Стратоплан БОК-1 (СС).
Разработчик: В.А.Чижевский
Страна: СССР
Первый полет: 13 декабря 1935 г.
Проект высотного летательного аппарата, получившего обозначение БОК-1 или стратосферный самолет (СС), разрабатывался на основе конструкции сверхдальнего моноплана АНТ-25. Фактически это и был АНТ-25 с некоторым уменьшением размеров:
Строительство БОК-1 началось на заводе опытных конструкций (ЗОК) в конце 1932 года и в последующем сопровождалось двумя переездами. В феврале 1933 года Бюро опытных конструкций полностью перевели в ЦКБ на территорию завода № 39, где постройка самолета продолжилась. Подразделение Чижевского, которое насчитывало в тот период 40-60 сотрудников, в ЦКБ стало именоваться бригадой № 3. Однако и здесь надолго ему задержаться не удалось. Летом 1934 года все хозяйство высотной бригады перевели в Смоленск, на базу ремонтного завода № 35, где организовали специальный опытный цех. В июне 1934 года докладывалось, что самолет БОК-1 упакован для отправки на завод № 35. Таким образом, постройка БОК-1, начатая в 1932 году в Москве, продолжилась в Смоленске, где и завершилась в 1935 году.
13 декабря 1935 года летчик – испытатель И.Ф.Петров с ведущим инженером и одним из создателей самолета Н.Н.Каштановым совершили на БОК-1 первый полет. Давление в полете внутри гермокабины соответствовало 2-3 км высоты над землей, температура доходила до +25°C. Затем последовали доводки и очередные полеты. Иван Федорович Петров так описал эти события: «В 1936 г. я начинал заводские испытания первого советского самолета с герметической кабиной – БОК-1 конструкции Владимира Антоновича Чижевского. Заводской аэродром находился под Смоленском, и в течение полутора лет мне еженедельно приходилось ездить в Смоленск на испытания. В субботу вечером я уезжал из Москвы, спал в поезде, в воскресенье весь день проводил испытания, а вечером снова садился в поезд, чтобы в понедельник утром быть на своем рабочем месте в НИИ ВВС. Говорят, первый блин комом. Естественно, что и первая герметичная самолетная кабина была совсем непохожа на те комфортабельные салоны, в которых мы все теперь привыкли летать. На самолете БОК-1 она представляла собой тесную цистерну с тремя маленькими окошечками – иллюминаторами, не дававшими почти никакого обзора летчику. И так как располагалась эта бочка над радиатором водяного охлаждения довольно мощного двигателя М-34РН, то летная форма моя была весьма своеобразной: трусы и штук шесть полотенец. В полете температура в кабине из-за подогрева снизу поднималась до сорока градусов.
Такое мотание из Москвы в Смоленск и обратно было, конечно, весьма изнурительным, и для продолжения испытаний я командировал в Смоленск летчика-испытателя своего отдела П.М.Стефановского, который успешно и завершил их.»
Петр Михайлович Стефановский к испытаниям БОК-1 подключился летом 1936 года. Согласно официальным документам, 25 июля 1936 года Стефановский с наблюдателем Каштановым достигли высоты 10875 м. Сам Петр Михайлович в своей книге воспоминаний «Триста неизвестных» дает другие значения. Впрочем, он описывает летние события 1936 года достаточно подробно, поэтому стоит их воспроизвести в изложении Стефановского:
«Средняя часть фюзеляжа БОК-1 представляла собой цилиндрическую цистерну с тремя крошечными герметическими окошечками впереди. Левое отвинчивалось на манер пароходного иллюминатора. Вход в самолет располагался в корме цистерны. Ни дать ни взять – люк подводной лодки. Задраивается, как и там, винтовым затвором.
Самолет это или подводная лодка, а лететь надо… Влезаем в верхнее отверстие, что в хвостовой части машины, оставляем тут парашюты. С ними в пилотскую кабину не проберешься: до нее метров шесть ползти внутри фюзеляжа надо. В кабине с парашютами и не разместишься – тесно до крайности. М – да, компоновочка!..
Парашюты совсем ни к чему. Коль «посыплемся», до них ни за что не доберешься. И без них не полетишь – инструкциями разными предусмотрены. Осторожность…
Чего это я разворчался? Ползать не привык? В самолете – не привык. Но дополз. Уселся в свое кресло. Позади устроился Каштанов – ведущий инженер самолета. Осматриваюсь. Не кабина, а мышеловка. Теснотища неимоверная. Обзор – ни к черту. Видно воздушный винт да градусов по пятнадцать в стороны.
