Текст книги "Экспериментальные самолёты России. 1912-1941 гг."

Автор книги: Дмитрий Соболев

сообщить о нарушении

Текущая страница: 10 (всего у книги 21 страниц)

Для проверки эксплуатационных качеств электрона в морской среде в 1936 г. началось строительство летающей лодки-моноплана Э-3 (конструктор П.М. Данилов). Она имела свободнонесущее трапециевидное крыло и двигатель М-11 с тянущим винтом. Лодка была целиком из электрона, крыло и оперение – с полотняной обшивкой. Самолёт остался недостроенным, работы по нему прекратили в 1937 г.[152]152
  Шавров. С. 559.


[Закрыть]

Не смогли завершить строительство и истребителя И-21 конструкции Р.Л. Бартини, о котором говорилось в главе о самолётах «Сталь-6» и «Сталь-8», так как завод по производству легких сплавов № 95 в Кунцево не сумел наладить выпуск электрона с требуемыми авиастроителям характеристиками.

В 1938 г., сразу после завершения испытаний Э-1, в НИИ ВВС состоялось совещание по вопросу электрона как конструкционного материала. Приняли решение рекомендовать использование этого сплава в самолётостроении, но применять его на не относящихся к силовой конструкции деталях, таких как колёсные диски, капоты двигателей, баки, сидения, корпуса приборов[153]153
  РГВА. Ф. 24708. Оп. 11. Д. 236. Л. 11–26.


[Закрыть].

Хотя работы по электронным самолётам не вышли из стадии эксперимента, связанное с ними освоение технологии выпуска деталей из магниевых сплавов ускорило внедрение данного материала в практику, а достижения металлургии в послевоенные годы сделали возможным применение в авиационной технике литейных и деформируемых сплавов на основе магния, пригодных для производства изделий, работающих в самых разнообразных условиях.

Невидимый самолёт

В 1913 г. в одном из номеров петербургского журнала «Аэро» появилась необычная заметка. В ней говорилось: «В конце мая на Гатчинском аэродроме был совершён ряд опытов с новой аэропланной материей. Материя отличается необыкновенной прозрачностью. Сидящему в аппарате пилоту видна сквозь крылья поверхность земли. С другой стороны, сам аппарат для находящихся на земле сливается с небом и уже на высоте 100 метров делается почти что невидимым»[154]154
  Аэро. 1913. № 12. С. 16.


[Закрыть].

Создателем малозаметного самолёта был Владимир Александрович Лебедев – один из первых русских лётчиков и авиастроителей, шеф-пилот лётной школы Всероссийского императорского аэроклуба. В июльском номере журнала «Всемирное техническое обозрение» за 1913 г. он опубликовал статью «Прозрачная материя для крыльев аэропланов» о материале, позволяющей самолёту как бы растворяться в небе[155]155
  Король В.В.В небе России. СПб., 1995. С. 143.


[Закрыть].

В.А Лебедев.

Фоккер ЕЗ с прозрачной обшивкой крыла и задней части фюзеляжа – попытка создать невидимый истребитель в годы Первой мировой войны.

В октябре в том же журнале появилась новая публикация о самолёте-невидимке: «На Гатчинском аэродроме испытывался недавно фарман, покрытый особым прозрачным эмалитом[156]156
  Эмалит – лак, которым покрывают полотняную обшивку самолётов. Обычно он имеет бледно жёлтый цвет.


[Закрыть] по способу авиатора В.А. Лебедева. Особенность этого фармана заключается в том, что аппарат даже на сравнительно небольшой высоте делается почти невидимым и о его присутствии можно догадаться только по шуму мотора… Опыты будут продолжены, и если дальнейшие испытания будут тоже удачны, предполагается покрыть этим эмалитом и военные аэропланы»[157]157
  Всемирное техническое обозрение. 1913. Октябрь. С. 22.


[Закрыть]. О специальной прозрачной материи речь уже не шла – очевидно, слишком тонкая ткань не годилась для обшивки.

