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

Автор книги: Дмитрий Соболев

сообщить о нарушении

Текущая страница: 18 (всего у книги 21 страниц)

Опыты пилотирования в лежачем положении

Лётчик управляет самолётом, сидя в кресле, как шофёр управляет автомобилем или кучер – повозкой. Но были и исключения. Когда в начале XX века братья Райт занялись планеризмом, они решили поместить пилота лёжа на крыле. Это было сделано, чтобы уменьшить аэродинамическое сопротивление и увеличить продолжительность полётов. На первом самолёте братьев Райт (1903 г.) лётчик также располагался горизонтально на нижнем крыле, рядом с двигателем. Но вскоре стандартным стало значительно более удобное сидячее положение авиатора.

В СССР интерес к пилотированию самолётом лёжа возник после публикации в 1936 г. книги профессора ЦАГИ Бориса Николаевича Юрьева «Пределы современной авиации и способы их преодоления».

Старт планера братьев Райт, 1902 г.

Чертеж истребителя с лежащим лётчиком из публикации Б.Н. Юрьева.

Юрьев писал: «Для достижения малой величины сопротивления нет иного пути, как поместить лётчика в крайне неудобном – в лежачем положении. Такое положение, как известно, применялось на заре авиации братьями Райт и капитаном Фербером на их планерах и на первых аэропланах.

Однако для самолёта-истребителя такое положение лётчика может представить ряд и других преимуществ.

Так, несомненна выгодность такого положения в смысле уменьшения поражаемой пулями при атаке площади. Ведь пехотинец ложится при обстреле его пулемётным огнём. Весьма просто бронировать лётчика, ибо при таком его положении достаточно поставить перед ним для полной его защиты легкий листок брони. Наконец, такое положение лётчика позволит достигнуть большой манёвренности самолёта при большой скорости полёта. Как известно, при больших скоростях приходится маневрировать весьма осторожно, так как при резких манёврах возникают весьма большие перегрузки, вызывающие у лётчика потемнение в глазах, обмороки и т. п.

В лежачем положении высота „столба крови“ у лётчика будет в несколько раз меньше, чем в сидячем, а это позволит допускать значительно большие перегрузки. Таким путём можно будет далеко отодвинуть физиологический предел манёвренности»[287]287
  Юрьев Б.Н. Пределы современной авиации и способы их преодоления. М., 1936. С. 23.


[Закрыть].

Допустимые перегрузки при различных положениях летчика.[288]288
  Бадягин А.А. Самолёты с горизонтальным расположение лётчика // Из истории авиации и космонавтики. Вып. 40. М., 1980. С. 16.


[Закрыть]

Расположение лётчика на самолёте У-2.

Инициатором и исполнителем проводимых в НИИ ВВС исследований пилотирования самолёта в лежачем положении был лётчик старший лейтенант Брагин. Для опытов взяли учебный биплан У-2 со сдвоенным управлением. Сидение из задней кабины удалили, вместо него на уровне верхних лонжеронов фюзеляжа соорудили горизонтальный настил для лётчика. Чтобы было легче пилотировать машину, ручку управления разместили немного по-другому, сделали подголовник, на который пилот опирался подбородком, и подлокотники. Педали, связанные с рулем направления, установили в задней части настила. К стандартным приборам добавили датчики перегрузок и контрольный самописец. Переднюю кабину оставили без изменений; в ней находился пилот, при необходимости подстраховывающий действия лежащего за ним лётчика-испытателя. Обе кабины закрывались общим сдвигающимся назад прозрачным колпаком.

Испытания проходили с 10 мая по 3 июня 1938 г. по программе, разработанной Отделом авиационной медицины НИИ ВВС. За этот небольшой срок было сделано 70 полётов. Они имели целью установить возможность выполнения фигурных полётов лежащим лётчиком, оценить влияние возникавших при этом перегрузок на организм и утомляемость горизонтально расположенного человека при долгом пилотировании. В ходе экспериментов Брагин сделал около 200 виражей, 90 петель, 100 переворотов через крыло, 40 пикирований. Кроме того, им было выполнено четыре полёта «на выносливость» продолжительностью по 2–3 часа.