Каштанов толкает в плечо – запускай. Мотор хорош. Взял сразу. Чувствуется – силен. И послушен. В кабине его совершенно не слышно. Герметика сказывается. Разговариваем с Каштановым без напряжения.
Взлетели неожиданно легко. На разбеге, на взлете только краюшка неба видна. Слеповата машина, не годится так. На высоте трех – четырех тысяч метров, как и предусмотрено, задраили герметические люки. Влага и углекислота, выделяемые при дыхании, поглощаются специальными устройствами. Повернешь краник – из баллонов поступает в кабину кислород, поступает с посвистом. Дышится свободно. Рядом висят кислородные маски – на случай разгерметизации на высоте. Здорово придумано.
Самолет тоже неплох. Рули эффективны. Барограф, находящийся в кабине, после герметизации вычерчивает идеальную прямую.
Вслед за пробным начались испытательные полеты. Июль в 1936 г. стоял жаркий, сухой. Летаем с совершенно непредусмотренным дополнением к летным костюмам – вафельными полотенцами на шеях. Без них – нельзя. Водорадиатор мотора расположен в обтекателях под самым центром герметической «цистерны». Когда двигатель работает на полных оборотах – в кабине нестерпимо жарко. Пот заливает лицо, саднит глаза.
Девять тысяч метров – потолок, достигнутый И.Ф.Петровым, остался позади. Уже в третьем полете мы добрались до двенадцати тысяч. На высоте прибавилось дел. Входишь в горизонтальный полет – обороты мотора снижаются и пол кабины перестает «подогреваться». Становится прохладнее. Стекла иллюминаторов сдвоенные. Между ними – накаливающиеся электрические проволочки. Вместе с влагопоглотителями и теплым воздухом, поступающим по трубкам от внутрикабинного вентилятора, они не дают запотевать нашим окнам в «большое небо». Снаружи – хуже. Со стороны, противоположной солнцу, стекла подергиваются тончайшей ледяной вязью. Она быстро разрастается, уплотняется, и вскоре сквозь нее ничего не видишь. Остается одно – развернуть самолет, подставить замерзший иллюминатор под солнечные лучи. Не полет получается, а непрерывное саморазмораживание. Придется конструктору поломать голову и над этим грешком.
На двенадцати тысячах метров столкнулись с более грозным явлением. На этой высоте начали замерзать… элероны. Пришлось управлять самолетом только при помощи рулей глубины и поворота. В следующем полете попробовали промывать проводку на элеронах обезвоженным керосином. Ничего не дает. Видимо, сказывается конструктивная особенность машины – очень большая длина тросов и обилие роликов на всем протяжении проводки. Решили летать с замерзшими элеронами. На высоте они не особенно и нужны, а спустишься до семи – восьми тысяч метров – оттаивают, начинают действовать опять.
Поступило распоряжение перегнать БОК-1 в Москву, на испытательный аэродром. Борьба за высоту вступила в новую стадию. Прошедшие полеты убеждали – самолет Чижевского способен подниматься много выше. Руководство НИИ ВВС одобрило мое предложение – достигнуть предельного потолка.
На двенадцати тысячах метров, как всегда, покрылся льдом иллюминатор с теневой стороны. Перестали действовать элероны – замерзли. К такому уже привыкли. Конструктор сообщил, что он придумывает что-то. Забираемся выше. У мотора еще есть запас мощности. Выше! Откуда эта плесень на стеклах окошек? Провел пальцем – иней… А электрообогрев, теплый воздух, влагопоглотители? Все работает. Иней же утолщается, утолщается на всех трех иллюминаторах. Лететь, ничего не видя, да еще с бездействующими элеронами, нельзя. Понимаю, что нельзя, а лечу, забираюсь все выше и выше. Ногтем соскабливаю иней, растираю дырочку еще влажным от пота полотенцем и продолжаю упорно набирать высоту. Понемногу падает мощность мотора. Увеличивать обороты уже нельзя. Рычаг сектора газа – на предельном максимуме. Все. Выше не подняться.
На земле расшифровали барограмму – 13100 м. Полученные по прибору при расшифровке с учетом всех поправок, они соответствовали максимальной высоте 14100 м. Это – стратосфера!»
Осенью полеты на БОК-1 в НИИ ВВС прекратили. Летный сезон 1936 года для первого стратосферного самолета закончился следующими выводами:
1. Проведенные летные испытания стратосферного самолета БОК-1 вполне подтвердили целесообразность применения герметических кабин на самолетах, предназначенных к полетам на больших высотах.