Первые бипланы «Фарман» не имели фюзеляжа и если их плоскости были бы выполнены хоть отчасти прозрачными, самолёт действительно был бы малозаметен в небе. Но невидимым он, конечно, стать не мог: мотор, лётчика, шасси, деревянный каркас сделать прозрачными невозможно. А на новых самолётах, принятых на вооружение в 1913–1914 гг. («Ньюпор», «Моран», «Вуазен») к тому же появился фюзеляж.

Итак, чуда не произошло. Но идея «аппарата-невидимки» была слишком заманчивой, чтобы отказаться от нее. Новую попытку создания прозрачного самолёта предприняли в СССР в 1930-е годы. Её инициатором был начальник кафедры конструирования самолётов Военно-воздушной академии Сергей Григорьевич Козлов. В Российском государственном военном архиве сохранился отчёт Козлова об этой работе (1935 г.):

«Около семи лет тому назад я начал работать над вопросом уменьшения видимости самолёта, но неблагоприятно складывавшаяся обстановка и большая загрузка не позволяли начинать конкретное осуществление моих идей, и приходилось ограничиваться лишь чисто теоретическими соображениями и весьма примитивными экспериментами, которые я мог провести лично сам и без каких бы то ни было ассигнований.

…В октябре месяце 1934 г. мною была произведена первая попытка уменьшить видимость самолёта путём замены обычного покрытия. Начальник штаба ВВА т. Свирковский по моему докладу отпустил на первые работы 1300 р. и снарядил самолёт У-2.

С задней части фюзеляжа самолёта У-2 (начиная со второго отсека от заднего сиденья до начала стабилизатора) было снято полотно с боков и снизу и фанера сверху, и вместо этого поставлен целлон (разновидность целлулоида. – Д.С.).

Целлон пришлось употреблять случайный, так как на усовершенствование его не было ни средств, ни возможностей. Механические качества были невысоки, прозрачность неважная, и кроме того, он обладал сильным собственным жёлто-коричневатым цветом. Этим случайным материалом и была обтянута задняя часть фюзеляжа У-2. Самолёт совершил в таком виде ряд полётов, показавших заметное уменьшение видимости фюзеляжа в сравнении с обычным. Демонстрация производилась в присутствии Начальника ВВС т. Алксниса, Начальника штаба ВВА т. Свирковского и Пом. Начальника Академии по политчасти т. Смоленовского.

На моём донесении о демонстрации имеется запись Начальника штаба: „Идея эта Нач. ВВС очень понравилась, он считает необходимым продолжать работу“.

…Второй эксперимент. Работа ведётся на средства и при помощи ОИ НКО (Отдел изобретений Наркомата обороны – Д.С.); самолёт АИР-4 предоставлен по распоряжению Начальника ВВС т. Алксниса. Работа проведена силами Кабинета конструирования летательных аппаратов при кафедре ВВА того же названия. Начало работ можно считать со дня подписания договора между ОИ НКО и ВВА от 17 апреля 1935 г.

Цель работ – исследование возможности покрытия самолёта целлоном советского производства, включая и несущие поверхности, и установление эффективности такого покрытия как средства уменьшения видимости.

Вначале предполагалось покрыть целлоном те места, которые обтянуты полотном, но после вскрытия АИР-4 обнаружено, что большая часть крыла, передняя половина фюзеляжа и некоторые части оперения покрыты фанерой, причём фанера введена в конструкцию как работающая обшивка. Поэтому по согласованию с ОИ НКО было решено изменить соответствующим образом крыло, оперение и часть фюзеляжа АИР-4, и покрыть его целлоном по возможности весь.

Переделанный и покрытый прозрачным покрытием самолёт АИР-4 в дальнейшем будет называться „ПС“, что значит „прозрачный самолёт“.

…25 июля самолёт совершил свои первые полёты. На полётах присутствовал представитель командования ВВА т. Бузангов, который констатировал, несмотря на низкую высоту полёта (100–150 м) и облачность, заметное снижение видимости самолёта; на некоторых ракурсах фюзеляж и вертикальное оперение были видны в виде очень неясного контура, а временами пропадали совсем.

