Текст книги "Авиационный сборник 1991 01-02"

Автор книги: Авиационный Журнал

сообщить о нарушении

Текущая страница: 2 (всего у книги 4 страниц)

Интересно, что место, где разместили немецких конструкторов, не было похоже на зону, огороженную колючей проволокой, и даже не походило на печально известные "шараги", по существу являвшиеся тюрьмой. Их поместили в четырехэтажном доме в добротных, по тем временам, помещениях, где многие жили с семьями.

Немецкие специалисты прибыли в СССР не с пустыми руками. Здесь они продолжили работы, начатые еще в Германии и находившиеся в разных стадиях проработки. Так, КБ во главе с Г.Рессингом продолжило проектирование экспериментального скоростного самолета с ЖРД, который в Германии имел обозначение DFS-346, а у нас стал называться просто "346". В 1946 г. первая машина, постройка которой началась еще в Германии, была уже передана в ЦАГИ для проведения аэродинамических испытаний в натурной трубе Т-101.

Самолет "346” представлял собой цельнометаллический среднеплан. Фюзеляж состоял из трех частей. Носовая часть представляла собой тело вращения с контуром, образованным профилем NACA 00121-0,66-50. За носовой частью следовала небольшая цилиндрическая часть, а затем – кормовая, где круглое поперечное сечение плавно переходило в прямоугольное со скругленными углами. В нижней части фюзеляжа стояла убираемая посадочная лыжа. В передней его части располагалась герметическая кабина пилота. Пилотское ложе размещалось горизонтально, и летчик находился в горизонтальном положении лицом вниз. Такая неудобная для летчика компоновка ЛА применялась в целях снижения его лобового сопротивления.

Весьма оригинальной была система спасения летчика в случае аварии. Вся кабина крепилась к фюзеляжу взрывными болтами и в нужный момент могла быть отделена от самолета. За герметическим днищем кабины размещался небольшой парашют, стабилизирующий ее положение в свободном падении. Ложе пилота также имело катапультирующее устройство, которое выбрасывало летчика из самой кабины через некоторое время после ее отделения. Подобную систему спасения летчика применили и американские инженеры на экспериментальном скоростном самолете Белл Х-2, построенном в 1952 г. Отличие ее от системы спасения на "346" заключалось только в том, что саму кабину пилот Х-2 должен был в случае аварии покидать самостоятельно. Именно это и привело к гибели летчика Мильбурна Эпта, который так и не смог выбраться из отделившейся-кабины потерявшего управление Х-2.

Силовая установка "346" состояла из двух жидкостных реактивных двигателей "Вальтер" общей тягой у земли 3740 кг, а на высоте – 4000 кг. Суммарный запас горючего (керосин), окислителя (азотная кислота) и перекиси водорода составлял 1900 кг, что обеспечивало работу ЖРД на полной тяге в течение двух минут.

Крыло самолета имело необычно большую по тому времени стреловидность, как и у самолета "5", составлявшую 45° по линиям четвертей хорд. Крыло было скомпоновано из профилей одного типа (NACA-0,012-0,55-1,25), имевших относительную толщину 12%. Площадь крыла – 19,87 кв.м. Посадочная механизация состояла из простых закрылков. Оригинальными были органы управления самолетом. О них стоит сказать особо.

Элероны состояли из двух секций, внешней и внутренней. По идее конструкторов кинематическая связь внутренних и внешних секций элеронов могла изменяться летчиком. Планировалось, что на малых скоростях углы отклонения всех секций элеронов будут одинаковы, а на больших – отклоняться должны были только внешние секции. (При испытаниях самолета передаточное число от ручки управления к внутренним секциям элеронов было сделано в два раза меньше, чем к внешним). Самолет имел Т-образное оперение. Стабилизатор – подвижный (углы отклонения от-2°40' до +2°). Рули высоты состояли из внутренней и внешней секций, отклонявшихся, как и элероны, на разные углы. Над стабилизатором размещалась небольшая поворотная поверхность – так называемый падель. При небольших отклонениях педалей управления поворот руля направления должен был происходить под действием боковой аэродинамической силы, действующей на падельпри его отклонении. При больших отклонениях педалей система управления должна была переключаться непосредственно на руль. В ходе дальнейших проработок падельупразднили, и летные испытания велись без него.

Самолет "346" рассчитывался на достижение скорости, соответствующей примерно М-2.

Стартовый вес по расчетам должен был составлять 5230-5300 кг.