Экспериментальный У-2 перед полётом.

Брагин написал в отчёте: «Наш самолёт У-2 давал во время фигур небольшие перегрузки, но разница в ощущении при положении сидя и лёжа во всяком случае была заметная. По личному опыту и отзывам большинства участников облёта, фигуры пилотажа переносятся в горизонтальном положении лучше, чем в вертикальном. При значительных перегрузках этот благоприятный момент может перекрывать другие неудобства: чувство усталости в шейных и поясничных областях, боли в подбородке и груди и общую усталость, так как эти ощущения, в общем, не очень интенсивны»[289]289
  РГВА. Ф. 24708. Оп. 9. Д. 163. Л. 20.


[Закрыть].

В заключении по испытаниям предлагалось продолжить опыты на более скоростных самолётах УТИ-4, СБ или Р-10. Но идея не прижилась. Причины этого изложены в отзыве начальника штаба 1-го отдела НИИ ВВС майора Куприянова от 19 сентября 1938 г. на проект инженеров Маркова и Хавкина «Скоростной истребитель с горизонтальным расположением пилота»:

«Для её (идеи. – Д.С.) практического разрешения и проведения в жизнь авторам проекта необходимо:

а) обеспечить возможность обзора назад во всяком случае не меньшую, чем на современных одноместных самолётах;

б) вертикальное положение головы лётчика является безусловно необходимым при любом расположении лётчика, т. к. дает ему возможность обзора в любых возможных направлениях;

в) необходимо также обеспечить возможность удобного расположения лётчика на своём месте с тем, чтобы он мог легко производить манёвр как по вертикали, так и по горизонтали и без особого напряжения выдерживать полёт в течение не менее 2–3 часов без каких-либо признаков утомления.

Все вышеперечисленные недостатки в предложенной схеме расположения лётчика легко могут быть устранены, если расположить лётчика не на животе, а в полулежачем состоянии на спине»[290]290
  РГВА. Ф. 24708. Оп. 9. Д. 196. Л. 250.


[Закрыть].

Именно так, в кресле с сильно отклонённой назад спинкой, сидят лётчики на современных высокоманёвренных истребителях.

Дальний бомбардировщик – летающее крыло

Незадолго до войны с Германией в СССР развернулись испытания экспериментального бомбардировщика ДБ-ЛК («дальний бомбардировщик – летающее крыло»). Он имел совершенно оригинальную схему: двухфюзеляжную, с крылом обратной стреловидности. Создал эту машину специалист по прочности авиационных конструкций Виктор Николаевич Беляев. Он работал в ЦАГИ с 1926 г., принимал участие в разработке многих металлических самолётов Туполева.

В начале 1930-х годов Беляев занялся поиском такой формы крыла большого удлинения, которая была бы оптимальна и с точки зрения аэродинамики, и в отношении веса. Это являлось сложной проблемой, так как с увеличением размаха крыла его вес быстро растёт. После множества расчётов и экспериментов Беляев пришёл к заключению, что наивыгоднейшее сочетание аэродинамического качества, жёсткости и веса будет у крыла со значительным сужением, особым образом подобранной круткой профиля по размаху и небольшой отрицательной стреловидностью, уменьшающейся к концам.

С целью проверки теории в 1934 г. в ЦАГИ построили экспериментальный планер ЦАГИ-2 (БП-2).

Модель планера БП-3.

Проект пассажирского самолёта В.Н. Беляева. («Техника воздушного флота», 1935, № 8, с. 99).

Над двумя вертикальными килями большой площади находился руль высоты. Но он являлся резервным органом; управлять планером в вертикальной плоскости лётчик мог и с помощью горизонтального руля на центроплане, а продольная балансировка достигалась применением профиля с отогнутой вверх хвостовой частью (так называемый S-образный профиль). Крыло имело размах 14,8 м, стреловидность передней кромки составляла 6°, только концы крыла были прямые.