Вторая серия полётов была проведена 26 июля. При полётах присутствовали: Зам. Начальника ОИ НКО. т. Горшков Н.П. и Инспектор при Начальнике Вооружений РККА т. Сафронов С.И.

Осмотр в ангаре после полёта обнаружил на крыле, коке фюзеляжа и частично на хвостовом оперении некоторое пожелтение покрытия, особенно заметное в тех местах, где стоит целлон толще 0,5 мм.

Констатирована также некоторая гигроскопичность целлона, вследствие которой он реагирует на сильную влажность воздуха появлением морщин в слабо натянутых местах.

Потемнение целлона объясняется выпадением красителей, так как данная партия целлона была недостаточно отбелена…

Общий вид самолёта ПС.

Благодаря прозрачной обшивке экипаж имел превосходный обзор вниз.

28 июля самолёт ПС перегнали на Серпуховский аэродром согласно указанию Начальника IV Отдела УВВС РККА. В Серпухове было совершено несколько полётов. Полёты проходили при ясном небе и ярком солнце, и целлон, имевший при полёте из Москвы жёлто-коричневатый оттенок, за время полёта отбелился под влиянием солнца. Самолёт шёл из Москвы в Серпухов в сопровождении У-2 и мною был проделан следующий опыт: экипажи обоих самолётов (У-2 и ПС) определили на глаз наибольшее расстояние между самолётами в одно и то же время. Результаты: экипаж У-2 определил расстояние до ПC как 2000–2500 м, тогда как экипаж ПС определил расстояние до У-2 как 600–700 м. Это показывает значительное снижение видимости за счёт прозрачного покрытия, так как габариты обоих самолётов примерно одни и те же.

После полёта обнаружено, что сухари передних узлов фюзеляжа разошлись и вследствие этого лопнула обшивка левого борта фюзеляжа. Силами мастерских части 1688 был произведен ремонт и, кстати, снято второе сиденье для улучшения самолёту скороподъёмности и потолка…

Вертикальное оперение АИР-4 с целлоновой обшивкой.

7 августа самолёт сделал ещё полёт в Серпухове на высоте 200 м. Видимость приблизительно такая же, как при первом полёте.

16 августа самолёт перегнали на аэродром части 1127 для испытаний, и 22 августа были проведены испытания, на которых присутствовали: начальник Отдела изобретений НКО т. Русанов, его заместитель г. Горшков, начальник 1-го Отделения ОИ НКО т. Федоров, командир части 1692 т. Залевский, начальник штаба той же части т. Марков и др.

Самолёт летал на высотах 500, 1000, 1500, 2000 и 2500 метров, причем в паре с ним ходил У-2 для сравнения видимости, и, кроме того, производилось фотографирование обоих этих самолётов с третьего самолёта Р-5. На самолёте У-2 летел наблюдателем начальник штаба части 1695 т. Куприянов для наблюдения видимости ПС с воздуха, такое же задание получил и экипаж самолёта Р-5.

Кратко результаты наблюдения сводятся к следующему. Видимость ПС в сравнении с У-2 значительно снижена, как при наблюдении с земли, так и с воздуха; на высоте 2500 м на некоторых ракурсах самолёт ПС не виден совершенно (ни одним из присутствующих), тогда как У-2 и Р-5 отчетливо видны…

Самолёт с 25 июля по 23 августа 1935 г. в общей сложности налетал 7 часов в самых разнообразных метеорологических условиях (дождь, туман, яркое солнце)…

Самолёт в течение месяца находился в обычных аэродромных условиях. Применение целлона оправдывает себя как средство уменьшения видимости.

Сравнение визуальной заметности самолётов У-2 и ПС.

Если принять во внимание, что самолёт АИР-4, из которого и был переделан ПС, по своей внутренней структуре весьма неблагоприятен для данной цели, а также, что целлон не являлся вполне кондиционным, то я считаю, что этот эксперимент даже превзошел мои ожидания, так как я не рассчитывал на такое уменьшение видимости, какое получилось, т. е. вплоть до невидимости.

