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

Автор книги: Дмитрий Соболев

сообщить о нарушении

Текущая страница: 16 (всего у книги 21 страниц)

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]251
  РГАЭ. Ф. 8328. Оп. 1. Д. 808. Л. 9.


[Закрыть]. 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]252
  Отчёт по совместным испытаниям самолёта-бесхвостки БОК-5 Л. 11. Архив автора.


[Закрыть]. 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]253
  Архив Научно-мемориального музея Н.Е. Жуковского. Фонд БОК.


[Закрыть].

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]254
  Стефановский П.М. Триста неизвестных. М., 1968. С. 70.


[Закрыть].

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]255
  РГАЭ. Ф. 8328. Оп. 1. Д. 1139. Л. 19.


[Закрыть]. 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.

В конце года немецкий лётчик и авиаконструктор Г. Эспенлауб установил две пороховые ракеты на крыле планера обычной схемы. Ему удалось осуществить короткий реактивный полёт, но после посадки пилот обнаружил, что вертикальное оперение сильно обгорело. Поэтому следующий опыт Эспенлауб проводил на бесхвостом планере. Аппарат весил 220 кг, из них 70 кг приходилось на пороховые ракеты. Испытание состоялось в октябре 1930 г. на аэродроме в Дюссельдорфе. Отбуксированный на высоту самолётом ракетоплан развил скорость 90 км/ч.

От опытов с пороховыми двигателями трудно было ожидать практического результата. Из-за кратковременности работы пороховых ракет время полётов измерялось секундами, а взлёт происходил с помощью катапульты или самолёта-буксировщика. Нередко случались взрывы и пожары. Как справедливо писалось в журнале «Наука и техника» в 1929 г., «возможно будет серьёзно говорить о ракетном авиатранспорте только тогда, когда техника станет располагать не кратковременно работающими ракетами, а настоящими ракетными двигателями, работающими на жидком или газообразном веществе»[256]256
  Первый ракетный аэроплан // Наука и техника. 1929. № 46. С. 1–2.


[Закрыть].

Под «настоящим ракетным двигателем» подразумевался жидкостный ракетный двигатель (ЖРД), работающий на топливе и окислителе. В нашей стране первым начал заниматься такими двигателями убеждённый сторонник межпланетных полётов, инженер Института авиационного моторостроения Фридрих Артурович Цандер.

Сообщения об испытаниях ракетопланов за рубежом привлекли внимание молодого инженера и планериста Сергея Павловича Королёва, одного из активных членов Группы изучения реактивного движения (ГИРД) – созданной в 1931 г. при Осоавиахиме организации энтузиастов реактивного полёта.

Планер БИЧ-8.

Осенью 1931 г. Королёв получил разрешение облетать бесхвостый планер Б.И. Черановского БИЧ-8, который после испытаний в 1929 г. не использовался. На подмосковной планерной станции Королёв выполнил 12 полётов, от которых у него остались приятное впечатление. «Планер БИЧ-8 отличается полной устойчивостью в продольном и поперечном направлении, так и устойчивостью пути. Очень чуток на руль высоты и не любит резких движений. На малых углах имеет большую скорость снижения, а нормально летит с углом около 30 градусов. Однако при всех возможных режимах не имеет тенденции к потере устойчивости, самопроизвольному уменьшению или увеличению угла, а наоборот очень охотно идёт за ручкой, возвращаясь в исходное положение», – писал Сергей Павлович[257]257
  Королёв С.П. Экспериментальный планер БИЧ-8 («Треугольник») // Самолёт. 1931. № 11–12. С. 36.


[Закрыть].

Во время испытаний БИЧ-8 у Королёва возникла мысль использовать планер для создания экспериментального аппарата с ЖРД. Схема «бесхвостка» позволяла компактно разместить двигатель и баки с горючим и окислителем вблизи центра тяжести, свести к минимуму длину трубопроводов, избежать проблем с защитой хвостового оперения от воздействия реактивной струи.

5 октября 1931 г. Королёв пригласил на аэродром Цандера и продемонстрировал ему полёты бесхвостого планера. Через два дня Королёв и Черановский приехали посмотреть на запуски ЖРД Цандера ОР-1, работающего на бензине и жидком кислороде. Так сложился конструкторский коллектив по созданию ракетоплана РП-1.

