Предыдущий материалК содержанию номераСледующий материалТАК НАЧИНАЛИСЬ ЖРД И

РАКЕТЫ НА ЖИДКОМ ТОПЛИВЕ


Александр Николаев


Ретоплан РП-318-1 на испытанияхВ 1938 г. структура НИИ-3 претерпела определенные изменения, и тема РП-218 была передана в третий отдел, где ракетоплан получил новое обозначение РП-318. Силовая установка для него была полностью собрана и подготовлена к испытаниям еще 1 сентября 1937 г., а 16 декабря того же года состоялось первое наземное испытание двигателя ОРМ-65 на РП-318-1. Было произведено 20 наземных пусков двигателя ОРМ-65, а 11 марта того же года двигатель непрерывно проработал на РП-318-1 в течение 230 с. Испытатели отмечали, что никаких неполадок или отказов не наблюдалось. Система управления и запуска двигателя оказалась достаточно удобной для летчика. Летные испытания РП-318-1 запланировали на лето 1938 г, но арест С.П. Королева спутал все карты.

Вскоре эту тему передали из НИИ-3 в отдел специальных конструкций (ОСК) при заводе № 1 имени Авиахима, где под руководством А.Я. Щербакова создавались экспериментальные высотные планеры, герметические кабины для высотных полетов, а также прямоточные воздушно-реактивные двигатели. Именно здесь в 1939 г. возобновились работы над РП-318-1. Тень "врагов народа" незримо витала над проектом. Чтобы не "подставляться", решили установить на ракетоплан "новый" двигатель РДА-1-150 тягой 140 кгс, разработанный Л.С. Душкиным и А.В. Палло на базе двигателя ОРМ-65. Заметим, кстати, что испытания крылатой ракеты "212" с ЖРД ОРМ-65 проводились в январе - марте 1939 г. также в отсутствие "главных идеологов" - В.П. Глушко и С.П. Королева.

Комплексные наземные испытания двигателя РДА-1-150 на ракетоплане РП-318 завершились в сентябре 1939 г. В результате многочисленных наземных экспериментов удалось отработать запуск и выключение ЖРД из кабины ракетоплана, добиться надежной работы двигателя и накопить опыт его эксплуатации.
Первый полет ракетоплана РП-318-1 ("объект 601") с работающим ЖРД состоялся 28 февраля 1940 г. Управлял ракетопланом летчик-испытатель В.П. Федоров. Взлет выполнялся с помощью самолета-буксировщика Р-5, который пилотировал летчик Н.Д. Фиксон. В задней кабине Р-5 находились начальник отдела А.Я. Щербаков и ведущий инженер по испытаниям А.В. Палло. На высоте 2800 м летчик В.П. Федоров отцепился от буксировщика Р-5, на скорости 80 км/ч спланировал до высоты 2600 м и включил ЖРД. В донесении о полете В.П. Федоров отмечал, что примерно на пятой-шестой секунде после включения ЖРД скорость планера возросла с 80 до 140 км/ч. Чтобы не превысить допустимую скорость летчик установил режим полета с набором высоты и держал его до конца работы двигателя. За 110 секунд была набрана высота 300 м. По его оценке, машина вела себя нормально. В марте 1940 г. В.П. Федоров выполнил еще два успешных полета на РП-318-1.

Весной 1940 г. в ЦАГИ состоялось совещание, на котором главные конструкторы самолетов получили представление о новых перспективных силовых установках с реактивными двигателями различных типов, в том числе с ЖРД и ПВРД. 12 июля 1940 г. Комитет Обороны при СНК СССР принял постановление, предусматривавшее создание первых отечественных самолетов с реактивными двигателями. В постановлении, в частности, ставилась задача применения "реактивных двигателей большой мощности для сверхскоростных стратосферных полетов...".

В том же 1940 г. получила поддержку идея создания истребителя-перехватчика с ЖРД. Конструкторы предполагали, что ЖРД мог быть эффективно использован на относительно легком истребителе-перехватчике противовоздушной обороны, взлетающем из положения дежурства на аэродроме при визуальном обнаружении самолета противника в районе охраняемого объекта.