Испытания самолёта ПС дали большой материал для нахождения конструктивных форм, специально приспособленных к невидимому самолёту. Кроме того, очень резко выявилось, что применением целлона (частичным) можно сильно улучшить обзор как лётчику, так и наблюдателю на существующих самолётах»[158]158
  РГВА. Ф. 29. Оп. 38. Д. 12.


[Закрыть].

В выводах комиссии, наблюдающей за испытаниями, отмечалось, что замысел Козлова представляет интерес, и высказывалась надежда, что специально сконструированный самолёт даст ещё больший эффект. Одновременно рекомендовалось обратить внимание на улучшение прозрачности и механических свойств целлона.

Получив моральную поддержку, Козлов предложил спроектировать одноместный скоростной фоторазведчика с прозрачной обшивкой и мотором М-22, сконструированный таким образом, чтобы максимально снизить заметность силового каркаса. Самолёт планировалось построить в 1937 г.[159]159
  Орлов М.Невидимка Сергея Козлова // Крылья Родины. 2001. № 12. С.


[Закрыть]

Однако в середине 1930-х годов в конструкции скоростных самолётов стали применять металлическую обшивку, воспринимающую нагрузки в полёте.

Хрупкий целлон не подходил для этого. Поэтому проект разведчика-невидимки остался нереализованным. Больше к идее прозрачного самолёта С.Г. Козлов не возвращался.

Но на этом история с «невидимками» не закончилась. В 1938 г. профессор Научно-исследовательского института инженерной техники РККА Я. Каждан предложил покрыть обшивку самолёта отражающим зеркальным материалом.

Идея не нова. Ещё до Первой мировой войны английский лётчик и конструктор Адам Рони предложил «невидимый дирижабль». Невидимость аппарата должна была достигаться покрытием его слоем тщательно отполированного хрома. Как сообщалось в июльском номере журнала «Всемирное техническое обозрение» за 1913 год, благодаря этому дирижабль принимал вид зеркала и на высоте 2500 футов становился совершенно незаметным для глаза.

Профессор Каждан, скорее всего, не знал об этой публикации в дореволюционном журнале. В НИИ ВВС взялись за испытания предложенного НИИИТ метода маскировки. Покрытие, представляющее собой слой никеля, нанесённый гальваническим способом на медную основу, не могло использоваться для изготовления обшивки самолёта из-за низкой прочности, а при наложении его поверх существующей полотняной или металлической обшивки вес самолёта увеличивался примерно на 1 кг/м². Тем не менее, свойства нового материала осенью 1938 г. были опробованы на практике. Для проверки маскировочного эффекта на биплане У-2 левую пару крыльев закрыли с двух сторон зеркальным покрытием взамен полотна. Так как в таком виде самолёт не мог подняться в воздух, его сфотографировали стоящим на земле на инфракрасную пленку с красным фильтром и на изопанхром с жёлтым фильтром с высот 1000, 2000, 3000 м. Также производились визуальные наблюдения невооруженным глазом. При всех условиях самолёт был хорошо различим – внимание приковывали яркие блики, отбрасываемые зеркальной поверхностью. Эти блики были видны при различных углах наблюдения и особенно резко при наблюдении против солнца. Заключение по испытаниям было отрицательным: «Зеркальное покрытие для обшивки самолётов непригодно вследствие его низких механических качеств и демаскирующих свойств»[160]160
  Вахламов В., Орлов М. Цвета советской авиации // М-хобби. 1999. № 4. С. 14; РГВА. Ф. 24708. Оп. 11. Д. 210 // Ivan Rodionov's Chronology of Soviet Aviation.


[Закрыть].

Создать невидимый самолёт не удалось, и долгое время основным средством маскировки оставалась камуфляжная окраска. Только в 1970-е годы конструкторы и учёные вновь занялись «невидимками», но на этот раз незаметными не для глаза, а для радиолокатора. Сейчас такие летательные аппараты находятся на вооружении.