Осенью 1934 г. ЦАГИ-2 участвовал в планерных состязаниях в Коктебеле. Пилоты хорошо отзывались о его устойчивости и управляемости, на нём выполняли фигурные полёты, в том числе «петлю Нестерова». После окончания состязаний планерист Н.С. Юдин совершил на планере Беляева буксировочный перелёт из Крыма в Москву.

В 1936 г. В.Н. Беляев построил по той же схеме двухместный планер БП-3. Для улучшения аэродинамических характеристик конструктор увеличил размах крыла до 20 м, уменьшил площадь вертикальных килей, отказался от дополнительного руля высоты над крылом. В результате аэродинамическое качество по сравнению с БП-2 возросло в полтора раза: с 18 до 27,5. Небольшая серия таких планеров была построена для авиационной школы в Ейске.

Результаты испытаний бесхвостых планеров с крылом отрицательной стреловидности позволили Беляеву приступить к созданию самолёта. Вначале в соответствии с организованным Обществом «Авиавнито» конкурсом на скоростной пассажирский самолёт намечалось построить гражданский двухмоторный моноплан с двигателями Райт «Циклон». По схеме он напоминал планер БП-2, но имел два фюзеляжа за мотогондолами, на семь человек каждый.

Проект был одобрен на заседании учёного совета ЦАГИ. Однако внешнеполитическая обстановка требовала в первую очередь новых боевых машин. Поэтому Беляев решил перепроектировать самолёт в дальний скоростной бомбардировщик.

В.Н. Беляев. Фото конца 1930-х годов.

О том, как создавался инициативный проект ДБ-ЛК, пишет сотрудник Беляева руководитель группы технического проектирования Л.Л. Селяков: «Я взялся за эту работу. Скажу откровенно, приходилось много ловчить и выкраивать любую свободную минуту для выполнения проекта. Чертёжная доска на моём столе стала рабочей с двух сторон. На одной – выполнялась текущая работа, а на другой создавался общий вид будущего бомбардировщика. Душа тянулась к обратной стороне доски. В скором времени появился общий вид нового самолёта. Всё в нём было продумано. Учтён опыт войны в Испании, пожелания руководства ВВС и т. д.»[291]291
  Селяков Л.Л. Тернистый путь в никуда. Записки авиаконструктора. М., 1997. С. 33.


[Закрыть].

Проект бомбардировщика заинтересовал военных. 20 мая 1938 г. Военный совет ВВС утвердил расчётные лётно-технические характеристики ДБ-ЛК[292]292
  РГАЭ. Ф. 8044. Оп. 1. Д. 133. // Ivan Rodionov’s Chronology of Soviet Aviation.


[Закрыть]. С двигателями М-88 он должен был иметь максимальную скорость 550 км/ч на высоте 7000 м, потолок – 10000 м, дальность с 1 т бомб – 1500 км. При использовании моторов водяного охлаждения АМ-35 с турбокомпрессорами скорость должна была возрасти до 600 км/ч, потолок – до 11000 м.

В 1938 г. для реализации проекта при заводе № 156 в Москве (бывший Завод опытных конструкций А.Н. Туполева) создали ОКБ-16. В.Н. Беляева назначили Главным конструктором этого КБ. В альбоме новых самолётов ВВС РККА от 18 ноября 1938 г. ДБ-ЛК числился как «экспериментальный ближний (?) бомбардировщик, заводской заказ 350». Сообщалось, что рабочие чертежи полностью готовы и машина находится в постройке[293]293
  Маслов М.А. Утерянные победы советской авиации. М., 2009. С. 319.


[Закрыть].

Изготовление ДБ-ЛК завершилось 1 сентября 1939 г. Он создавался по последнему слову техники. Самолёт имел металлическую конструкцию с гладкой обшивкой, применялась потайная клёпка. Размах крыла равнялся 21,6 м. Для обеспечения продольной балансировки угол установки профиля увеличивался к концам (так называемая положительная крутка крыла). Угол стреловидности по передней кромке составлял -5°42′, а концы крыла были отклонены назад и несли небольшие дополнительные элероны. Это сделали для того, чтобы сохранить поперечную управляемость в случае срыва потока на основной части крыла. На передней кромке напротив элеронов установили автоматические предкрылки.

