Экспериментальный самолет "5".

Экспериментальный самолет «5».

Разработчик: Бисноват
Страна: СССР
Первый полет: 1948 г.

Теоретические предположения об эффективности стреловидных крыльев для достижения больших скоростей подтвердились. Полученные результаты использовали при проектировании и постройке новых типов реактивных истребителей, два из которых — МиГ-15 и Ла-15 — были запущены в конце 1948 года в серийное производство.

Однако для преодоления звукового барьера (а задача стояла именно так) крыло стреловидностью 35° не годилось — слишком велико было его сопротивление. Чтобы достичь заветной цифры, требовалось довести стреловидность хотя бы до 45° и увеличить тягу двигателя. Нужное крыло в ЦАГИ разработали, но труба Т-106 не позволяла испытать его на скоростях свыше М=0,9. Выдавать рекомендации конструкторам по установке такого крыла на новые самолеты руководство ЦАГИ не решалось.

Всё это прояснилось в конце 1946 года, и становится понятно, почему Хруничев не хотел достраивать экспериментальный самолет «4302» — ведь требовалась уже совсем другая машина. А заодно — настало время избавиться от неугодных жалобщиков и передать это дело более приятному для начальственного ока исполнителю. В бывшей вотчине главного конструктора Болховитинова — на заводе № 293 МАП сформировали новое ОКБ во главе с М.Р.Бисноватым. Несмотря на то, что именно он являлся конструктором планера самолета «302» печально известного А.Г.Костикова, в его компетентности министр, видимо, не сомневался.

Бисновату выдали задание на постройку экспериментального самолета новой аэродинамической схемы для исследования в полете ее характеристик и освоения техники пилотирования на скоростях до числа М=1,1. Самолет, получивший обозначение «5», должен был иметь перспективную аэродинамическую компоновку с крылом стреловидностью 45° и профилями ЦАГИ 12045bis и П2(2М). Силовой установкой его являлся только что форсированный конструктором Душкиным ЖРД РД-2МЗВФ с тягой 2000 кг, поскольку более мощного (особенно на больших высотах, где достичь скорости звука проще) пока не было.

Поскольку запас топлива всегда ограничен, взлет и набор высоты до 10000 м самолет «5» должен был осуществлять на буксире за специальным самолетом-буксировщиком, а затем происходила отцепка и включение ЖРД. Предполагалось, что кроме максимальной скорости М=1,1 самолет будет иметь: время набора высоты с 10000 до 15000 метров — 68 секунд, продолжительность полета на максимальной тяге — 2,5 минуты, при выполнении задания — 3,0 минуты. В целях безопасности на самолете предусматривались сбрасываемая в аварийном случае герметическая кабина пилота и воздушные тормоза. Официально задание было утверждено новым планом опытного самолетостроения 11 марта 1947 года.

Для большей надежности и безопасности эти исследования решили предварить постройкой и испытанием в реальном полете беспилотной уменьшенной модели-копии самолета. В короткий срок такую модель, получившую индекс «6», создали на заводе № 293 совместно с ОЭЗ ЦАГИ (начальник КБ В.А.Кузнецов). Модель была выполнена в масштабе 1:2,75, оснащена ЖРД У-400-10 тягой 400 кг конструкции A.M.Исаева и управлялась в полете автопилотом АП-14.

Модель «6» подвешивалась под бомбардировщик Ту-2 и поднималась на высоту 9000 метров. Затем сбрасывалась и в свободном прямолинейном полете с работающим ЖРД должна была достичь сверхзвуковой скорости, по расчету — до М=1,225. Для регистрации параметров полета она была оснащена записывающей аппаратурой, а для приземления после окончания работы двигателя — довольно сложной автоматически действующей парашютной системой, которая включала последовательно выпускаемые тормозные крыльевые парашюты, затем хвостовой тормозной парашют (1 м2) и наконец, основной парашют (100 м2).

В сентябре-ноябре 1947 года на аэродроме «Гумрак» под Сталинградом прошли летные испытания модели «6». Всего было запущено четыре экземпляра.

Первая модель № 61, быстро набрав скорость, ушла от матки Ту-2 и самолета-сопроводителя Ла-7, потерялась из виду и в дальнейшем ее не нашли.

Вторая модель № 62 после отцепки имела значительные колебания вокруг продольной и поперечной осей. В кислотной магистрали образовалась воздушная пробка, в результате чего через 8 секунд произошло преждевременное выключение двигателя. Модель благополучно опустилась на парашюте, ее скорость составила всего 230-240 м/сек.

Третья модель № 63 работала хорошо, но через 44-45 секунд работы двигателя неожиданно перешла в пикирование и тормозные парашюты оборвались. Модель врезалась в землю, уйдя в грунт на глубину 3-5 метров. Пленки самописцев МС-7 и СОР-4 были сильно повреждены, спидобарографы вообще не найдены. По замеру динамического напора прибором МС-7 в предположении, что он был получен на высоте прямолинейного полета модели 8300 метров, было заявлено, что модель № 63 достигла скорости 1405 км/ч (М=1,28).