Очевидно, что основным недостатком истребителя-перехватчика с ЖРД является весьма невысокая продолжительность полета.

Для разработки проекта реактивного истребителя-перехватчика в НИИ-3 по указанию Костикова была организована группа М.К. Тихонравова, которая после изучения ряда компоновочных схем истребителя предложила проект самолета "302" со смешанной силовой установкой. Она должна была включать ЖРД Л.С. Душкина в хвостовой части фюзеляжа и два ПВРД В.С. Зуева под крылом. Применение указанной схемы позволяло несколько увеличить продолжительность и дальность полета благодаря применению ПВРД, удельный расход топлива которых был значительно меньшим, чем у ЖРД и сохранить основные преимущества ракетного перехватчика - большую скороподъемность и высокую скорость полета.

К началу войны группа М.К. Тихонравова выполнила основные расчетно-теоретические и увязочно-компоновочные работы по самолету "302". Однако сами двигатели требовали еще весьма длительной доводки. Состояние работ по ПВРД В.С. Зуева было еще более плачевным.

Весной 1941 г. информацию об ожидаемых технических характеристиках ЖРД Л.С. Душкина тягой 1400…1500 кгс направили в ЦАГИ и некоторые самолетостроительные конструкторские бюро. Наибольший интерес к сообщению проявили два сотрудника ОКБ главного конструктора В.Ф. Болховитинова - А.Я. Березняк и А.М. Исаев.

Александр Яковлевич Березняк - выпускник МАИ "образца 1938 г.". Руководителем дипломного проекта у него был В.Ф. Болховитинов. После блестящей защиты А.Я. Березняк возглавил группу разработчиков механизации в болховитиновском ОКБ. Алексей Михайлович Исаев обладал более солидным опытом - он работал у Болховитинова с 1934 г., но по образованию был горным инженером, а в самолетостроительное ОКБ попал из-за страстного желания работать в авиации. За семь лет он действительно стал классным авиационным конструктором и Болховитинов назначил его ведущим инженером по проекту "И" - истребителю двухбалочной схемы с "фирменной" силовой установкой, состоявшей из спарки рядных V-образных двигателей М-105. Словом, ни Березняк, ни Исаев до весны 1941 г. не имели ни малейшего представления о ЖРД и о возможности его использования для создания сверхскоростного истребителя. Но в ОКБ В.Ф. Болховитинова, в отличие от многих других конструкторских коллективов, культивировалась творческая инициатива сотрудников даже на уровне формирования концепции самолета, хотя это традиционно считается прерогативой "шефа".

Инициатором создания истребителя с ЖРД стал А.Я. Березняк, хотя первая его реакция после посещения НИИ-3 была скорее негативной. Спустя много лет он вспоминал: "Идея [постройки ракетного истребителя] навалилась на меня как-то спонтанно… Когда я понял, какая это прожорливая бутылка, сколько она сжигает топлива, то решил плюнуть и забыть. Но ведь ничего другого не было. Ну совсем ничего".
Импульсивный, жизнерадостно настроенный А.М. Исаев сумел развеять пессимизм А.Я. Березняка и уговорил его взяться за работу в инициативном порядке. Простота самого ЖРД ("бутылка") и самолета-истребителя, на который его планировали установить соавторы, позволяла, казалось, организовать массовый выпуск и прикрыть все важные объекты страны.

Сделав прикидочные расчеты, Березняк и Исаев пришли к Болховитинову с предложением о разработке скоростного перехватчика. Тот не отверг идею, поскольку и сам считал, что "двигатели Душкина были очень заманчивы по тяговым характеристикам, но одновременно очень "неприятны" по расходам".
Вместе с тем, выходить в наркомат с предложением об утверждении нового задания для своего ОКБ В.Ф. Болховитинов не стал. Поэтому разработку продолжили втихую.

Болховитинов лично съездил в НИИ-3 и переговорил с А.Г. Костиковым и Л.С. Душкиным. Те довольно оптимистично высказались о перспективах создания основного ЖРД самолета с использованием в качестве топлива азотной кислоты и керосина, хотя и понимали огромную сложность задачи. Главный конструктор ЖРД Л.С. Душкин впоследствии вспоминал: "В окончательном виде двигатель должен был обладать регулируемой тягой в диапазоне 350…1110 кгс…Такой двигатель создавался на базе конструкции двигателя "РДА-1-150" и имел обозначение - "Д-1А-1100".