Осенью 1946 г. самолет привезли в ЦАГИ и приступили к испытаниям в трубе Т-101, в ходе которых было установлено, что на больших углах атаки (которые вполне могли бы иметь место в полете) на крыле развивается резко выраженный концевой срыв потока, быстро распространяющийся почти на все крыло и приводящий к полной потере продольной устойчивости. В принципе этого следовало ожидать, поскольку по всему размаху стояли профили одного типа, что является нежелательным для стреловидного крыла. Интересно, что даже в условиях срывного обтекания элероны сохраняли вполне удовлетворительную эффективность. Испытания в трубе выявили и ряд других недостатков, правда, менее существенных. Главный же из них – ранний срыв потока на крыле – удалось существенно уменьшить с помощью установки на верхней поверхности крыла аэродинамических перегородок (как на самолете "5").

Планер"346А" ("346-Г ) на испытаниях

Летные испытания «346» начались в 1948 г. на военном аэродроме в Теплом Стане (ныне район города Москвы). В качестве самолета-носителя использовался один из трех попавших на территорию СССР американских бомбардировщиков Боинг В-29. Самолет ”346" подвешивался на пилоне под правым крылом В-29 между гондолами моторов.

К испытаниям ”346" готовились очень тщательно. Еще до полетов этой машины, на планере "Краних" отрабатывалось управление при лежачем положении летчика. (Такое положение не вызвало одобрения летчиков-испытателей, в частности М.Л.Галлая, но возвращаться к обычной посадке пилота и делать фонарь кабины, выступающий из обводов фюзеляжа, конструкторы не стали). В ЛИИ проводились специальные испытания и осуществлялась доводка отделяемой кабины и катапультирующего устройства. Испытания кабины в полете велись с помощью бомбардировщика В-25. Перед тем, как начать полеты самолета "346", проводились испытания его планерного варианта, который не предназначался для полетов с ЖРД. В документах тех лет планерный вариант самолета назывался "346А" или "346-1". На нем отрабатывалась методика буксировки и сброса с самолета-носителя, проверялась устойчивость в свободном полете при различных центровках, отрабатывалось пилотирование и посадка на лыжу без подкрыльных костылей. Внешне ''346А" почти не отличался от самолета, только на нем были сняты створки, прикрывавшие лыжу в убранном положении, и имелись обтекатели подкрыльевых костылей. Вес планера в этих полетах составлял 1880-2180 кг. Испытывал "346А” 41-летний инженер-летчик 1-го класса Вольфганг Цизе, который к тому времени уже имел почти 20-летний стаж самостоятельной летной работы (он окончил летную школу при авиационном институте в Ганновере).

Самолет"346Д' («346-Л») перед первым полетом (сентябрь 1949 г.)

5 мая 1949 г. была завершена постройка самолета, на котором установили двигатели, правда, пока еще в макетном, то есть в нерабочем состоянии. Самолет назывался «346Д» или «346-М». Все лето и сентябрь 1949 г. ушли на наземную подготовку его к летным испытаниям. Первый полет состоялся 30 сентября. Вес самолета составлял 3145 кг. Отцепка «346Д», который пилотировался В.Цизе, была произведена на высоте 9700 м. В этом полете выявилось, что «346Д» обладает рядом недостатков в управлении. Эти недостатки были присущи и планеру «346А», но летчик не счел их тогда опасными. Однако, на "346Д” ситуация оказалась иной – на некоторых режимах полета производить эволюции на этом самолете не представлялось возможным. Несмотря на трудности летчик все же смог овладеть управлением. Правда, расчет на посадку был произведен недостаточно точно, и самолет подошел к земле на повышенной скорости (примерно 310 км/час). После первого касания земли самолет взмыл на высоту 3-4 м и пролетел еще 700-800 м. При втором приземлении посадочная лыжа самолета сложилась, и дальнейший пробег до полной остановки самолет совершил на фюзе ляже. Ложе летчика и система привязных ремней оказались недостаточно надежными. При резком торможении на пробеге В.Цизе значительно переместился вперед, ударился лицом о передний поперечный раскос кабины и потерял сознание. К счастью, травмы, полученные летчиком, оказались не сильными, и через некоторое время после лечения в госпитале он смог вновь вернуться к летной работе.

