Первушин Антон. Битва за звезды: Ракетные системы докосмической эры

Подождите немного. Документ загружается.

зуются основные агрегаты и устройства существующей

уст-ки РУ-1, а общая компоновка производится заново».

Стартовый вариант, «РУ-1с». По мысли Королева, он

«...представляет собой типовую секцию с одной камерой сго-

рания РД-1 и агрегатами запуска, с запасом топлива на

20-30 секунд работы. Подача топлива осуществляется без

помощи каких-либо насосов и приводов, а под давлением

сжатого воздуха, размещаемого в той же конструкции.

Устанавливая нужное количество таких стартовых секций

РУ (2, 4, 6 шт. и т. д.), можно сообщить самолету дополни-

тельную тягу на взлете 600, 1200, 1800 кг.

Продолжительность действия РУ 20-30 секунд (и более)

обеспечивает проходимость перегруженной машины над

препятствиями. Стартовая РУ после взлета может быть

сброшена на парашюте.

Для самолета Пе-2 четыре секции РУ на старте позволят

увеличить бомбовую нагрузку на 200% против нормального

варианта нагрузки, а дальность увеличится на 800 км при

средней величине разбега».

Среди других усовершенствований Королев предлагал

также сделать реактивную модификацию бомбардировщика

Петлякова «Пе-3», превратив его в высотный истребитель.

На «Пе-3» он планировал поставить два реактивных двигате-

ля, чтобы получить от них тягу в 600 килограммов. При этом

«Пе-3» приобретал дальность полета около 1000 километров

и высокие летные качества.

«В этом случае, — писал С. П. Королев в феврале 1944 го-

да, — Пе-3 на участке догона противника по максимальной

скорости становится на уровень новейших истребителей.

Значительное увеличение скороподъемности и одновремен-

но высоты боевого применения позволит с успехом исполь-

зовать Пе-3 для уничтожения самолетов противника, иду-

щих на большой высоте. Запас реактивного топлива на

Пе-3 обеспечивает последнему выполнение ряда новых так-

тических задач».

Перед тем как осуществить идею превращения бомбар-

дировщика «Пе-3» в истребитель, Сергей Пазлович прове-

рил ее на самолете «Пе-2» с моторами «М-82». Среди доку-

ментов военных лет хранится полный расчет высотного ист-

302 Глава 3

ребителя на базе бомбардировщика за счет добавления двух

ракетных двигателей. Схема его действия описывалась Коро-

левым так:

«Самолет поднимается на бензиновых моторах до высо-

ты 9000-11000 метров и совершает горизонтальный полет.

При обнаружении летящего выше противника летчик пере-

водит поршневые моторы на режим полного газа, включает

реактивные двигатели РД-Д на полную тягу и в короткое

время набирает нужную высоту. Далее, если необходимо

догнать самолет противника, то дальнейший полет по го-

ризонтали на «площадке» происходит при полной тяге

РД-1 (на Н = 15000 м и V

max

= 785 км/час). Если же

нркно продержаться на большой высоте, то это происходит

на минимально потребной тяге и крейсерских режимах

(V=500-660 км/час)».

Цифры, названные Королевым, не могли не поразить во-

ображение: высота полета 15 километров (!), скорость —

785 км/ч. И это в то время, когда у лучшего истребителя

Третьего рейха максимальная скорость на высоте 5 километ-

ров составляла 584 км/ч, а у нашего «Як-3» — 648 км/ч.

А практический потолок бомбардировщиков тех лет был

всего 7 километров,

И эта модификация была продумана и просчитана Коро-

левым до деталей. Что же предусматривал этот проект? На

«Пе-2» устанавливались два дополнительных турбокомпрес-

сора, чтобы повышать давление воздуха, поступающего в мо-

торы в условиях разряжения на большой высоте. Кабины

штурмана и летчика заменялись одной герметической каби-

ной. Самолет максимально облегчался, снимались бомбовая

нагрузка, часть горючего, оборудования и вооружения. Эки-

паж сокращался с трех человек до одного. Летчику-истреби-

телю оставлялись две пушки калибром 20 миллиметров, рас-

полагавшиеся пол бомбовым отсеком. На самолете монтиро-

валась мощная реактивная установка с двумя ЖРД и

запасом реактивного топлива в 2100 килограммов.