Так как нагрузка на крыло была довольно большой, самолёт снабдили щитками, отклоняющимися на 45° при посадке. Чтобы при этом равновесие машины не нарушилось, на центроплане установили специальный балансировочный закрылок. При посадке с отклонёнными щитками он поднимался вверх и создавал момент, удерживающий бомбардировщик от пикирования. С той же целью элероны, расположенные впереди центра тяжести самолёта, при выпуске щитков автоматически отклонялись вниз. Продольное управление осуществлялось с помощью установленного на киле горизонтального руля. Поэтому по внешнему виду ДБ-ЛК правильнее было бы считать «короткохвосткой». Но так как продольная балансировка самолёта обеспечивалась исключительно формой и круткой крыла, по балансировочной схеме он всё же являлся «бесхвосткой» или «летающим крылом».

ДБ-ЛК не имел обычного фюзеляжа. Вернее, их было два, они представляли собой удлинённые мотогондолы. За двигателями они переходили в кабины, затем – в бомбоотсеки, и наконец – в конусообразные стрелковые установки. В кабине левой мотогондолы находились пилот и стрелок, правой – штурман и стрелок-радист. Под кабинами были ниши, куда в полёте убирались стойки шасси. В мотогондолах и центроплане разместили протестированные топливные баки.

Схема самолёта ДБ-ЛК.

Самолёт имел мощное и необычно расположенное вооружение. В носовой части центроплана установили подвижную спаренную пулемётную установку. Она имела сектор обстрела 12° вниз, 17° вверх и 12° в стороны. Управление пулемётами осуществлялось с помощью дистанционного привода из кабины штурмана. Хвостовые стрелки должны были обслуживать по два пулемёта каждый. За кабинами пилота и штурмана находились вращающиеся в вертикальной плоскости башни, при этом пол в башнях оставался неподвижным. В верхней части этих почти полностью застеклённых башен по специальному рельсу перемещался пулемёт. Щель, образующаяся при движении пулемёта, автоматически закрывалась прозрачной шторкой. Углы обстрела составляли от 90° вверх до 70° вниз и по 50° в стороны. Мотогондолы заканчивались застеклёнными конусами с подвижными пулемётами для стрельбы назад. Сектор обстрела у самолёта получался почти сферический, но стрелку было сложно вести оборонительный огонь из двух разных мест. Кроме того, хвостовая конусовидная точка создавала оптические искажения.

Бомбоотсеки в нижней части фюзеляжей вмещали 1000 кг бомб. Ещё тонну можно было подвесить снаружи под центропланом.

ДБ-ЛК проектировали под двигатели воздушного охлаждения М-88 с взлётной мощностью 1100 л. с. Однако 15 декабря 1938 г. при испытании истребителя И-180 с М-88 из-за отказа двигателя произошла катастрофа, погиб В.П. Чкалов. После этого эксплуатация М-88 была временно запрещена, и Беляеву пришлось установить на самолёте двигатели М-87Б по 950 л. с.

Испытания бомбардировщика в НИИ ВВС начались в октябре 1939 г. с пробежек по аэродрому и коротких подлётов у самой земли. Испытатели никак не решались поднять самолёт столь необычного вида в воздух. «Машина должна была быть сдана на испытания в августе месяце, а сдана была на испытания 10-го октября. С 10 октября по 24 ноября, т. е. 43 дня, машина проходила наземные испытания. Нюхтиков всё время ходил вокруг этой машины, но боялся в неё сесть», – гневался нарком Шахурин[294]294
  РГАЭ. Ф. 8044. Оп. 1. Д. 238. Л. 42.


[Закрыть].

Самолет после аварии 24 ноября 1939 г.

Однажды чуть не произошла авария. Из-за неправильной балансировки самолёт вместо того чтобы чуть-чуть приподняться и пролететь над аэродромом, свечой взмыл в небо. Казалось, что в следующий момент он, потеряв скорость, рухнет вниз. Положение спасли предкрылки – автоматически открывшись, они предотвратили срыв потока, лётчик сумел выровнять машину и благополучно приземлился.