С.П. Королёв (справа) и Б.И. Черановский после полёта Королёва на БИЧ-8.

18 ноября 1931 г. идея получила юридическое обоснование – был подписан следующий документ:

«Мы, нижеподписавшиеся, с одной стороны Председатель Бюро Воздушной техники научно-исследовательского отдела Центрального совета Союза Осоавиахима СССР т. Афанасьев Яков Емельянович, именуемый в дальнейшем „Бюро“, и старший инженер 1-й лаборатории отдела бензиновых двигателей „ИАМ“ т. Цандер Фридрих Артурович, именуемый в дальнейшем т. Цандер, с другой стороны, заключили настоящий договор в том, что т. Цандер берёт на себя:

1. Проектирование и разработку рабочих чертежей и производство по опытному реактивному двигателю ОР-2 к реактивному самолёту РП-1, а именно: камеру сгорания с соплом Де Лаваля, бачки для топлива с предохранительным клапаном, бак для бензина в срок к 25 ноября 1931 года.

2. Компенсатор для охлаждения сопла и подогревания кислорода в срок к 3 декабря 1931 года.

3. Расчёт температур сгорания, скоростей истечения, осевого давления струи при разных давлениях в пространстве, вес деталей, длительность полёта при разном содержании кислорода, расчёт системы подогрева, охлаждения, приблизительный расчёт температуры стенок камеры сгорания в сроки, соответствующие срокам подачи чертежей.

Изготовление и испытания сопла и камеры сгорания – к 2 декабря 1931 года. Испытание баков для жидкого кислорода и бензина – к 1 января 1932 года, испытание собранного прибора – к 10 января 1932 года. Установка на самолёт и испытание в полёте – к концу января 1932 года.

…За проведённую работу т. Цандер получает вознаграждение 1000 рублей с уплатой их (в случае выполнения работ) в начале срока приёма 20 ноября 1931 года и по окончании работ по 500 рублей»[258]258
  Голованов Я. Королёв. Мифы и факты. М., 1994. С. 124–125.


[Закрыть].

Аналогичный договор был заключён с Б.И. Черановским на постройку двух бесхвостых планеров БИЧ-11 по типу БИЧ-8; последний был уже изрядно изношен и не годился для серьёзных испытаний.

Со временем тема стала приобретать всё более солидные формы. ГИРД из общественной превратился в финансируемую организацию. Там была образована специальная бригада по ракетопланам и крылатым ракетам, которую возглавил С.П. Королёв. Главное управление авиационной промышленности включило создание ракетного самолёта в план опытных работ, а Президиум Центрального совета Осоавиахима в марте 1932 г. выделил на его испытания 13 тыс. рублей.

Идеей реактивного самолёта прониклись и военные. 2 апреля 1932 г. М.Н. Тухачевский в послании В.М. Молотову писал: «В области авиации применение жидкостного реактивного мотора… в конечном итоге разрешит задачу полётов в стратосфере. Генеральные штабы за границей прекрасно учитывают эти перспективы, засекречивая малейшие достижения в этой области для использования их по военной линии»[259]259
  С.П. Королёв и его дело / Сост. Г.С. Ветров. М., 1998. С. 640.


[Закрыть].

Черановский выполнил задание быстро: первый БИЧ-11 был готов в начале 1932 г. Он отличался от БИЧ-8 увеличенным размахом крыла и раздельными рулями высоты и элеронами вместо элевонов. Конструкция – деревянная, обшивка крыла частично из фанеры, частично из полотна.

22 февраля 1932 г. Королёв сделал на БИЧ-11 первые полёты. «В полёте машина отлично слушается всех рулей. В полёте по прямой допускается бросание ручки и педалей от момента установившегося полёта (после взлёта) вплоть до захода на посадку», – докладывал он[260]260
  Творческое наследие академика Сергея Павловича Королёва. Избранные труды и документы. М., 1980. С. 48.


[Закрыть].

С двигателем ОР-2 дела обстояли намного хуже. Стендовые испытания выявили его ненадёжность: из-за неустойчивости горения топливной смеси и прогаров деталей конструкции ЖРД мог работать максимум девять секунд. Начались многочисленные доработки.

Проект ракетоплана РП-1.

