Экспериментальный самолет "4302".

Экспериментальный самолет «4302».

Разработчик: Флоров
Страна: СССР
Первый полет: 1947 г.

Сердцем любого самолета является двигатель. Копировать мощный и доведенный немецкий ЖРД «Walter» было трудно: он работал на специфических компонентах топлива, для производства которых в стране не имелось промышленной базы. Кроме того, существовали аналогичные отечественные разработки.

К этому времени три конструкторских коллектива под руководством Л.С.Душкина, В.П.Глушко и A.M.Исаева специализировались на разработке ЖРД. Душкин создал наиболее мощные двигатели: Д-1А-1100стягой 1100 кг для самолета «БИ» (1942 г.) и РД-2М с тягой 1400 кг для самолета «302» (1944 г.). Однако их надежность оставляла желать лучшего. Исаев модернизировал Д-1 А-1100, повысив его надежность и доведя ресурс до одного часа. Под обозначением РД-1М двигатель успешно прошел государственные испытания в 1945 году. Глушко создал ускоритель РД-1 с тягой 300 кг для установки на поршневые самолеты Як-3 и Ла-7, а также разработал на его основе трех- и четырехкамерные ЖРД с тягой 900 и 1200 кг, которые продолжения не получили.

Тем временем Душкин, работавший в НИИ-1 НКАП, создал ЖРД РД-2М3В. Двигатель имел насосную подачу топлива и работал на керосине и азотной кислоте. Главной его особенностью было наличие двух камер — большой (тяга 1100 кг) и маленькой (300 кг). Это позволяло взлетать и набирать высоту на максимальной тяге при совместной работе обеих камер, а затем выключать большую камеру и производить дальнейший горизонтальный полет, поиск цели и ее атаку при работе только малой камеры. Экономия топлива и продолжительность полета значительно увеличивались. Решение прогрессивное, поскольку иным способом дросселировать тягу ЖРД на больших высотах, где уже не нужна максимальная тяга, было проблематично.

Первоначально предполагалось установить этот ЖРД на ракетный перехватчик «Малютка», заданный еще в 1944 году Н.Н.Поликарпову. Но скоропостижная смерть авиаконструктора не позволила закончить работу.

На государственных испытаниях РД-2МЗВ в мае 1945 года была получена суммарная взлетная тяга 1500 кг, номинальная — 1250 кг и минимальная — 500 кг. При работе только одной малой камеры максимальная тяга составляла 300 кг, минимальная — 100 кг. Удельная тяга на 1 кг топлива при совместной работе большой и малой камер, или при работе только малой камеры на режиме максимальной тяги составляла 200 кг. Масса ЖРД со всеми агрегатами — 224 кг. Двигатель планировали выпустить в количестве 30 комплектов, со сроком сдачи первого экземпляра 10 марта, а последнего — 10 августа 1946 года.

Изготовление двигателя поручали заводу № 165 в кооперации с другими заводами, а сборку и контрольные испытания должны были провести в НИИ-1.

Формирование нового плана опытного самолетостроения для НКАП облегчалось тем, что в феврале 1946 года вместо А.И.Шахурина его уже возглавлял М.В.Хруничев. А смена руководства ВВС (К.А.Вершинин вместо А.А.Новикова) произошла лишь в марте, поэтому в данный промежуток времени опальное командование ВВС было практически выключено из процесса принятия решений.

Успешное, казалось бы, утверждение нового плана для МАП неожиданно омрачилось внутриведомственным скандалом. В это время в НИИ-1 уже строили экспериментальный самолет с ЖРД конструкции инженера И.Ф.Флорова ( в некоторых документах конструктором самолета назывался В.Ф.Болховитинов).

Эта работа началась за два года до описываемых событий, когда постановлением ГОКО № 5201 от 18 февраля 1944 года. Институту реактивной техники НИИ-1 (бывший ГИРТ А.Г.Костикова), переданному в состав НКАП, поручили заниматься реактивными двигателями. Возглавил НИИ-1 бывший начальник НИИ ВВС П.И.Федоров, а его заместителем стал В.Ф.Болховитинов — создатель самолета «БИ».

Новые руководители НИИ-1 были неравнодушны к самолетостроению. Кроме основных работ по ЖРД Исаева и Душкина, а также ТРД A.M.Люльки, решили строить экспериментальный самолет по проекту Болховитинова и Флорова. Задание было утверждено 18-ым Главным Управлением НКАП, отвечавшим за реактивную технику.