Четвертая модель № 64 совершала самостоятельный полет в течение 51-52 секунд, с небольшими автоколебаниями вокруг поперечной оси. По окончании работы двигателя главный парашют не раскрылся. Модель упала на крыльевых и хвостовом тормозных парашютах и вошла в грунт на 800 мм. Записи приборов были расшифрованы, за исключением спидобарографа, который полностью разрушился. По оставшимся записям было заявлено, что скорость модели составила 1230 км/ч (М=1,11).

Полученные цифры позволили МАП считать, что скорость модели соответствует расчетной и испытания в целом проведены успешно.

Командование ВВС с этим не согласилось. Вершинин в январе 1948 года писал министру вооруженных сил Н.А.Булганину: «… Что же касается исследований при помощи летающих моделей (конструктор т.Бисноват), то проведенные испытания показали, что в результате их недоработанности, как с точки зрения аэродинамики модели, так и получения объективных данных их полета, какие-либо практические выводы сделать не представляется возможным, а могут рассматриваться лишь как первая попытка применения летающих моделей для исследования больших скоростей в полете». Обсуждался даже вопрос об изготовлении двадцати улучшенных моделей «6» и повторении испытаний, с обеспечением полной сохранности записей приборов. Реализации это не получило, потому что уже заканчивалась постройка первого летного экземпляра самолета «5» («5-1»).

Схему взлета на буксире заменили подвеской к самолету-матке. В качестве носителя использовался бомбардировщик Пе-8 № 42911, к которому самолет «5» подвешивался под крылом на специальной ферме. Поставка двигателя задерживалась, поэтому первый экземпляр «5-1» начали испытывать в июле 1948 года в планерном варианте — с целью изучения пилотажных характеристик на малых скоростях. Пилотировал самолет «5» подполковник Пахомов, а носитель Пе-8 — летчики-испытатели М.А.Самусев и Земсков.

Снова не обошлось без неприятностей. Первый полет 14 июля закончился аварией из-за заклинения руля высоты. Дефект исправили. Второй полет с отцепкой 3 сентября был более удачным, но обнаружилась поперечная неустойчивость самолета — самопроизвольные крены в обе стороны и малая эффективность элеронов для их устранения. Было решено подробно исследовать это явление в следующем, третьем, полете 5 сентября, но при посадке опять случилась авария. После касания земли небольшая поперечная раскачка перешла в броски с крыла на крыло, с которыми пилот не справился. Самолет зарылся носом и переломился. Летчик опять не пострадал.

По заключению аварийной комиссии под председательством заместителя начальника лаборатории ЦАГИ В.Н.Матвеева, причиной аварии послужила недостаточная боковая устойчивость самолета на малых скоростях с выпущенными посадочными щитками, повышенное трение в системе управления элеронами, неправильный подвод самолета к земле и частично ухудшенный обзор из кабины по причине запотевания фонаря. Было рекомендовано построить дублер с устранением вышеуказанных недостатков, а также заменить подкрыльные дуги на костыли или пяты и продуть самолет в натурной трубе ЦАГИ.

Все это отодвигало получение желаемого результата на самолете «5», а ситуация уже изменилась. В 1947 году по решительному настоянию ВВС и с помощью московского комитета партии руководство МАП предприняло действенные усилия по строительству новых скоростных аэродинамических труб. Во второй половине года в ЦАГИ вошла в строй труба Т-112. Размеры ее рабочей зоны оказались невелики — 0,7 x 0,6 метра, но скорость потока была сверхзвуковой — до М=2. Правда, труба была еще недостаточно оснащена экспериментальным оборудованием, но позволяла уточнить схему 45-градусного крыла.

ОКБ С.А.Лавочкина установило в 1948 году такое модернизированное крыло на свой экспериментальный самолет «176», оснащенный сначала ТРД «Нин», а затем — ВК-1.

Летчик-испытатель завода № 301 капитан О.В.Соколовский 26 декабря 1948 года впервые в Советском Союзе официально достиг числа М=1,0 в полете со снижением, а в январе 1949 года и несколько превысил его — до М=1,016-1,03. В горизонтальном полете было получено число М=0,99. И хотя 3 февраля 1949 года самолет потерпел катастрофу (по причине, не связанной с аэродинамикой — на взлете открылся фонарь, и Соколовский принял неправильное решение), задача достижения звуковой скорости была решена. Новое крыло стреловидностью 45° получило право на внедрение в серию.

Впереди намечались новые рубежи. Второй экземпляр самолета «5-2» построили, и в 1949 году состоялись его полеты в планерном варианте (летчик-испытатель ЛИИ Г.М.Шиянов, носитель Пе-8 пилотировали Гинце и Чистяков). Однако дальнейшие работы по нему потеряли актуальность. Понимая, что моторные полеты ракетного самолета достаточно рискованны, руководство МАП решило тихонько закрыть эту разработку проверенным способом — в 1949 году прекратило ее финансирование.