Сама реактивная установка состояла из двух однокамер-

ных ракетных двигателей, специальных приводов для враще-

ния насосных агрегатов, кислотной и керосиновой систем и

системы дренажирования, пусковой и электрической систем.

Ракеты и ракетопланы Советской России

303

304

Глава 3

Сергей Павлович рассчитал два варианта размещения ка-

мер сгорания и автоматики для управления их работой. Пер-

вый вариант уже был опробован в полетах на первом само-

лете «Пе-2РУ». По этому варианту агрегаты «РД-1» устанав-

ливались в хвосте. По второму варианту камера сгорания и

автоматика помещались в задней части мотогондол. В этом

случае получалась меньше длина кислотных трубопроводов

высокого давления. Да и все оборудование размещалось бо-

лее компактно, доступ к нему был прост и удобен. Но эта

схема еще нуждалась в проверке.

«Расчетные данные, - писал Королев, - не дают основа-

ния предполагать возникновение в этом случае каких-либо

нежелательных явлений, и при подтверждении эксперимен-

том схема будет принята к осуществлению».

Отсеки центроплана, где располагались кислотные баки,

герметизировались и снабжались аварийными сливами кис-

лоты за борт на случай течи или прострела. Предусматрива-

лось шесть баков для 1750 килограммов кислоты. Основной

бак для керосина помещался в носовой части фюзеляжа, впе-

реди герметической кабины. Общий запас керосина —

350 килограммов. Пуск двигателей осуществлялся нажатием

кнопок, а регулирование режима работы — секторами газа.

Как же менялся вес самолета? Герметическая каби-

на весила 100 килограммов, реактивная установка — 250,

реактивное топливо — 2100, турбокомпрессоры — 200 кило-

граммов. Учитывая, что одновременно снималась часть обо-

рудования, полетный вес высотного истребителя (9325 ки-

лограммов) был близок к весу бомбардировщика (8500 ки-

лограммов).

Таким образом, Сергей Павлович в этом своем проекте

от разработки ускорителей для самолетов подошел к реше-

нию задачи обеспечения полета, как он говорил, «на высотах,

больших винтомоторного потолка самолета при совместной

работе бензиновых моторов и реактивных двигателей». Так

самолет превращался в настоящий высотный ракетоплан.

Еще одним проектом ракетного самолета, которым зани-

мался Сергей Королев, был модифицированный вариант

бомбардировщика «Пе-2И» конструкции Владимира Мяси-

щева.

«Пе-2И» представлял собой весьма радикальную перера-

ботку исходной конструкции. Во-первых, он проектировался

под новые мощные моторы «М-107А». Во-вторых, крыло по-

лучило новый профиль, более подходящий для больших углов

атаки. В-третьих, фюзеляж был расширен, чтобы разместить

в бомбоотсеке бомбы нового образца — более короткие и

толстые. Да и сама бомбовая нагрузка возросла до 3 тонн

(против 1 тонны ранее).

Сергей Павлович с большим энтузиазмом взялся за раз-

работку реактивного варианта нового самолета Мясищева.

«По своим боевым данным, — писал Королев, — самолет

«И» с реактивной установкой в варианте бомбардировщика

и истребителя оставит далеко позади все известные самоле-

ты не только этих классов, но и одноместные истребители.

Как бомбардировщик самолет Пе-2И с реактивной установ-

кой будет неуязвим для истребителей с учетом роста их ско-

ростей за период создания серийных машин типа «И». Как

истребитель самолет «И», обладая высокими качествами, мо-

жет быть использован для решения самых разнообразных

истребительных задач. Реактивная установка, включаемая в

необходимые моменты боя, обеспечивает ему решающее

превосходство в воздухе над противником».