Предполагалось построить два варианта: один с двигателем Исаева («4302»), другой — с двигателем Душкина («4303»). Самолеты по проекту должны были иметь при полетной массе 2320 кг и 2350 кг соответственно: максимальную скорость у земли 1010(М=0,82)и 1040 км/ч (М=0,85), на высоте 5000 метров — 1015 (М=0,88) и 1050 км/ч (М=0,91), на высоте 15000 метров-1050(М=0,99)и 1090 км/ч(М=1,03), время набора высоты 15000 метров — 2 минуты 22 секунды и 1 минута 42,4 секунды, практический потолок — 18850 и 19750 метров, продолжительность пребывания в воздухе до 46 минут.

Оба предназначались для исследования как самих ЖРД, так и аэродинамики больших скоростей полета. А также для формулирования закона распределения давления по профилю и величины нагрузок, получаемых в полете, в зоне возникновения волнового кризиса. Всего планировали строить шесть экземпляров: два первых — для подготовки летного состава, а остальные — для проведения экспериментальных работ. Собственных производственных мощностей институту не хватало, поэтому планеры самолета строили на горьковском авиазаводе № 21 им. Серго Орджоникидзе (тип 47). К 1 января 1946 г. изготовили рабочие чертежи, и самолеты запустили в производство. Первые две машины должны были покинуть сборочный цех в марте.

Однако новые руководители авиационной промышленности негативно отнеслись к этому самолету, сочтя, что НИИ-1 занялся несвойственным ему делом. Поэтому после выхода вышеуказанного февральского 1946 г. постановления Совнаркома финансирование работ по постройке опытного самолета Флорова было прекращено.

Разработчики не согласились с таким решением. Новый начальник НИИ-1 Я.Л.Бибиков и Болховитинов написали непосредственно Сталину, что к 1 апреля 1946 года первый летный экземпляр был готов уже примерно на 70%, и если продолжить работы, то к 1 июля самолет выйдет на летные испытания. Заместитель председателя Совета Министров СССР Н.А.Вознесенский, который после попавшего в опалу Маленкова курировал авиацию, дал команду Хруничеву и Вершинину разобраться и доложить предложения. У Хруничева тут же «вырос зуб» на жалобщиков, однако сначала он должен был отреагировать на поручение.

Главком ВВС маршал авиации К.А.Вершинин питал слабость к научному подходу и анализу, особенно в области перспективного военного авиастроения. Он был обижен, что план опытного самолетостроения утвердили без согласования с ВВС. Поэтому вместе с новым главным инженером ВВС генерал-полковником НАС И.В.Марковым поддержал разработчиков: «… Экспериментальный самолет в варианте истребителя-перехватчика конструкции т. Флорова, строящийся в НИИ-1 МАП, представляет несомненный интерес, так как по своим проектным данным является самолетом, значительно превышающим скорость и скороподъемность имеющихся в постройке боевых самолетов истребительного типа.

Постройка и испытание этого самолета обеспечивают разработку мероприятий на дальнейшее повышение скоростей боевых самолетов… Считаю необходимым предоставить возможность НИИ-1 МАП завершить работы по постройке экспериментального самолета конструкции т.Флорова и провести ему летные испытания в 1946 году.»

Хруничев не сдавался: «Согласно Вашего указания по письму тт.Бибикова и Болховитинова докладываю, что заявленные данные экспериментального самолета НИИ-1 с жидкостным реактивным двигателем вызывают сомнения. Для проверки реальности этих данных назначена высококвалифицированная комиссия из специалистов министерства…»

В комиссию под председательством профессора И.В.Остославского вошли: главный конструктор ОКБ-155 А.И.Микоян, начальник отдела ЦАГИ В.Н.Матвеев, начальник группы 7-го ГУ МАП И.В.Локтев и начальник отдела 8-го ГУ МАП В.В.Яковлевский. К началу июня 1946 года она представила заключение:«… максимальная скорость самолета будет составлять 900-950 км/ч вместо 1000-1100 км/ч, а потолок самолета будет ограничен высотой 12000-13000 м вместо 20000 м, вследствие отсутствия на самолете герметической кабины. Продолжительность пребывания самолета в воздухе, заявленная в письме, составляет 46 минут, комиссия установила, что максимальная продолжительность полета будет около 5 минут.»

Основывались, в частности, на том, что аэродинамическая компоновка самолета с прямым крылом, разработанная еще в 1944 году, не позволяла достигнуть скоростей, заявленных в проекте. Однако Флоров настаивал, что самолет выполнен в полном соответствии с последними прочностными требованиями и с применением скоростных профилей крыла, рекомендованных в то время ЦАГИ Конструктор доказывал, что более свежих рекомендаций не поступало. Несмотря на выводы комиссии, МАП получил указание достроить опытный экземпляр самолета «4302» и провести его испытания.