В результате «5-2», совершив с 26 января до 9 июня 1949 года девять планерных полетов и в октябре-ноябре еще четыре, так и не начал испытания с двигателем, который уже был установлен на самолете и опробован на земле.

Бисноват не протестовал и приступил к выполнению других заданий. Опасность жалоб исходила от оставшегося не удел разработчика ЖРД, которым являлось ОКБ-1 конструктора Л.С.Душкина, вошедшего к тому времени в состав ЦИАМ. Руководство МАП постаралось нейтрализовать эту угрозу и затеяло в течение января-мая 1949 года разбор деятельности ОКБ-1.

Поводом послужили «сигналы» группы его работников о злоупотреблениях при проведении в 1947 году государственных стендовых испытаний двигателя РД-2МЗВФ, в том числе и со стороны самого Душкина. Речь шла о замене без ведома госкомиссии дефектных деталей в процессе испытаний, что помешало выявлению ресурса двигателя. Решением коллегии МАП главному конструктору объявили строгий выговор с предупреждением, троих его работников уволили и документы на них передали следственным органам. Еще восьмерых сотрудников ОКБ тоже уволили.

В течение 1949 года «минимизирование» конструкторского бюро Л.С.Душкина продолжилось. По соображениям техники безопасности закрыли стенды ОКБ-1, новых заданий не давали, прежние не финансировали. Руководство ЦИАМ поставило вопрос о ликвидации ОКБ-1. Работники ОКБ Преображенский и Чурков написали обо всем этом возвращенному к тому времени из опалы секретарю ЦК ВКП (б) Г.М.Маленкову. В феврале 1950 года была создана специальная комиссия МАП, куда вошли М.В.Келдыш, Л.И.Седов, А.В.Чесалов, А.И.Полярный и Е.И.Колосов. Им поручили обследовать состояния опытных работ по ЖРД в ЦИАМе. Комиссия пришла к заключению, что плохое состояние работ по авиационным ЖРД сложилось по следующим причинам:

«Несмотря на то, что в авиации еще до сих пор не существует ясной концепции применения ЖРД, главным конструкторам выдавалось значительное число заданий (в разной степени были разработаны кислородный РД-КС-1 стягой 1500 кг, азотный РД-ЗМ с тягой 3000 кг, кислородный РД-КС-3 с тягой 3000 кг, кислородный РД-КС-5 с тягой 5000 кг, кислородный ускоритель УС-2500 с тягой 2500 кг — прим. автора).

В ОКБ-1 существовала порочная практика недооценки вопроса о надежности и безопасности работы двигателя.

В результате двух указанных причин, во всех случаях, когда ЖРД ставились на опытные самолеты, работа над этими самолетами прекращалась незавершенной, либо по причинам бесперспективности боевого применения самолета, либо в связи с рядом аварий, вызванных плохой работой двигателя…

Комиссия считает, что и в настоящее время не имеется достаточно четких перспектив применения ЖРД в авиации…

Имеющиеся исследования дают основания предполагать, что ЖРД может получить применение в качестве автономного двигателя в авиации для истребителей-перехватчиков, действующих на высотах более 20000 метров только тогда, когда будут исчерпаны возможности ТРД, следующих за ними двухконтурных ТРД и прямоточных ВРД.

Наряду с этим ЖРД могут быть использованы в качестве вспомогательных двигателей — стартовые ускорители, ускорители в полете…»

Комиссия рекомендовала продолжать опытную работу по авиационным ЖРД в МАПе, однако весьма ограничить масштаб этой работы и четко обосновывать выдачу заданий. По существу, это был завуалированный приговор авиационным ЖРД и ракетным самолетам. Ранее созданные двигатели оценивались отрицательно, получить же новое задание (и финансирование) в таких условиях стало практически невозможно. Но без двигателя самолета не построишь.

Официально работы по строительству отечественных ЖРД для самолетов были сняты постановлением Совета Министров № 2473-973 от 10 июня 1950 года. ОКБ-1 филиала ЦИАМ ликвидировали, личный состав перевели в ОКБ В.П.Глушко, в лабораторию ЖРД и другие лаборатории филиала ЦИАМ.

ЛТХ:

Модификация: «5»
Размах крыла, м: 6,40
Длина, м: 9,92
Высота, м: —
Площадь крыла, м2: 11,18
Масса, кг
-пустого самолета: 883
-максимальная взлетная: 3184
Тип двигателя: 1 х ЖРД РД-2М-3ВФ
тяга, кгс: 1 х 1610
Максимальная скорость, км/ч: 1200
Дальность полета, км: —
Практический потолок, м: —
Экипаж, чел: 1.