Стратопланы

Наряду со скоростью и дальностью важнейшей характеристикой самолётов являлась высота полёта. Достижение больших высот привлекало возможностями увеличения скорости за счёт пониженного сопротивления разрежённого воздуха и полёта «над погодой» (выше грозовых фронтов и других неблагоприятными явлений). Но самыми важными представлялись военные преимущества, так как сверхвысотные летательные аппараты были недоступны для зенитного огня и истребителей противника. Ещё в 1917 г. в Германии попытались производить специальные высотные дирижабли для налётов на Англию, но технические проблемы, возникшие при испытаниях, не позволили принять их на вооружение.

Работы по созданию самолётов-стратопланов, способных достичь стратосферы[161]161
  Стратосферой называется слой атмосферы на высоте от 11 до 50 км.


[Закрыть], начались в Германии на фирме «Юнкерс» в конце 1920-х годов по заданию немецкого авиационного исследовательского центра DVL. 2 октября 1931 г. стартовали испытания стратоплана Ju 49 с гермокабиной на двух человек. Самолёт имел характерную для «юнкерсов» металлическую монопланную схему и был оборудован мотором с двухступенчатым нагнетателем воздуха, позволявшим поддерживать мощность силовой установки с подъёмом на высоту. Из-за экономического кризиса в Европе и банкротства в 1932 г. фирмы «Юнкерс» испытания и необходимые доработки шли медленно. В 1933 г. Ju 49 был передан в DVL, а полёт в стратосферу на высоту 12500 м удалось осуществить только в 1935 г.

Юнкерс Ju 49.

Тогда же постройкой стратосферных самолётов занималась французская фирма «Фарман», но их испытания закончились неудачно.

Третьей страной, подключившейся к созданию стратопланов, был Советский Союз. В 1932 г. и. о. начальника Главного управления авиапромышленности Макаревский писал в правительство:

«Полёты в стратосферу являются ближайшим этапом развития аэронавтики, т. к. только при помощи таких полётов можно достигнуть:

а). Сверхбольших скоростей,

б). Осуществить полёт в постоянных благоприятных метеорологических условиях,

в). С точки зрения военного значения, получить недосягаемость для зенит ной артиллерии и незаметность самого полёта.

г). Сверх того, стратосферные полёты имеют и громадное научное значение.

…Проблема создания стратосферного самолёта заключается не столько в создании планера, сколько в создании специального силового агрегата, могущего работать в условиях стратосферы. Эта проблема распадается на создание специального движителя и специального винта.

Специальный движитель может быть 3-х различных типов:

а). Реактивный движитель ракетного типа…

б). Или реактивный движитель может состоять из паровой турбины.

в). Наконец – для движителя может быть использован нормальный мотор, изменённый таким образом, чтобы он сохранял свою мощность на высоте, т. к. разрежённый воздух стратосферы недостаточен для правильной карбюрации и полного сгорания горючего в цилиндре обычного авиационного мотора.

Из этих трёх решений последнее решение, хотя и является паллиативным, т. к. позволяет достигнуть высоты полёта лишь в пределах до 15–18 км, однако на настоящей стадии техники является единственно реальным. Первые два решения находятся в настоящее время лишь в состоянии лабораторных опытов. Поэтому Конструкторский Отдел (КО) и Бюро Новых Конструкций (БНК) ЦАГИ пошли при осуществлении построения стратосферного самолёта в направлении реализации третьего пути решения вопроса.

Сохранение мощности мотора может быть получено путём построения мотора внутреннего сгорания с переменной степенью сжатия. Однако реализация такого мотора представляет настолько значительные механические трудности, что такого рода решения в настоящее время приходится признать нереальными.

Поэтому остаётся второй путь – постановка на моторах импеллеров (нагнетателей. – Д.С.), назначение которых состоит в том, чтобы, засасывая большие количества разрежённого воздуха, сжимать его примерно до атмосферного давления и при этом давлении подавать в мотор. Таким образом, для полёта в стратосферу требуется специальный высотный мотор с сильным импеллером.