2. В результате испытаний можно считать, что проблема самолета с герметической кабиной… принципиально и практически решена, достигнутые результаты позволяют перейти от экспериментальных конструкций к конструкциям целевого назначения.
3. Самолет БОК-1 в предъявленном виде является лишь экспериментальным самолетом и может быть использован для дальнейших экспериментальных работ в области усовершенствования герметической кабины, ее оборудования, установки вооружения и специального оборудования, для проверки их работы в условиях полета в стратосфере.
4. Основными задачами, требующими скорейшего разрешения, являются:
а) повышение потолка самолета;
б) устранение запотевания стекла;
в) улучшение обзора из самолета;
г) установка бомбардировочного и стрелкового вооружения;
д) разработка подвижных стрелковых точек, управляемых из герметической кабины;
е) бронирование кабин для предохранения от пулевых пробоин.
При настоящем состоянии техники эти проблемы могут быть легко решены.
«Заключение.
1. Самолеты с герметическими кабинами имеют несравнимые преимущества перед обычными самолетами при выполнении полетов на высотах свыше 8000 м.
2. Самолеты с герметическими кабинами имеют богатейшие перспективы для использования в ВВС в качестве боевой авиации по всем специальностям: истребители, разведчики и бомбардировщики.
3. Боеспособность самолетов с герметическими кабинами значительно выше, чем у обычных самолетов, главным образом за счет хороших самочувствия и работоспособности экипажа при выполнении операций на больших высотах, недоступных для наземных средств ПВО противника.
4. Просить Народный комиссариат оборонной промышленности:
а) всемерно форсировать работы по созданию и освоению военных вариантов самолетов с герметическими кабинами, для чего необходимо расширить и укрепить Бюро Особых Конструкций завода № 35, находящееся в настоящее время в неблагоприятных условиях, ввиду удаленности от центра, недостатка квалифицированных кадров и материальных средств;
б) форсировать постройку на заводе № 35 самолета БОК-7, выпустив его в военном варианте как высотный бомбардировщик;
в) форсировать доводку в ЦИАМе мотора АМ-34ТН (с турбокомпрессором), обязав ЦИАМ представить мотор для установки на самолет БОК-1 не позднее 29 декабря 1936 г.
Начальник НИИ ВВС РККА
комбриг (Коробов)
Начальник 1-го отдела НИИ ВВС РККА
военинженер 1-го ранга (Петров).»
Начальник ВВС РККА Я.И.Алкснис, ознакомившись с актом государственных испытаний, подписал его 22 декабря 1936 года. В том месте документа, где на ближайшее будущее планировалось достижение высот 16-18 км, зачеркнул и от руки написал – 16-20 км.
Новый двигатель АМ-34РНБ-ТК на самолет БОК-1 установили весной 1937 года. После отработки систем и проведения проб двигателя на земле летом 1937 года испытательные полеты продолжились. За период с 6 июня по 1 октября 1937 года новый двигатель наработал 5 часов 40 минут на земле и 24 часа 1 минуту в воздухе.
До апреля 1937 года, когда установили двигатель АМ-34РН-ТК, самолет выполнил 42 полета. 27 августа 1938 года Стефановский с наблюдателем Рено достигли высоты 14100 м. Затем последовала авария турбокомпрессора. Ремонт продолжался до февраля 1939 года. В апреле 1939 года на БОК-1 установили двигатель АМ-34ФРНВ с ТК-1, с которым самолет выполнил ряд полетов на высоту до 14 км.
Техническое описание БОК-1.
Крыло БОК-1, снабженное центропланом и отъемными консолями, трехлонжеронное, в отличие от АНТ-25, в месте стыка с фюзеляжем не имеет мощных зализов. Отъемные части крыла (ОЧК) имеют 16 нервюр, верхние пояса которых выступают в набегающий поток. Пояса первых двух лонжеронов ОЧК до середины размаха выполнены из термически обработанных хромомолибденовых труб, далее – до законцовок крыла – из дюралевых труб. Третий лонжерон, как наименее нагруженный, полностью выполнен из дюралевых труб. Обшивка крыла гофрированная – так же как и на АНТ-25. В ходе испытаний гофр сверху обклеили тонким перкалем, отполировали и покрасили.
Фюзеляж конструктивно разбит на три части: носовую, центральную (собранную заодно с центропланом) и хвостовую. Передняя часть фюзеляжа легко съемная для установки различных двигателей. Центральная часть фюзеляжа сконструирована таким образом, чтобы в нее сверху можно было вставить гермокабину.