Реактивный истребитель «ВИ». Идея Королева о при-

менении ракетного двигателя для повышения высоты полета

истребителя была осуществлена уже в ходе войны. Правда,

не на самолетах «Пе-2», а на самолете конструкции Семена

Алексеевича Лавочкина.

К разработке реактивной модификации истребителя

«Ла-5» Сергей Павлович подошел обстоятельно. В записке к

проекту он излагает свое видение двух возможных вариантов

ракетного самолета «Ла-5ВИ» («Высотный истребитель»),

отличающихся друг от друга реактивной установкой.

В конечном виде «Ла-5ВИ» должен был выглядеть следу-

ющим образом. Начальный вес самолета с полным запасом

горючего и смазочного материала — 3200 килограммов, до-

полнительный вес реактивной установки (сухой) — 200 ки-

лограммов, еще 100 килограммов отнесено на счет герме-

тичной кабины.

Ракеты и ракетопланы Советской России 305

306

Глава 3

На самолете предусматривалась установка трех двигате-

лей «РД-1» (тягой 300 килограммов): первоначально одно-

го - в хвостовом коке (1-й этап), а затем еще двух — в гондо-

лах, позади кислотных баков (2-й этап), или трехкамерного

двигателя «РД-3» (тягой 900 килограммов) - в обоих случа-

ях с приводом для вращения насосного агрегата от мотора.

Для питания двигателя возможно также использование авто-

номно действующего турбонасосного агрегата с расположе-

нием его позади кабины пилота. Однако, как пишет Королев,

это представляется менее выгодным (по весу, габаритам,

дополнительной необходимости в воздухе, воде, масле, подо-

греве и прочее) по сравнению с приводом от мотора при

форсированных оборотах насоса для обслуживания трех ка-

мер.

В связи с тем, что на истребителях нет свободных объе-

мов и очень строги требования центровки, Сергей Павлович

предложил помещать топливо для ракетного двигателя в

подвесных гондолах, под крыльями. По его мнению, потери

в скорости от этого в полете до включения ракетного двига-

теля оказались бы невелики.

Рабочие высоты будущего истребителя должны были со-

ставлять 14-15 километров и даже доходить до 17 ки-

лометров. Максимальная горизонтальная скорость возраста-

ла согласно расчетам при тяге РУ 300 килограммов до

779 км/ч, при тяге 600 килограммов — до 900 км/ч и при

тяге 900 килограммов — до 950 км/ч.

Оценивая предложение Королева, один из видных специ-

алистов по тактике писал тогда: «По своим летно-техниче-

ским данным и по конструкции самолет ВИ (высотный ист-

ребитель) представляет собой самолет совершенно нового

класса».

Проект «ВИ» Сергей Королев направил самому Лавочки-

ну. И его предложение было осуществлено на самолете

«Ла-7», к названию которого при этом добавилась буква «Р».

Истребитель «Ла-7Р» специально предназначался для пе-

рехвата немецких разведчиков над Москвой. Однако при-

нять участие в боевых действиях он не успел. Фронт катился

на запад, и необходимость в таком специализированном пе-

рехватчике отпала.

Ракеты и ракетопланы Советской России

307

Вообще идея вспомогательной реактивной установки на

базе ЖРД Валентина Глушко и по конструктивной схеме

Сергея Королева получила немалое распространение. Состо-

ялось более 400 огневых испытаний двигателей «РД-1» и

«РД-1ХЗ» на самолетах «Пе-2» конструкции Владимира Пет-

лякова, «Ла-7Р» и «Ла-120Р» Семена Лавочкина, «Як-3»

Александра Яковлева, «Су-6» и «Су-7» Павла Сухого.

В 1945 году летные испытания прошел самолет «Як-3».

При включенном ракетном двигателе прирост скорости для

этой машины достиг 182 км/ч.