Для выяснения причин аварии была образована комиссия во главе с летчиком-испытателем Н.С.Рыбко. Комиссия пришла к выводу, что причина аварии заключалась в неполном выпуске посадочной лыжи. В аварийном акте было записано: "Единственной возможной причиной неполного выпуска лыжи в полете 30 сентября с технической стороны явились неправильные действия летчика Цизе, выразившиеся в том, что он не полностью нажимал на кнопку сцепления рычага выпуска лыжи. В результате рычаг лебедки работал вхолостую, и лыжа не была поставлена на замок." К этому заключению можно только добавить, что из-за трудностей, возникших в управлении, все внимание летчика, видимо, сосредоточилось на пилотировании самолета, и именно поэтому он не полностью нажимал кнопку сцепления рычага выпуска лыжи.

К сожалению, прямых документов о дальнейших испытаниях "346" найти пока не удалось.Тем не менее, о последующих за этой аварией работах можно судить со слов ведущего инженера по испытаниям "346" В.Я.Молочаева.

После аварии Цизе самолет был отремонтирован, на нем сделали ряд доработок, а затем перевезли в ЛИИ. Там на машине летал летчик– испытатель Петр Иванович Казьмин. Основное внимание в его полетах уделялось пилотажным качествам "346Д", и ЖРД не включался. В первом же полете лыжа снова не встала на замок. Однако, посадка, произведенная на снег, окончилась вполне благополучно, и "346Д" остался почти не поврежденным. Через некоторое время П.И.Казьмин произвел второй полет, в котором "346Д" буксировался самолетом Ту-2 на высоту около 2 км, затем был отцеплен и совершил свободный полет. Посадка опять оказалась неудачной, поскольку произошла с недолетом. Потребовался ремонт, хотя и небольшой.

По результатам полетов П.И.Казьмина было сделано заключение о том, что пилотажные качества "346Д" удовлетворительны, и его можно допустить к полетам с работающим двигателем.

Авария "346/Т после первого полета ( 30 сентября 1949 г.)

После ремонта на самолете «346Д» провели наземную отработку ЖРД. С получением удовлетворительных результатов было принято решение о начале летных испытаний с двигателем.

Пе-8 подвешенным под ним самолетом ”5-2” модифицированным (верх – темно-зеленый низ – голубой)

Самолет ”5-2” (цвет – серый)

Вверху: самолет ”346А”– планерный вариант самолета ”346” (цвет – черный)

Самолет ”5-2” модифицированный (закрашена звезда на киле)

Внизу: самолет ”346Д” (цвет – металл)

В-29 в качестве самолета-носителя для самолета ”346Д” (цвет – металл)

Предпочтение отдали летчику В.Цизе, как имевшему наибольший опыт полетов на «346».

И вот наступил долгожданный день полета с ЖРД. В-29 с самолетом "346Д" стартовал с аэродрома Теплый Стан. На высоте около 10 км самолет был отцеплен. Включился ЖРД и "346Д”, быстро разгоняясь, свечой пошел вверх. Он прошел буквально перед самым носом В-29 и продолжал стремительно набирать высоту. Зрелище было впечатляющим, но недолгим. Очень скоро летчик сообщил, что самолет неуправляем, после чего ему дали команду катапультироваться. Катапультирующие устройства сработали безотказно, и В.Цизе благополучно приземлился на парашюте. Документальные материалы по этому полету не найдены, возможно, что они и не существуют.

Так закончилась программа создания и испытаний экспериментальных скоростных самолетов. Результаты, на которые так надеялись, получить не удалось. Но считать, что работы над этими машинами оказались напрасными, конечно же нельзя. Они помогли набрать бесценный опыт. Пусть далеко не в той степени, как рассчитывали, но тем не менее было получено довольно много полезного материала. Бесспорно, что приобретенный опыт оказался очень важен при создании новых скоростных самолетов.

Дальнейшего развития работы по созданию экспериментальных скоростных самолетов с ЖРД в СССР не получили. Быстрое совершенствование турбореактивных двигателей позволило на их базе строить самолеты, способные достигать больших скоростей. Появились сверхзвуковые аэродинамические трубы различного типа, а затем и пилотажные стенды. Все это позволило еще до полета самолета определить его аэродинамические свойства и характеристики управляемости. Словом, ко второй половине 50-х годов в распоряжении ученых и конструкторов уже был довольно большой арсенал экспериментальных средств исследования. В этих условиях надобность в скоростных экспериментальных самолетах практически отпала.

ЛИТЕРАТУРА

Летные испытания экспериментального самолета "5" конструкции Бисновата P.P. в планерном варианте.

Отчет ЛИИ, №50-149,1950.

Отчеты о испытаниях объекта №46 в трубе ЦАГИТ-101. МузейЦАГИ, фонд НТО, №469,1947.

Испытания отделяемой кабины самолета "346" и ее катапультирующего устройства.