Рассчитанная на двух членов экипажа герметическая кабина является отдельным элементом, не включенным в конструкцию самолета. Имеет овальное сечение, состоит из 11 шпангоутов, обшита 2-мм дюралем. Для получения достаточной герметичности использовался двойной заклепочный шов, с предварительно наносимыми цинковыми белилами. Гермокабина рассчитывалась с 6–кратным запасом прочности, на практике в ней поддерживалось избыточное давление 0,8 атмосфер. Вход в кабину осуществлялся следующим образом: сначала экипаж через верхний люк в фюзеляже проникал в самолет (можно сказать, в предварительный тамбур), затем через гермолюк в задней стенке кабины занимал свои рабочие места и задраивался.
Верхняя часть гермокабины снаружи (но под обшивкой фюзеляжа) утеплена слоем войлока. Это покрытие помимо прочего заметно снижало шум в кабине – можно было переговариваться без напряжения голосовых связок. В нижней части гермокабина обогревается воздухом, выходящим из радиатора охлаждения двигателя. Для регулирования обогревом имелась специальная створка, управляемая из кабины.
Гермокабина снабжена семью окнами – иллюминаторами: 5 окон у пилота и 2 – у наблюдателя. В иллюминаторах использовалось специальное закаленное стекло толщиной 15-16 мм. Для устранения запотевания внутри имеются вторые стекла толщиной 3-4 мм, которые постоянно обогреваются теплым воздухом. Пространство между стеклами осушалось влагопоглотителями (хлористый кальций с селикагелем). Снабжение экипажа воздухом осуществлялось путем регенерации. Кислород подавался из расчета 120 л/час на двух человек. Выделяемые углекислота и влага поглощались – кабинный воздух прогонялся при помощи центробежного вентилятора через химические поглотители.
Шасси БОК-1 неубираемое, с масляно-пневматической амортизацией, основные стойки снабжены поддерживающими подкосами. Колеса размером 900?200 мм прикрыты каплевидными обтекателями.
Двигатель АМ-34РН мощностью 800 л.с. до 4000 м. Радиатор охлаждающей жидкости размещен под фюзеляжем, снабжен регулируемыми створками. Маслорадиатор установлен перед водяным радиатором, поначалу стоял пластинчатый, позднее – сотовый. Для первых полетов использовался деревянный, четырехлопастный воздушный винт диаметром 4,0 м. Затем его заменили двухлопастным деревянным винтом диаметром 4,35 м, а еще позднее применили металлический винт диаметром 4,1 м.
Общее количество бензина 500 кг, в четырех цилиндрических баках, установленных в пространстве между 1-м и 2-м лонжеронами центроплана.
БОК-1 имел двухцветную красно – серебристую окраску. На вертикальном оперении был изображен треугольник с эмблемой Бюро особых конструкций.
ЛТХ:
Размах крыла, м: 30,0
Длинна, м: 12,860
Высота, м: 5,50
Площадь крыла, м2: 78,8
Нагрузка на крыло кг/м2: 53,0
Вес пустого, кг: 3481 (с двигателем М-34РН)
Полетный вес, кг: 4161 (с двигателем М-34РН)
Полетный вес, кг: 4600 (с двигателем М-34РНТК)
Скорость у земли, км/ч: 230 (с двигателем М-34РН)
Скорость у земли, км/ч: 240 (с двигателем М-34РНТК)
Скорость макс. на 9000 м, км/ч: 212 (с двигателем М-34РН)
Скорость макс. на 9000 м, км/ч: 315 (с двигателем М-34РНТК)
Практический потолок, м: 10700 (с двигателем М-34РН)
Практический потолок, м: 14100 (с двигателем М-34РНТК).
Стратоплан БОК-1 с двигателем М-34РН.
Носовая часть самолета БОК-1 с двигателем М-34РН.
Стратоплан БОК-1 с двигателем М-34РНТК.
Стратоплан БОК-1 М-34РНТК.
Сборка самолета БОК-1 в Смоленске.
Каркас герметической кабины стратоплана БОК-1.
БОК-1. Схема.
БОК-1. Схема.
БОК-1. Схема.
.
.
Список источников:
В.Б.Шавров. История конструкций самолетов в СССР до 1938 г.
Наука и Техника. Николай Якубович. Прорыв в стратосферу.
М.А.Маслов. Утерянные победы советской авиации.