Тем временем планер переоборудовали в ракетоплан РП-1. Кабину закрыли прозрачным колпаком, за ней установили обтекатель ЖРД, смонтировали агрегаты топливной системы. Двигатель должен был размещаться за кабиной пилота, а баки (один с бензином и два с жидким кислородом) – в центроплане крыла. Там же находился баллон с сжатым азотом, предназначенным для подачи топливных компонентов в камеру сгорания. Такая система топливопитания, называющаяся вытеснительной, являлась наиболее простой в создании и использовании. Однако она получалась тяжёлой из-за необходимости рассчитывать баки, трубопроводы, соединения на довольно высокое давление – 6–8 атм. Требовалась также тщательная сборка и пригонка всех частей топливной системы в производстве и обеспечение её герметичности в эксплуатации.

Для поддержания низких температур жидкого кислорода и азота баки были выполнены в виде сосудов Дюара с двойными стенками, пространство между которыми заполнялось углекислотой. Каждый из баков поместили в дюралюминиевый кожух, отделявший его от конструкции ракетоплана. Крыло в местах установки топливных ёмкостей усилили стальной окантовкой.

Выступавшие за верхний контур крыла горловины баков закрыли легкосъёмными обтекателями.

Управление силовой установкой в кабине включало в себя краны открытия клапанов баков и регулирования подачи смеси, включатель зажигания. Приборами контроля работы двигателя были манометры кислорода, топлива и азота, а также манометр, замерявший давление в камере сгорания. Регулировать тягу в полёте предполагалось изменением давления подачи топливных компонентов.

Но двигателя всё не было. Чтобы не терять времени, РП-1 решили испытать с обычным поршневым мотором с толкающим винтом, тяга которого должна была в какой-то степени имитировать действие реактивной струи. Для опытов Осоавиахим предоставил Королёву импортный двухцилиндровый «Скорпион». Двигатель был старый, сбоил и недодавал мощности.

РП-1 без двигателя.

Первые испытания мотопланера прошли 8 июня 1932 г. Из-за большого трения лыжи о землю (РП-1 так же, как и БИЧ-11, имел лыжное шасси) для взлёта требовалась помощь находившихся на аэродроме людей. В полёте двигатель не держал оборотов, и тяга винта все время менялась. Так как ось винта проходила выше центра тяжести самолёта, изменения оборотов вели к продольной раскачке. «В моменты, когда мотор сдавал, самолёт имел тенденцию идти на хвост, а когда мотор забирал – идти на нос», – говорится в отчёте С.П. Королёва[261]261
  Там же. С. 49.


[Закрыть].

В сентябре 1932 г. начались полёты РП-1 № 2. Он лишь в мелочах отличался от первого БИЧ-11 (РП-1 № 1), двигатель на него не устанавливали. Испытания продолжались и в 1933 г. Всего Королёв выполнил на двух РП-1 34 полёта, из них 5 – с включением поршневого двигателя.

В докладе о состоянии работ по опытному моторо– и самолётостроению на 1 января 1933 г. сообщалось: «Работа по реактивному двигателю на жидком топливе ведётся в ГИРД ОСОАВИАХИМА… Двигатель ГИРД проходит исследовательские испытания. Срок окончания последних в настоящее время определить нельзя. В случае положительного результата двигатель будет установлен на лёгкий самолёт летающее крыло, уже построенный и испытанный»[262]262
  РГВА. Ф. 29. Оп. 76. Д. 1111 // Ivan Rodionov's Chronology of Soviet Aviation.


[Закрыть].

По расчёту, при тяге двигателя 50 кгс в течение 1 минуты ракетоплан должен был развить скорость 139 км/ч, его скороподъёмность равнялась 2,2 м/с.[263]263
  Меркулов И.А. Первые полёты на ракетопланах в СССР // Из истории авиации и космонавтики. Вып. 1. М., 1964. С. 11–12.


[Закрыть]Но снять характеристики в полёте не удалось. 28 марта 1933 г. умер Ф.А. Цандер, и ОР-2 так и не удалось довести до состояния, позволяющего установить его на летательный аппарат. По указанию руководства, оба РП-1, считавшиеся секретными, были преданы огню.

Из-за неготовности ЖРД РП-1 испытали с обычным поршневым мотором.