В другой раз происшествия избежать не удалось. 24 ноября начальник Института А.И. Филин при пробежке на самолёте на большой скорости налетел колесом на припорошённый снегом пень на краю аэродрома. Бомбардировщик опрокинулся на нос, были погнуты винты и сломалась левая стойка шасси. Ремонт затянулся до весны следующего года.

8 марта 1940 г. ДБ-ЛК вернули на аэродром. Ещё лежал снег, поэтому самолёт был на лыжах. Лётчик-испытатель М.А. Нюхтиков приступил к пробежкам и подлётам. Неожиданно для всех при третьей пробежке экспериментальный бомбардировщик набрал высоту, сделал два круга над аэродромом и благополучно приземлился.

ДБ-ЛК на государственных испытаниях, 1940 г.

Лётчик так объяснил этот незапланированный полёт: «Отрулив в конец аэродрома, я произвёл разбег, установил рули, как и прежде, по направлению и оторвался для подлёта… Оторвался, стал сбавлять газ, чувствую, машина летучая, идёт совершенно спокойно, садиться нужды нет. Когда я пошевелил рулями, машина на мои движения отвечала совершенно точно. Прикинул, посмотрел, на доворот не решился, так как не знаю, как машина поведёт себя на довороте, поэтому решил на небольшом газу уйти. Прибавил газ и стал набирать высоту, следя всё время за машиной, имея в виду, что если что-то неблагополучно, прямо сажать машину. Вижу, машина идёт нормально, тогда развернулся назад, вывел, сбавил газ и стал подходить на газу, чтобы не разболтать машину. Заметил, что при медленном снижении машина начала вести себя лучше, спокойнее… С небольшим газом я подвёл машину и сел»[295]295
  РГАЭ. Ф. 8164. Оп. 1. Д. 101. Л. 7.


[Закрыть].

М.А. Нюхтиков.

Сравнение характеристик самолётов ДБ-ЛК и ДБ-ЗФ.

После этого случая недоверие к самолёту, которому пилоты дали прозвище «курица», исчезло. За следующие десять дней Нюхтиков осуществил семь вылетов. Затем последовали доработки конструкции – поставили новые руль высоты и закрылок, лыжное шасси заменили на колёса.

Первый полёт с колёсным шасси состоялся 25 апреля 1940 г. Он продолжался 18 минут и прошёл успешно. В полёте 28 апреля Нюхтиков пробыл за штурвалом уже 45 минут.

Так как бомбардировщик нормально держался в воздухе, его решили подготовить для первомайского парада. 29 апреля самолёт перегнали на Центральный аэродром, где базировалась предназначенная к показу авиатехника. Однако ДБ-ЛК не довелось поучаствовать в воздушном параде, так как из-за загрязнения карбюратора не запустились двигатели.

Самолёт проходил государственные испытания до конца июня 1940 г. Было сделано 73 полёта, включая имитации воздушного боя с приобретённым в Германии истребителем Мессершмитт Bf 109Е. После увеличения площади киля и изменения положения центра тяжести (для этого в капоты двигателей пришлось заложить по 140 кг свинцового балласта) проблем с устойчивостью и управляемостью не возникало. «По своим полётным свойствам в воздухе самолёт ДБ-ЛК достаточно прост, и пилотирование его не отличается от пилотирования самолётов нормальных схем», – говорилось в отчёте[296]296
  РГВА. Ф. 24708. Оп. 9. Д. 505. Л. 44.


[Закрыть]. Максимальная скорость ДБ-ЛК на высоте 5100 м равнялась 488 км/ч – на 63 км/ч больше, чем у новейшего серийного бомбардировщика ДБ-ЗФ, при такой же бомбовой нагрузке и намного более мощном стрелковом вооружении. Появилось даже предложение не дожидаясь окончания испытаний начать выпуск пробной серии из 10 самолётов[297]297
  РГВА. Ф. 4. Оп. 14. Д. 2688. Л. 1.


