходу передвигаю рули, ввожу соответствующую поправку. Бесхвостка (прямо золото!) ложится на спину, переходит в пикирование и без усилий с моей стороны наичистейшим образом выходит из него!
Однако азарту поддаваться нельзя. Машина опытная, первый пилотаж — тут гляди да гляди. И всё же решаюсь выполнить петлю. Немного волнуясь, начинаю разгон, подтягиваю ручку на себя. Опасение осталось: всё-таки бесхвостка, как-то она поведёт себя в верхней точке… Волнение передалось на движения руки. Самолёт перевернулся через крыло, выполнил идеальный иммельман. Ну и чуткость! От прежнего недоверия не осталось и следа. Разгоняю самолёт ещё раз, плавно-плавно тяну ручку на себя. Никакого крена! Немного задерживаю ручку. Бесхвостка мягко, артистически минует верхнюю мёртвую точку и плавно переходит в пикирование, заканчивая фигуру»[254].
Лётные свойства этой «бесхвостки» положительно оценили все лётчики.
Характеристики самолётов БОК-5 и АИР-10.
Причина успеха БОК-5 заключалась в возможности изменять кривизну профиля крыла с помощью поворотной части перед рулями. Это решение, впервые применённое в конструкции «бесхвостки», позволяло лётчику так уравновесить машину, что рули уже не должны были удерживать её в линии полёта и служили только для маневрирования. И всё же по лётным характеристикам БОК-5, как и другие «бесхвостки», уступал самолёту классической схемы.
После завершения испытаний НИИ ВВС рекомендовало приступить в следующем году к созданию на основе БОК-5 военного варианта самолёта с улучшенной аэродинамикой, более мощным двигателем и скоростью полёта 350–400 км/ч[255]. Но в начале 1939 г. В.А. Чижевского арестовали, а вскоре было ликвидировано Бюро особых конструкций. БОК-5 так и остался экспериментальной «бесхвосткой», самой удачной в истории советской авиации.
Ракетоплан
Задача достижения больших высот и скоростей полёта породила интерес к самолёту с ракетным двигателем. Как известно, в отличие от обычного мотора тяга такого двигателя не зависит от высоты полёта. Кроме того, отношение тяги к весу у ракетного двигателя намного больше, чем у винтомоторной силовой установки, что позволяло надеяться на прорыв в область очень высоких скоростей.
Первые практические шаги в этом направлении были сделаны в Германии в конце 1920-х годов. Группа энтузиастов реактивного полёта — М. Валье, Ф. фон Опель, Ф. Зандер и А. Липпиш — решили установить пороховой ракетный двигатель на планере. Такой тип летательного аппарата получил название «ракетоплан». Для ракетного самолёта выбрали схему «утка». В задней части фюзеляжа установили две пороховые ракеты, которые должны были срабатывать последовательно, одна за другой.
Полет ракетоплана фон Опеля с пороховыми ракетными двигателями 30 сентября 1929 г.
Ракетный планер Эспенлауба.
11 июня 1928 г. лётчик Ф. Штамер совершил четыре полёта на ракетоплане; дальность третьего, самого удачного, составила около полутора километров. Четвёртое испытание едва не закончилось катастрофой. Вскоре после поджога электрической искрой пороха произошёл взрыв, и планер загорелся. С помощью быстрого снижения Штамеру удалось сбить пламя и приземлиться. Однако в момент посадки замкнулись провода электрического запала, изоляция которых сгорела, и воспламенили заряд второй пороховой ракеты. К счастью, новый пожар удалось быстро потушить и пилот не пострадал.
В 1929 г. испытания ракетопланов продолжили. 30 сентября фон Опель на новом летательном аппарате, на этот раз с хвостовым оперением на балках за крылом и с батареей из 16 последовательно воспламеняющихся пороховых ракет, совершил полёт, во время которого скорость достигла 160 км/ч.