Одновременно с опытами с РП-1, в ГИРДе проектировали ракетопланы РП-2 и РП-3. На РП-2 планировалось установить ЖРД РДА-1 тягой 100 кгс, имевший насосную систему подачи горючего и окислителя. Насосная система была выгоднее вытеснительной (баки и трубопроводы до насоса не находились под высоким давлением, что позволяло сделать их легче и безопаснее в эксплуатации), но добиться надёжной и эффективной работы насоса в то время не смогли. РП-3, проектировавшийся под руководством А.В. Чесалова, представлял собой двухместный самолёт с комбинированной силовой установкой, состоящей из ЖРД тягой 300 кгс и поршневого двигателя мощностью 250–300 л. с. Поршневой двигатель предназначался для взлёта и набора высоты 5–6 км, затем включался ракетный двигатель, с помощью которого РП-3 должен был подняться на 12-километровую высоту и развить скорость до 800 км/ч. Экипаж – пилот и инженер-экспериментатор – помещались в гермокабине. Предусматривалось, что в аварийной ситуации кабина с экипажем будет отделяться и опускаться на специальном парашюте, удар при приземлении гасился надувной резиновой камерой[264]264
  АРАН. Ф. Р-4. Оп. 14А. Д. 25. Л. 115–120.


[Закрыть].

Тем временем произошли организационные изменения. Ещё в 1932 г. на правительственном уровне велось обсуждение организации лаборатории по ракетным двигателям для самолётов с привлечением сотрудников Института авиационного моторостроения и ГИРДа, с последующим развитием этой лаборатории в специальный институт[265]265
  РГВА. Ф. 29. Оп. 35. Д. 35. Л. 52.


[Закрыть]. В 1934 г. ГИРД преобразовали в Реактивный научно-исследовательский институт (РНИИ) Наркомата тяжёлой промышленности, а близкую по тематике Ленинградскую газодинамическую лабораторию (ГДЛ) перевели в Москву и влили в РНИИ. Среди прибывших из ГДЛ сотрудников был Валентин Петрович Глушко – конструктор жидкостных ракетных двигателей «ОРМ».

Появление в РНИИ новых специалистов и новых образцов двигателей возродили надежды Королёва на создание ракетного самолёта. В докладе на Первой Всесоюзной конференции по применению ракетных аппаратов для исследования стратосферы, проходившей в Москве 2–3 марта 1935 г., Сергей Павлович обрисовал основные черты такого летательного аппарата: обычная аэродинамическая схема с прочным крылом сравнительно небольшого удлинения и длинным фюзеляжем, занятым в основном двигателем и баками с горючим и окислителем, гермокабина или скафандры для экипажа. Начинать он предложил с чисто экспериментальной машины:

«Если не задаваться установлением каких-либо особых рекордов, то, несомненно, в настоящее время уже представляет смысл постройка аппарата-лаборатории, при посредстве которой можно было бы систематически производить изучение работы различных ракетных агрегатов в воздухе.

На нём можно было бы поставить первые опыты с воздушным ракетным двигателем и целую серию иных опытов, забуксировывая предварительно аппарат на нужную высоту. Потолок такого аппарата может достигнуть 9-10 км.

Осуществление первого ракетоплана-лаборатории для постановки ряда научных исследований в настоящее время хотя и трудная, но возможная и необходимая задача, стоящая перед советскими ракетчиками уже в текущем году»[266]266
  Творческое наследие академика Сергея Павловича Королёва. С. 123.


[Закрыть].

В следующем году общие соображения приобрели конкретные формы. В январе С.П. Королёв и С.С. Щетинков представили руководству РНИИ тактико-технические требования на «объект № 218» – экспериментальный ракетоплан с двигателями на жидком и твёрдом топливе (последние предполагалось использовать как ускорители при наземном старте). При работе ракетных двигателей в течение 400 секунд ракетный самолёт должен был набирать высоту 25 км и развивать скорость более 1000 км/ч[267]267
  Там же. С. 126–127.


[Закрыть]. Рассматривалось несколько вариантов летательного аппарата, отличавшихся один от другого видом топлива, геометрическими параметрам и количеством членов экипажа.

К лету в качестве основного был выбран проект двухместного самолёта РП-218 нормальной схемы с трапециевидным крылом сравнительно небольшого удлинения. В передней части фюзеляжа находилась герметичная кабина, в которой один за другим сидели лётчик-испытатель (лицом вперёд) и инженер-испытатель (лицом назад). За кабиной располагался цилиндрический топливный бак с внутренней перегородкой, отделявшей окислитель от горючего, вокруг него – баллоны для сжатого газа, служившие аккумулятором давления для вытеснительной системы подачи. В хвостовой части монтировался трёхкамерный азотно-кислотно-керосиновый ЖРД тягой 900 кгс.