По первоначальному техническому заданию Д-1А-1100 должен был иметь турбонасосный агрегат для подачи топлива, что позволяло сконструировать относительно легкие баки произвольной формы и "набить" ими фюзеляж и даже корневую часть крыла самолета (как это было сделано впоследствии на Ме 163). Но к середине июня 1941 г. Л.С. Душкин сообщил А.М. Исаеву о встретившихся непреодолимых трудностях при создании ТНА. Тот был сильно разочарован, но быстро взял себя в руки и решил в корне переделать силовую установку в расчете на использование вытеснительной системы топливопитания.

По воспоминаниям Б.Е. Чертока, А.М. Исаев провел последнюю предвоенную ночь, переделывая чертеж истребителя с ЖРД и пересчитывая нагрузки в расчете на использование вытеснительной схемы подачи топлива. 22 июня, услышав в 12.00 выступление В.М. Молотова о "беспримерном по наглости нападении Германии на СССР", Исаев бросился искать Болховитинова. Тот ни о чем не подозревал, поскольку еще утром ушел на яхте в плавание по подмосковным водохранилищам. Лишь ближе к вечеру, ошарашив вернувшегося с прогулки "шефа" известием о начавшейся войне, Исаев выложил результаты своих прикидок по силовой установке с ЖРД. В тот же вечер они вдвоем ринулись в битком набитый наркомат авиапромышленности и добились пятиминутной аудиенции у А.И. Шахурина. Нарком велел побыстрее подготовить проект правительственного постановления о полномасштабной разработке самолета с ЖРД, но без санкции И.В. Сталина начать финансирование темы отказался.

После всестороннего обсуждения и уточнения результатов эскизного проектирования проект постановления, в котором излагались основные ТТХ будущего ракетного истребителя, был отправлен в наркомат 9 июля 1941 г. Свои подписи под письмом-препроводительной помимо Болховитинова, Березняка и Исаева поставили Костиков и Душкин, а также военпреды НИИ-3 и завода № 293 (где Болховитинов являлся директором и главным конструктором).

Эскизное проектирование машины продолжалось в высоком темпе, но о постройке прототипа речь пока не шла. Самолет разрабатывался по обычной в то время схеме одноместного свободнонесущего низкоплана с преимущественным использованием в конструкции дерева и фанеры.

Первый опытный "БИ" на испытанияхФюзеляж самолета "БИ" представлял собой деревянный полумонокок. Кабина летчика имела бронезащиту, состоявшую из передней бронеплиты и бронеспинки толщиной 5,5 мм. Перед кабиной летчика в верхней части фюзеляжа на деревянном лафете устанавливались две пушки ШВАК калибром 20 мм с боезапасом по 45 снарядов. Внутри нижней передней части фюзеляжа располагались два воздушных и два керосиновых баллона. За кабиной летчика размещались баллоны с азотной кислотой и воздухом.

Жидкостный реактивный двигатель Д-1А-1100Жидкостный ракетный двигатель Д-1А-1100 устанавливался в хвостовой части фюзеляжа. Двигатель состоял из 3-х основных частей: головки шатрового типа с форсунками, расположенными концентрическими кругами; камеры сгорания с проточным охлаждением окислителем; соплового блока с проточным охлаждением горючим.

В связи с необходимостью регулирования величины тяги, перед двигателистами встала дополнительная задача разработки надежно действующего спаренного топливного (дроссельного и запорного) крана, способного обеспечивать плавное изменение тяги двигателя.

Острый дефицит нержавеющей стали обусловил применение в конструкции двигателя углеродистой стали С-54 с хромированием внешней и внутренней поверхностей.

Общий запас топлива на борту самолета, равный 705 кг, обеспечивал работу двигателя в течение почти 2 мин. Расчетная взлетная масса самолета "БИ" составляла 1650 кг при массе пустого 805 кг.