Жалоба Бибикова и Болховитинова аукнулась им быстро. Хруничев на коллегии МАП в сентябре 1946 года обрушился с критикой на руководство НИИ-1 и требовал перестроить деятельность института в направлении научной, а не практической работы. Министр приказал вывести из его состава конструкторские группы и перевести их на самостоятельную производственно-экспериментальную базу.

Начальником НИИ-1 назначили М.В.Келдыша, в его составе осталось три коллектива: ОКБ-1 Л.С.Душкина, ОКБ-2А.М.Исаева и ОКБ-3 М.М.Бондарюка, да еще отдел пороховых ускорителей. Распоряжением Хруничева расформировали конструкторское бюро И.Ф.Флорова, персонал вместе с производственной базой передали конструктору М.Р.Бисновату.

В таком виде НИИ-1 просуществовал еще год, и в 1948 году был влит в ЦИАМ, куда перевели конструкторские бюро Душкина и Бондарюка. С согласия Исаева, его КБ вошло в состав НИИ-88 Министерства Вооружений, где занялось разработкой ЖРД для зенитных ракет.

К осени 1946 года летный экземпляр планера машины И.Ф.Флорова (копия 1-го экземпляра самолета без двигателя) был готов к испытаниям и перевезен в ЛИИ, а летный экземпляр самолета с двигателем Исаева заканчивался в сборке. Под давлением военных МАП был вынужден продолжать подготовку самолета к испытаниям в ЛИИ. Конечно, из-за всего вышесказанного работы по самолету «4302» разворачивались далеко не в том объеме, как планировалось.

Полеты проводились в 1947 году, всего выполнили 20 полетов, из них 19 — в варианте планера. Дальнейшего развития эта тема не получила, так как достижение высоких скоростей уже было возможно на самолетах с турбореактивными двигателями.

Самолет «4302» представлял собой одноместный экспериментальный цельнометаллический моноплан. Крыло прямое, постоянного сечения по размаху, без поперечного V. Для улучшения поперечной устойчивости и с целью уменьшения демпфирующего крена концевые части крыла (ласты) отогнуты вниз на 45°. Профиль крыла ЦАГИ 13145, ламинарный, толщиной 13%. Фюзеляж сигарообразной формы, круглого поперечного сечения, максимальным диаметром 1150 мм. В носовой части снизу установлен буксировочный замок для безмоторного взлета на буксире. Горизонтальное оперение свободнонесущее, на нем установлены круглые шайбы, дополняющие вертикальное оперение. Киль конструктивно составляет одно целое с фюзеляжем. Обшивка всех рулей и элеронов металлическая. Шасси «4302» — наиболее сложное устройство самолета. Для первых полетов использовалось временное неубирающееся шасси (трехстержневая пирамида) с колесами от самолета Ла-5. В дальнейшем «4302» оборудовали посадочной лыжей, хвостовой пяткой и сбрасываемой тележкой.

Посадочная лыжа дюралевая, клепаная, с наружным кожухом из нержавеющей стали. В средний профиль лыжи вклепаны два гнезда для штырей тележки. Трехколесная взлетная тележка сварена из двух стальных взаимоперпендикулярных труб. Основные колеса 650×200 мм, снабжены двухкамерными дисковыми тормозами. Передние сдвоенные колеса 400×150 мм оборудованы гидравлическим демпфером «Шимми». Сцепление тележки с лыжей осуществлялось при помощи запорных крюков. Для уменьшения пробега тележки по земле после сброса на ней была смонтирована тормозная система, срабатывающая после открытия крюков. Сброс тележки осуществлялся одновременно с движением уборки посадочной лыжи (поджатием ее к фюзеляжу). Лыжа снабжена гидроамортизатором.

ЛТХ:

Модификация: «4302»
Размах крыла, м: 6,932
Длина, м: 7,152
Высота, м: 3,06
Площадь крыла, м2: —
Масса, кг
-пустого самолета: —
-максимальная взлетная: 2398
Тип двигателя: 1 х ЖРД А.М.Исаева
Тяга, кгс: 1 х 1100
Максимальная скорость, км/ч: 520
Дальность полета, км: —
Практический потолок, м: —
Экипаж, чел: 1.

Самолет «4302».

Сборка самолета «4302».

Самолет «4302». Рисунок.

Самолет «4302». Схема.

Список источников:
Авиация. Михаил Маслов. Истребители Боровкова и Фролова.
Самолеты Мира. Евгений Арсеньев, Геннадий Серов. Быстрее всех, выше всех.
В.Б.Шавров. История конструкций самолетов в СССР 1938-1950 гг.
Техника Молодежи. Павел Колесников. Оставшийся в тени.
Авиационный форум Prop&Jet. Архивные фото.