Ракетоплан предполагалось использовать как экспериментальную машину для исследования динамики полёта пилотируемого ракетного летательного аппарата, вопросов аэродинамики больших скоростей, изучения состояния человека в условиях герметической кабины и больших перегрузок, а также для исследования стратосферы.

Проект РП-218.

Тяговооружённость аппарата позволяла ему взлетать с земли и быстро набирать высоту. В дальнейшем предполагалось поднимать РП-218 на высоту с помощью самолёта типа ТБ-3 и запускать его оттуда в стратосферу. После израсходования топлива ракетоплан должен был подниматься вверх по инерции до достижения динамического потолка и затем планировать к земле. Для посадки предусматривалось убираемое в полёте в обтекатели двухколёсное шасси. Аппарат должен был иметь длину 7,5 м, размах крыла 7,4 м, нагрузку на крыло 204 кг/м². Предполагалось, что стартовый вес РП-218 составит 1600 кг, вес топлива – 750 кг, вес полезного груза – 160 кг, время работы двигателя – 120 с, максимальная высота полёта при старте с земли – 9 км, при воздушном старте – 25 км, скорость полёта при взлёте с земли – 720 км/ч, при использовании самолёта-носителя – 935 км/ч.

16 июня 1936 г. Технический совет РНИИ после рассмотрения предложения С.П. Королёва вынес следующее решение:

«1. Эскизный проект 218 объекта – утвердить.

2. В программу работ включить испытания планера с ракетным двигателем небольшой тяги.

3. Отделы Института должны рассмотреть работу по 218 в планах 1937 года как одну из ведущих работ Института»[268]268
  АРАН. Р 4. Оп. 14. Д 105. Л. 9.


[Закрыть].

Планер с ракетным двигателем предназначался для проверки работы ЖРД в полёте, испытания устойчивости и управляемости. Его решили делать на основе двухместного планера Королёва СК-9, снабдив двигателем ОРМ-65 конструкции В.П. Глушко – наиболее отработанным ЖРД в то время. В этом двигателе с максимальной тягой 175 кгс в качестве окислителя вместо жидкого кислорода использовалась азотная кислота, топливом служил керосин. ОРМ-65 был создан в Ленинградской газодинамической лаборатории в 1933 г. и в конце того же года прошёл стендовые испытания.

Дополнительную поддержку своим начинаниям Королёв и его единомышленники получили из отзыва Военно-воздушной академии им. Н.Е. Жуковского. В документе, подписанном 11 января 1937 г. начальниками кафедр тактики и огневой подготовки академии, отмечалось, что самолёты с ракетным двигателем дадут резкое превосходство над самой совершенной техникой противника и что дальнейшая работа над ракетным двигателем и его внедрением в авиацию являются необходимым и перспективным делом[269]269
  АРАН. Р 4. Оп. 14. Д. 103. Л. 76–79.


[Закрыть].

СК-9 был построен на Московском планерном заводе в 1935 г. Королёв спроектировал его с учётом предстоящей установки жидкостного ракетного двигателя. Этим объясняется необычно большие для планера габариты фюзеляжа, приподнятое над фюзеляжем хвостовое оперение и повышенный запас прочности. Аппарат имел цельнодеревянную конструкцию со среднерасположенным крылом. Благодаря чистоте форм и большому размаху крыла он обладал высоким аэродинамическим качеством. Посадка происходила на ясеневую лыжу, окованную стальными листами и соединённую с фюзеляжем через набор резиновых амортизационных колец, закрытых брезентовым полотном. Управление рулями – тросовое.

СК-9 показал хорошие лётные свойства во время буксирного перелёта за самолётом Р-5 из Москвы в Крым и обратно осенью 1935 г. На части маршрута планером управлял сам конструктор. В Коктебеле СК-9 с успехом участвовал на XI Всесоюзных планерных состязаниях.