Следует отметить, что современные импеллеры на своё вращение поглощают достаточно большую мощность, а именно на высоте 15 км до 40–50 % мощности мотора. Последнее условие и ограничивает применение мотора с импеллером высотой лишь примерно до 18 км.

Изучение характеристических винтов, употребляемых в авиации, показывает, что их коэффициент полезного действия быстро убывает с высотой. Так как тяга винта пропорциональна массе воздуха, протекающей через площадь, ометаемую винтом, то отсюда легко заключить, что всякое уменьшение этой массы соответствует уменьшению тяги винта и, следовательно, уменьшению его коэффициента полезного действия, тем более значительному, чем более воздух будет разрежён. Наиболее простым средством здесь является, по-видимому, постановка винта регулируемого переменного шага во время полёта.

Второй способ получения решения вопроса, вытекающий из изучения характеристических кривых винтов, заключается в построении винта, могущего менять с высотой свою скорость вращения при сохранении скорости вращения мотора, что может быть достигнуто с помощью установки коробки скоростей.

Третьим обстоятельством, с которым мы встречаемся в стратосферном полёте, является сохранение жизни лётчика и возможность для него нормально работать в удобных условиях на большой высоте. Организм человека может существовать более или менее нормально до высот в 6–7 км. На высотах от 6 до 12 км жизнь может быть поддержана добавочным кислородным питанием. Выше 12 км давление настолько мало, что человеческий организм погибает. Поэтому для осуществления стратосферного полёта необходима особая герметическая кабина, в которой поддерживается необходимое давление, вводится кислород, обеспечивающий дыхание лётчику, и удаляется углекислый газ, выделяемый при дыхании. Чрезвычайно низкие температуры от -50 до -70 °C в стратосфере создают также ряд трудностей, а именно, явление обмерзания, замерзания смазки органов управления, необходимость отепления кабины. Однако эти трудности при современном состоянии техники могут быть разрешены»[162]162
  РГАЭ. Ф. 8328. Оп. 1. Д. 702. Л. 27–31.


[Закрыть].

Помимо Конструкторского отдела и Бюро новых конструкций ЦАГИ проектированием стратопланов занимались в Военно-воздушной академии и в НИИ Гражданского воздушного флота. В отличие от высотных самолётов ЦАГИ, эти стратопланы должны были иметь по два двигателя и были рассчитаны на достижение высот 16–18 км (расчётный потолок самолётов ЦАГИ составлял около 15 км)[163]163
  ГАРФ. Ф. 8418. Оп. 6. Д. 74.


[Закрыть].

Проект стратосферного самолёта БНК-4, созданный под руководством С.А. Лавочкина в 1932 г., предусматривал размещение двухместной гермокабины в передней части фюзеляжа. За кабиной устанавливался двигатель М-17 и паровая турбина, обеспечивающая наддув силовой установки с помощью двухступенчатого центробежного нагнетателя. Воздушный винт – с гидравлическим приводом от мотора. Оперение вынесено на балках, шасси – убирающееся в полёте. Конструкция самолёта цельнометаллическая с двойной обшивкой верхней поверхности крыла для конденсации выходящего из турбины пара. Расчётные характеристики: площадь крыла – 45 м², полётный вес – 2300 кг, мощность двигателя – 500 л. с., максимальная скорость на высоте – 400 км/ч, потолок – 14 500 м, продолжительность полёта – 2 часа. Проект был отклонён в 1933 г. из-за чрезмерной новизны конструкции и опасности вибраций балочного хвостового оперения.

РГАЭ. Ф. 8328. Оп. 1. Д. 702. Л. 7-10

Велись также переговоры с «Юнкерсом» о совместном продолжении работ по экспериментальному самолёту Ju 49 и даже прорабатывался заказ в Германии трёхместного стратоплана военного назначения с рабочей высотой полёта 15 км. Приход Гитлера к власти поставил крест на этих планах.