Своеобразным признанием успехов Королева и Глушко

стало участие самолета «Ла-120Р» в воздушном параде, со-

стоявшемся 18 августа 1946 года в Тушино.

Схема расположения реактивной установки на истребителе «ВИ»

(эскиз Сергея Королева)

308

Глава 3

Академик Валентин Глушко, подводя итоги работы над

самолетными ракетными двигателями, отмечал: «После за-

вершения заводских испытаний на шести типах самолетов в

1945 году были проведены наземные и летные испытания

нашего двигателя в летно-исследовательском институте. <...>

Затем двигатели РД-1ХЗ и РД-2 успешно прошли государст-

венные стендовые испытания, отчеты по которым утвержде-

ны Сталиным.

Успехом применения ЖРД на самолетах мы обязаны не

только надежному двигателю, но также разработке и довод-

ке самолетных систем силовой установки, над чем плодо-

творно трудился С. П. Королев».

В 1945 году за участие в разработке и испытании ракет-

ных установок для боевых самолетов Сергей Королев, уже по-

лучивший свободу, был награжден орденом «Знак Почета».

Летающая лаборатория «Ц-1» («ЛЛ-1»). И после

окончания войны конструкторская мысль неоднократно воз-

вращалась к идее ракетных самолетов. Во второй половине

1945 года коллектив, возглавляемый автором известных де-

сантных планеров Павлом Владимировичем Цыбиным, начал

проектирование специального самолета, предназначенного

для практических экспериментов, связанных с проблемой

выбора оптимальной формы крыла при полете на околозву-

ковых скоростях. Проектирование и постройка велись с уче-

том программы будущих исследований, разработанной уче-

ными ЦАГИ с участием видных специалистов авиапромыш-

ленности.

В начале 1947 года летающая лаборатория, получившая

обозначение «Ц-1» («Цыбин-одноместный»), была передана

на испытания.

Конструкция экспериментального «Ц-1» была цельноде-

ревянной, обшивка — фанерная, фюзеляж — фанерный мо-

нокок, крыло — прямое, плоское, с двумя лонжеронами из

дельта-древесины, оперение — обычное, крестообразное по

виду спереди, с весовой компенсацией рулевых поверхно-

стей. Перед полетом в емкости аппарата, как на планере, за-

ливалось до тонны воды. Вместо обычного шасси применили

двухколесную ось-тележку и подфюзеляжную лыжу.

Ракеты и ракетопланы Советской России 309

Компоновка «Ц-1»

В качестве силовой установки для «Ц-1» избрали твердо-

топливный ракетный двигатель «ПРД-1500» тягой 1500 ки-

лограммов, созданный конструкторским коллективом ин-

женера Ивана Картукова. По габаритам, весу и, главным

образом, по большому значению развиваемой тяги и прие-

мистости он наилучшим образом отвечал кратковремен-

ным расчетным режимам программы исследовательских и

экспериментальных полетов. Двигатель устанавливался в хво-

стовой части самолета под оперением. Время его рабо-

ты — 8-10 секунд. Это обеспечивало горизонтальный полет

со скоростью до 900 км/ч.

Взлет и набор высоты «Ц-1» производил на буксире са-

молета «Ту-2». Сразу после отрыва от земли ось-тележка с

колесами сбрасывались. На высоте 5-7 километров произво-

дилась отцепка буксирного троса и летчик-испытатель пере-

водил «Ц-1» в режим пикирования под углом 45-60°. На

участке установившегося прямолинейного пикирования он

включал ракетный двигатель. В таком режиме скорость

«Ц-1» достигала 1000-1050 км/ч (примерно 0,9 Маха).

За недолгие секунды крутого пикирования бортовая ап-

паратура фиксировала параметры натекающего воздушного

потока, производилось фотографирование спектров обтека-

ния, решались другие задачи полета. Крыло крепилось в фю-

зеляже на динамометрической подвеске (на четырех дина-

мографах), позволяющей определять местные скорости в по-

лете, распределение давления по крылу и оперению при

подходе к критическим значениям числа Маха.