Отчеты ЛИИ, №49-191,49-364,1949.

Отчеты о летных испытаниях экспериментального самолета ”346".

Отчет ЛИИ №349,1949. Актов аварии самолета"346". Материал ЛИИ, 1949.

Михайлов В. С. Ракетные самолеты второй мировой войны.

История авиации и космонавтики, вып. ИИЕТ,№25, Москва, 1975.

GreenW. The warplanes of the Third Reich. London, Macdonald and Janes, 1979.

САМ-13

САМ-13 в препараторской блока аэродинамических трубТ-101 -Т-104, где проводится подготовка самолетов или крупномасштабных моделей к испытаниям

Это был одноместный двухмоторный истребитель, спроектированный под руководством А.С.Москалева в 1940 г. Идея его создания состояла в том, чтобы дать легкий дешевый истребитель с хорошими летными данными. Конструкторы применили новую, не встречавшуюся ранее в СССР, аэродинамическую компоновку: двухбалочный моноплан с коротким фюзеляжем, в носовой и хвостовой частях которого располагались два французских рядных мотора воздушного охлаждения «Рено» по 236 л.с.. Они вращали соответственно тянущий и толкающий винты. Летчик размещался между моторами. *

[Закрыть]При такой схеме обеспечивался наименьший мидель фюзеляжа, поскольку моторы вписывались в габариты кабины пилота. Шасси – с носовым колесом. Вооружение должно было состоять из четырех пулеметов ШКАС калибра 7,62 мм (при испытаниях самолета пулеметы не ставились). По расчетам конструкторов максимальная скорость САМ-13 на высоте должна была превышать 600 км/час.

*Примерно двумя годами раньше подобная схема была реализована на опытном истребителе голландской фирмы Фоккер D-23

Истребитель на весах трубыЦАГИ Т-104 перед испытаниями

В 1940 г.– начались испытания САМ-13 (летчик Н.Д.Фиксон). В ходе испытаний обнаружилось, что самолет нуждается в доработках (в первую очередь по шасси). В том же 1940 г. истребитель передали в ЦАГИ для проведения испытаний в одной из крупнейших аэродинамических труб Т-104. Основная цель испытаний состояла в определении эффективности работы винтомоторной установки, особенно заднего винта.

Документы как по летным, так и по трубным испытаниям САМ-13 пока не обнаружены. До последнего времени отсутствовали даже фотографии самолета. Сравнительно недавно найдены две фотографии САМ-13, которые публикуются здесь первый раз.Фотографии сделаны в 1940 г.

Самолет САМ-13

двигатели – 2x220 л.с. Рено ’’Бенгали” 6

длина самолета 6,66м*

размах крыла 7,3м*

высота самолета с убранными шасси 1,52м*

* данные приблизительные

ЛС

В статье впервые рассказывается об экспериментальном планере ЛС. В первый раз публикуются и его фотографии со схемой.

В конце тридцатых – начале сороковых годов в научно-исследовательских центрах разных стран развернулись интенсивные поисковые работы по новым профилям крыльев и формам фюзеляжей. Отличительной их особенностью должно было стать наличие на обтекаемой поверхности довольно протяженных зон, где течение в пограничном слое носило бы не завихренный (турбулентный), как обычно, а плавный (ламинарный) характер. Благодаря этому резко уменьшалось аэродинамическое сопротивление самолета (точнее – сопротивление трения). Разработка так называемых ламинарных профилей и фюзеляжей представляло в ту пору сложную научную и техническую задачу. Для получения наибольшего эффекта требовались уже иные подходы и к аэродинамической компоновке самолета в целом. По мнению ученых ЦАГИ, работавших в этом направлении (первыми среди них были И.В.Остославский, Г.П.Свищев и К.К.Федяевский), перспективный самолет с ламинарным обтеканием должен был представлять собой двухбалочный моноплан с хорошо обтекаемым фюзеляжем, в хвостовой части которого располагался бы мотор с толкающим винтом. Крыло небольшого сужения, трапецевидное в плане.

Но, прежде чем строить опытный самолет, требовалась тщательная экспериментальная проверка. Дело осложнялось тем, что провести все необходимые исследования в аэродинамических трубах оказалось невозможным, поскольку в них набегающий поток не имел достаточной для таких тонких экспериментов плавности и был слишком завихрен. Стала очевидной необходимость летного эксперимента. И тогда решили построить экспериментальный планер, который получил название ЛС (ламинарный слой). Его собрали в ЦАГИ в 1942 г.