Пришлось опираться на собственные силы. Из всех проектов выбор пал на стратоплан Конструкторского отдела ЦАГИ, на базе которого было создано Бюро особых конструкций (БОК) под руководством старшего инженера ЦАГИ Владимира Антоновича Чижевского. В коллектив бюро входили инженеры Н.Н. Каштанов, В.И. Лапчинский, В.Г. Флоров и др. «Бюро Особых Конструкций является объединяющим и руководящим органом ЦАГИ по всем вопросам, возникающим в связи с осуществлением поступающих новых идей технической мысли и изобретений, относящихся к области исследовательской или опытно-производственной работы ЦАГИ, но не укладывающихся в рамки плановой работы отдельных Отделов ЦАГИ», – сказано в Положении о БОК от 27 января 1931 г.[164]164
  Архив Музея Н.Е. Жуковского. Фонд БОК.


[Закрыть]

Но немногочисленному коллективу БОК был не под силу столь широкий круг задач, и там сосредоточились на стратосферных полётах. В 1932 г. под руководством Чижевского была изготовлена герметическая гондола экипажа стратостата «СССР-1», 30 сентября 1933 г. осуществившего полёт на рекордную высоту 19 тыс. м. Теперь дело было за стратопланом.

Создание самолёта, получившего обозначение СС («стратосферный самолёт»), а позднее БОК-1, велось по постановлению Комитета Обороны от 4 июля 1932 г. Так как конструктивные требования к высотным и дальним самолётам близки (большой размах крыла, невысокая нагрузка на крыло, хорошее аэродинамическое качество), по схеме СС был похож на строящийся в ЦАГИ моноплан «Рекорд дальности» (АНТ-25), но имел меньшие размеры. Принципиальными новшествами являлось применение гермокабины и высотной силовой установки. По предварительным оценкам, при моторе М-34 с двухступенчатым нагнетателем конструкции Центрального института авиационного моторостроения (ЦИАМ) самолёт должен был иметь потолок 16 км, максимальную скорость на этой высоте 300 км/ч, дальность полёта– 1100 км. Срок готовности – 4-й квартал 1933 г.

В справке о состоянии работ на 1 октября 1932 г. сказано: «Приступлено к сдаче в производство чертежей отъёмной части крыла. Закончен расчёт хвостовой части фюзеляжа и начинается конструктивная разработка. Закончен расчёт герметической кабины (2-й вариант) и разрабатывается её конструкция.

При осуществлении этого проекта имеются трудности следующего порядка.

1. Отсутствие готового высотного мотора. Вопрос импеллера – новый вопрос и требует большой работы по его осуществлению.

2. Отсутствие винта с поворотными лопастями. Необходимо решить задачу поворотной втулки к мотору М-34. Новизна вопроса и отсутствие опыта у нас требует специальных больших экспериментальных работ.

3. Отсутствие достаточного количества работников, что задерживает темп работ»[165]165
  РГАЭ. Ф. 8328. Оп. 1. Д. 702. Л. 24–25.


[Закрыть].

В.А. Чижевский у гондолы стратостата СССР-1.

К постройке самолёта приступили в конце 1932 г. на заводе опытных конструкций ЦАГИ, но уже в феврале следующего года производство перевели на московский авиазавод № 39, где незадолго до этого изготовили гермокабину стратостата «СССР-1». Туда же, на завод № 39, перебрался коллектив БОК.

Большую часть приборного оборудования для БОК-1 приобрели за границей, на это было выделено 15 тыс. золотых рублей. Обсуждался вопрос о заказе у французской фирмы «Рато» турбонагнетателей – устройств, основанных на использовании турбины, вращающейся в потоке выхлопных газов. В отличие от обычных нагнетателей с приводом от двигателя, турбонагнетатель почти не потреблял мощности, однако вращающаяся со скоростью до 25 тыс. оборотов в минуту и раскаляющаяся в потоке горячих газов до температуры 800 °C крыльчатка требовала специальных конструкционных материалов, которые ещё не были созданы. Из-за ненадёжности турбин «Рато» и отсутствия собственных наработок пришлось отказаться от этой идеи.

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]166
  РГАЭ. Ф. 8328. Оп. 1.Д. 746.


[Закрыть].

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».