Затем тонна «балластной» воды сливалась из цистерн в ат-

мосферу. Вдвое облегченный «Ц-1», как обычный планер, ма-

неврировал и производил посадку на подфюзеляжную лыжу.

310 Глава 3

При стартовом весе в 2039 килограммов скорость отрыва

«Ц-1» от взлетно-посадочной полосы была в пределах

150-160 км/ч, а после слива воды при весе около 1100 ки-

лограммов посадочная скорость не превышала 120 км/ч.

Первым «Ц-1» поднял в воздух летчик-испытатель Ива-

нов. Последующие полеты на экспериментальной машине

выполняли летчики Ахмет-Хан Султан, Анохин, Рыбко и дру-

гие. На «Ц-1» (его называли также «ЛЛ-1», «Летающая лабо-

ратория-1» или «Экспериментальный планер № 1») было

сделано более 30 полетов. На этом закончился первый этап

исследовательских работ. Следующие по программе преду-

сматривали изменение несущего комплекса аппарата.

Еще в 1946 году для второго фюзеляжа «Ц-1» с вер-

тикальным оперением конструкторская бригада, руководи-

мая инженером Бересневым, спроектировала два металличе-

ских крыла такой же площади и удлинения, как деревянное.

Одно крыло имело прямую, а другое - обратную стреловид-

ность по передней кромке с одинаковыми углами +30°. Бы-

ло спроектировано и новое горизонтальное оперение пря-

мой стреловидности с углом 40°. Стреловидные крылья, изго-

товленные из дюралюминия, установили на «Ц-1», который

получил соответственно новые обозначения: «ЛЛ-2» (с кры-

лом прямой стреловидности) и «ЛЛ-3» (с крылом обратной

стреловидности). Консоли новых крыльев имели унифициро-

ванную заделку, то есть крепились в тех же узлах, что и пря-

мые деревянные консоли «ЛЛ-1». Поэтому изменения цент-

ровки аппарата при перестановке крыльев были компенси-

рованы весовой балансировкой воды в носовой и хвостовой

емкостях фюзеляжа. Расчеты оптимальной заправки цистерн

дали приемлемые запасы устойчивости для обоих вариантов

крыла.

В полетах на «ЛЛ-3» (а их выполнили около 100) были

достигнуты несколько большие скорости пикирования, чем

на «ЛЛ-1» с прямым крылом, соответствующие числам Ма-

ха = 0,95-0,97. В результате удалось подробно изучить свой-

ства малоизвестных крыльев обратной стреловидности и в

целом самолета с ними.

Вариант под названием «ЛЛ-2» решили в воздухе не ис-

пытывать, так как в 1948 году стреловидные крылья с углом

Ракеты и ракетопланы Советской России 311

Летающая лаборатория «ЛЛ-3»

35° были всесторонне проверены на самолетах-истребителях

«МиГ-15» и «Ла-15». К тому же деревянная конструкция

первого корпуса «Ц-1» за время эксплуатации успела поиз-

носиться и уже не гарантировала безопасности полета.

Исследовательские полеты ракетоплана «Ц-1» в вариан-

тах «ЛЛ-1» и «ЛЛ-3» дали ученьм уникальные материалы по

аэродинамическим характеристикам самолетов с разными

крыльями, распределению давления потока по хорде и раз-

маху, возникновению и перемещению ударных волн (скач-

ков уплотнения) и срывных зон потока за ними на критиче-

ских значениях чисел Маха, особенностям и изменениям па-

раметров пограничного слоя и так далее.

Главной целью группы Цыбина при испытаниях было ра-

зобраться с возможными проблемами на пути создания ско-

ростных самолетов и отработать аэродинамическую компо-

новку легкого реактивного истребителя. Однако реализовать

этот замысел им в полной мере не удалось. В 1947 году нача-

лась первая в истории СССР «конверсия» оборонной про-

мышленности. КБ Цыбина закрыли, а завод перевели на вы-

пуск гражданской продукции.