ЛС полностью отвечал новым принципам аэродинамической компоновки перспективного истребителя. Вот только шасси сделали неубирающимся (на снимках обтекатели шасси сняты). Крыло планера было составлено из ламинарных профилей ЦАГИ, разработанных И.В.Остославским и К.К.Федяевским в 1939 г. Эти профили имели рекордно низкое аэродинамическое сопротивление, но одновременно обладали неважными несущими свойствами. Последнее, вообще-то говоря, в той или иной мере характерно для всех ламинарных профилей.

Для испытаний планера пригласили такого квалифицированного летчика как В.Л.Расторгуев. Но даже он не смог справиться с управлением ЛС. При заходе на посадку ЛС резко просел и ударился о землю. Летчик остался цел, но планер оказался совершенно разрушен.

Неудача не обескуражила ученых. Просто опыт показал, что требуются другие профили с лучшими несущими характеристиками. И такие профили в ЦАГИ в 1943 г. разработал Г.П.Свищев (ныне академик АН СССР).

Планер ЛС

длина 10,390 м

размах крыла 14,895 м

высота 3,170 м

Экспериментальный планер ЛС перед испытаниями

Як-7л, Ла-7л

Ла-7л на испытаниях в натурной аэродинамической трубе ЦАГИ Т-101

Из этой статьи читатели впервые узнают о двух малоизвестных экспериментальных истребителях, сыгравших заметную роль в развитии советской аэродинамики.

После неудачи с планером ЛС, о котором рассказано в предыдущей статье, созданные Г.П.Свищевым ламинарные профили новых серий решили испытать на одномоторном самолете-истребителе. Правда, выгода от применения ламинарных профилей в этом случае заметно снижалась, поскольку значительная часть крыла оказывалась в сильно завихренном потоке винта. В таких зонах ламинарный пограничный слой существовать не может. Тем не менее, при рассмотрении различных вариантов остановились именно на таком решении, обеспечивающим минимум производственных работ и позволяющем в наиболее короткий срок оценить эффективность применения новых профилей на уже существовавших отечественных самолетах.

Первым в СССР самолетом, на котором поставили ламинарные профили ЦАГИ, стал истребитель Як-7Б. Ранее на нем уже были проведены работы по улучшению аэродинамики в соответствии с рекомендациями ЦАГИ. Машина получила название Як-7л. Для экономии времени и сил решили на первом этапе исследований сохранить силовую конструкцию крыла со всеми его агрегатами, а изменить лишь профиль. Работы завершили в мае 1944 г.

Як-7л прошел полный цикл исследований в натурной аэродинамической трубе ЦАГИ Т-101, а затем и в полете (июль-август 1944 г.). Летали летчики-испытатели Л И И М. Л. Галлай и А.Н.Гринчик. Прирост скорости от установки измененного крыла составлял (в зависимости от гладкости поверхности) от 5 до 23 км/час. Максимальная скорость при очень тщательной отделке крыла достигла 620 км/час на высоте 3600 м ( у земли 559 км/час). Скороподьемность почти не изменилась.

Як-7 л на испытаниях в ЛИИ (август 1944 г.)

Испытания Як-7л дали богатейший экспериментальный материал. Но все же этот самолет не мог полностью удовлетворить аэродинамиков. Дело в том, что форма крыла Як-7 в плане являлась не совсем подходящей для ламинарных профилей. Из-за слишком большого сужения (отношение корневой хорды х концевой) выигрыш в сопротивлении снижался. Второй этап исследований заключался в том, чтобы испытать крыло, идеально подходящее для ламинарных профилей. Такое крыло спроектировали в ЦАГИ и в 1944 г. поставили на истребитель Ла-7, который получил название Ла-7л. В конце года шли всесторонние испытания Ла-7л в натурной трубе ЦАГИ Т-101. Но в полет ему отправиться было не суждено. Произошло это из-за того, что 2 января 1945 г. начались летные испытания нового истребителя ОКБ С.А.Лавочкина – самолета «120», представлявшего собой дальнейшее развитие Ла-7. На самолете "120” стояло крыло, идентичное крылу Ла-7л.

В истории советской авиации истребитель Ла-7л является, пожалуй, уникальным образцом, "летавшим" только в аэродинамической трубе.

Испытания Як-7л и Ла-7л стали отправной точкой для широкого внедрения ламинарных профилей в послевоенном советском самолетостроении. Не менее важно и то, что на их основе были вскоре созданы отечественные скоростные профили, на базе которых компоновались крылья почти всех наших первых реактивных самолетов.