[Закрыть].

Однако решение о принятии ДБ-ЛК на вооружение всё же не состоялось. В выводах НИИ ВВС по испытаниям говорится:

«1. В предъявленном виде самолёт ДБ-ЛК 2М87Б, конструкции инженера Беляева, производства завода № 156, государственные испытания не выдержал из-за:

а). Недоступности по своим взлётно-посадочным свойствам лётчикам средней квалификации (большая посадочная скорость, равная 150–155 км/час, большой разбег – 650–680 м, прыжки при взлёте).

б). Плохого обзора у штурмана и лётчика, не обеспечивающего наведение на цель и проведение бомбометания.

в). Неотработанности фюзеляжных стрелковых установок, что не позволяет использовать их одному стрелку для обороны самолёта.

г). Невозможности полной загрузки самолёта бомбами и горючим из-за неудовлетворительной центровки и взлётных свойств самолёта.

2. Вместе с тем, самолёт ДБ Л К как новый тип самолёта „летающее крыло“ по скоростным данным и возможности обеспечения хорошей обороноспособности задней полусферы имеет преимущества перед самолётами нормальной схемы»[298]298
  РГВА. Ф. 24708. Оп. 9. Д. 505. Л. 51–52.


[Закрыть].

Продувочная модель нового варианта ДБ-ЛК.

В.Н. Беляеву рекомендовалось усовершенствовать бомбардировщик и затем вновь передать на испытания. Вскоре конструктор представил новый вариант. Для улучшения обзора кабину экипажа решили разместить у передней кромки в центральной части крыла. В соответствии с пожеланиями военных, конструкцию самолёта переработали, чтобы производить бомбометание с пикирования. По расчёту, с новыми моторами А.Д. Швецова М-71 с взлётной мощностью 1800 л. с. модернизированный ДБ-ЛК мог развивать скорость 590 км/ч и нести вдвое большую бомбовую нагрузку[299]299
  РГАЭ. Ф. 8164. Оп. 1. Д. 101. Л. 40.


[Закрыть].

Был изготовлен полноразмерный макет нового варианта бомбардировщика. Но воплотить самолёт в жизнь не удалось. 10 октября 1940 г. директор завода № 156 А.В. Ляпидевский обратился с письмом к замнаркома авиапромышленности А.С. Яковлеву. Он писал: «Макет самолёта ДБЛК с внесёнными в него изменениями после госиспытаний не даёт возможности провести на самолёте указанные выше изменения, так как последние потребуют коренной переделки самолёта, равнозначной постройке нового образца… Учитывая большую перегрузку завода работами ЦКБ НКВД-29 („102“ и „103“ машина)[300]300
  Прототипы бомбардировщиков Пе 2 и Ту 2, созданных Петляковым и Туполевым в организованном при заводе «тюремном КБ».


[Закрыть], считаю необходимым работу по переделкам самолёта ДБЛК прекратить… Прошу Вашего распоряжения о прекращении работ по переделкам самолёта ДБЛК, передачи его в музей ЦАГИ (имеется в виду выставочный зал Бюро новой техники ЦАГИ. – Д.С.) и списания затрат с баланса завода»[301]301
  РГАЭ. Ф. 8164. Оп. 1. Д. 101. Л. 37.


[Закрыть].

16 мая 1941 г. ОКБ-16 на заводе № 156 ликвидировали «ввиду отсутствия заданий на дальнейшие работы». В.Н. Беляев вернулся в ЦАГИ, а его сотрудников перевели в ЦКБ-29.

Анатолий Васильевич Ляпидевский пытался сохранить для потомков уникальную машину. После того, как Яковлев отказался передать самолёт в БНТ ЦАГИ, Ляпидевский просил его отправить самолёт в МАИ для учебных целей. Переписка затянулась, началась война. Когда немецкие войска стали приближаться к Москве, НИИ ВВС решили перебазировать в Свердловск. Незадолго до эвакуации находящийся на институтском аэродроме ДБ-ЛК облили бензином и подожгли.