В 1937 г., после включения темы «218» в план работ института, началась переделка СК-9 в аппарат с ракетным двигателем. Планеру с ЖРД присвоили индекс «218-1». Вскоре в связи с реорганизацией структуры института (теперь он назывался НИИ-3) первая цифра в шифре изделия была изменена, чтобы соответствовать новому номеру отдела, ведущего его разработку. РП-218-1 стал обозначаться РП-318-1 и под этим индексом вошёл в историю.

Так как СК-9 был целиком из дерева, рули высоты и направления и хвостовую часть фюзеляжа частично обшили листами нержавеющей стали. Топливные баки – два для окислителя и один для горючего – установили на месте второго пилота. Их поместили в противопожарные алюминиевые ванны, это была также защита от случайного попадания едкой азотной кислоты на детали фюзеляжа. Баллоны со сжатым воздухом для вытеснительной системы подачи горючего и окислителя в камеру сгорания разместили в крыльевых багажных отсеках планера, по два баллона с каждой стороны фюзеляжа. Подвод воздуха из них осуществлялся через управляемый лётчиком редуктор и клапаны. В хвостовой части смонтировали сварную трубчатую раму для крепления ЖРД и топливные краны, управляемые из кабины. Запуск двигателя производился пиротехнической шашкой, воспламеняемой от нагреваемой электричеством стальной нити. Взлёт должен был происходить с помощью самолёта буксировщика или наземной ракетной катапульты. В работах, кроме Королёва, участвовали конструкторы Е.С. Щетинков, А.С. Косятков, А. В. Палло, техник А.М. Дурнов, краснодеревщик Громов.

Схема РП-318-1.

В сентябре приступили к наземной отработке силовой установки. Огневые испытания начались в декабре и завершились в апреле следующего года. Сначала ЖРД для безопасности размещали за бронеплитой, потом, убедившись в его надёжности, установили на штатном месте, в хвостовой части ракетоплана. Всего было 30 огневых испытаний. Опыты показали, что ёмкости баков должно хватить на 100 секунд работы двигателя на режиме максимальной тяги.

А.В. Палло вспоминал: «Установка ЖРД, использующего в качестве топлива крепкую азотную кислоту и керосин, была связана с опасностью возникновения пожара от самовоспламенения при попадании кислоты на деревянные части. Не менее опасным являлось возникновение взрывной ситуации от случайного смешения кислоты и керосина в топливных баках, нарушения условий подачи компонентов в двигатель, нарушения в системе зажигания. Ко всему, необходима была особая осторожность в обращении с кислотой, обладающей сильным корродирующим действием, вызывающей сильные ожоги при попадании на кожные покровы человека и сильное раздражение при вдыхании её паров. При попадании кислоты на одежду та либо разрушалась, либо происходило её самовоспламенение. Поэтому требования соблюдать особую осторожность при выполнении работ и к обеспечению герметичности системы питания двигателя были основными»[270]270
  РГАНТД. Ф. 107. Оп. 5. Д. 83.


[Закрыть].

Но всё прошло благополучно. 26 мая 1938 г. Королёв подписал программу лётных испытаний РП-318-1. Ракетоплан планировалось поднимать на высоту 1500 м самолётом-буксировщиком и после отцепления совершать полёты сначала как на планере, а затем с работающим двигателем. Всего предусматривалось около 20 лётных экспериментов. Пилотировать РП-318-1 Королёв решил сам[271]271
  Творческое наследие академика Сергея Павловича Королёва. С. 154–163.


[Закрыть].

Первый в СССР ракетный самолёт был готов к решающей проверке. Но страну накрыла волна репрессий, инициированная параноидальной идеей Сталина о «вредительстве». Она сильно ударила по НИИ-3. В ноябре 1937 г. были арестованы бывший руководитель института И.Т. Клеймёнов и главный инженер Г.Э. Лангемак. 23 марта 1938 г. арестовали создателя ОРМ-65 В.П. Глушко.

Сергей Павлович пока на свободе. Правда он уже не руководитель отдела, а просто инженер. Стремясь доказать важность своих идей, Королёв и Щетинков весной 1938 г. обратились в Наркомат боеприпасов, в подчинение которому входил НИИ-3, с записками о перспективности использования ракетных двигателей в авиации, предлагают проект ракетного истребителя-перехватчика, воплощённый позднее в виде самолётов БИ и Ме-163[272]272
  АРАН. Р 4. Оп. 14. Д. 103.


[Закрыть].