После отправки письма с проектом постановления Болховитинов еще не раз осведомлялся "в верхах" о его судьбе, ездил в наркомат. Он приказал приостановить все другие работы в ОКБ и все внимание переключить на ракетный перехватчик, который именно в эти дни получил обозначение "БИ".

Наконец, в один из последних июльских дней, Болховитинов, Березняк и Исаев были вызваны в Кремль, но со Сталиным разговаривал только Болховитинов. Собственно, весь разговор свелся всего к одному вопросу, заданному Иосифом Виссарионовичем: "Вы сами-то в это верите?", и одному утвердительному ответу Болховитинова. 1 августа 1941 г. Государственный Комитет Обороны (ГКО) своим постановлением обязал В.Ф. Болховитинова построить и испытать реактивный истребитель-перехватчик с летно-техническими данными, соответствовавшими эскизному проекту. Не соответствовал только срок, выделенный для постройки опытной машины: в проекте было три месяца, а Сталин дал всего один. "Это вызвало у нас на заводе шок", - вспоминал Б.Е. Черток. Болховитинов бросился за разъяснениями к А.И. Шахурину, но тот заявил: "Идет война. Должно быть другое отношение к срокам". Впрочем, в приказе наркомата Шахурин перенес дату представления готового самолета "на пять дней вправо".
15 сентября 1941 г. планер первого опытного самолета "БИ" был построен. Однако двигатель самолета еще не был готов, проводилась его стендовая доводка. Измерения фактической тяги ЖРД осуществлялись бригадой А.В. Палло.

Первой задачей было отладить герметичность всей системы и снять ее гидравлические характеристики.
Тем временем 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 их завершения 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 соответствовали расчетным.

Вся работа по созданию первого отечественного реактивного самолета проводилась в тяжелейших условиях начального периода войны. В октябре 1941 г. конструкторское бюро В.Ф. Болховитинова и коллектив двигателистов были эвакуированы на восток, что несколько задержало отладку самолета и двигателя.

После перебазировки на Урал работы над созданием самолета БИ продолжились в декабре 1941 г. в небольшом поселке Билимбай в 60 км от Свердловска. КБ и заводу Болховитинова была отведена территория разрушенного временем литейного завода. Помимо КБ Болховитинова в Билимбай были эвакуированы КБ Миля, Камова и Привалова - здесь собралась авиационная экзотика. НИИ-3 и КБ Л.С.Душкина разместились неподалеку - в Свердловске.

На берегу прилегавшего к заводу водоема, на бывшей плотине, построили деревянную фанерную времянку, в которой разместили стенд-люльку для продолжения отработки самолетной установки ЖРД. Обслуживающий технический состав разместился рядом, в восстановленном кирпичном помещении смотрителя плотины.

В январе 1942 г. приступили к монтажу двигательной установки и ее испытаниям. Условия проведения испытаний были суровые, температура воздуха часто падала до -40…-50 °С. Ветер и метели усложняли выполнение испытательных работ, проводимых в фанерной пристройке.

Вместо заболевшего Б.Н. Кудрина командование НИИ ВВС выделило другого пилота - капитана Григория Яковлевича Бахчиванджи. 20 февраля 1942 г. Г.Я. Бахчиванджи впервые принял участие в тренировочном огневом запуске ЖРД на испытательном стенде. Первый опыт едва не стал и последним.
А.В. Палло вспоминал: "Первые три запуска ЖРД с кратковременным переходом на рабочий режим были произведены мною. На четвертый запуск я предложил Григорию Яковлевичу занять место в кабине. Двигатель перешел на рабочий режим, и через 3-4 секунды произошел взрыв. Григорий Яковлевич убрал сектор газа, но струя крепкой азотной кислоты под давлением облила мне лицо и одежду. Сильно потянув за воротник, почувствовал, что Григорий Яковлевич поддается. Помогая ему выбраться из кабины, вытолкнул его в передние входные ворота пристройки. Здесь его подхватили руки механиков и стали обмывать содовым раствором.

Механики стенда вытащили меня из сугроба, и, увидев вместо лица зеленовато-желтую маску, опустили голову в бачок с содовым раствором. Все это происходило в течение нескольких минут".

(Продолжение в следующем номере)