Красная стрела: история первого вмире самолета стреугольным крылом
- Первыми американскими истребителями с треугольным крылом стали в 1950-х F7U Cutlass и F4D Skyray. Их форма берет начало от германского проекта P13 1944 года. Первым советским истребителем с треугольным крылом стал в начале 1960-х МиГ-21, прозванный в ВВС за собственную форму «балалайкой»
- В это же время приоритет в данном вопросе в собственности советскому авиаконструктору Александру Москалеву — его проект самолета «Сигма» с треугольным крылом датируется 1933 годом
А во второй половине 30-ых годов XX века была выстроена и совершила успешный полет экспериментальная «Стрела» САМ-9 (слева).
- Тогда многие лётчики и инженеры отнеслись к аппаратам столь необыкновенного вида с опаской, но время продемонстрировало, что Москалев был прав: многие современные самолеты имеют как раз такую, самая выгодную для сверхзвукового полета, форму крыла. Справа — «Сигма» САМ-4
В первой половине 30-ых годов XX века авиаконструктор Александр Сергеевич Москалев, изучая результаты отстрела снарядов разной формы, совершённые германской компанией «Крупп», заключил , что при приближении скорости самолета к скорости боеприпаса и форма их должна быть сходной. Опыты, совершённые в аэродинамической лаборатории Ленинградского национального университета, совсем укрепили Москалева во мнении, что для сверхзвукового полета оптимальным будет стреловидное крыло малого удлинения.
«Несусветная экзотика»
Собственный проект перспективного сверхзвукового истребителя-перехватчика Москалев назвал «Сигма» (индекс САМ-4, Самолет Александра Москалева-4). Летающее крыло малого удлинения с громадной стреловидностью и двухкилевым вертикальным оперением на законцовках прекрасно сочеталось бы с реактивным двигателем. Но реактивные двигатели тогда делали собственные первые шаги, так что было нужно ограничиваться двумя Hispano-Suiza 12YBbrs.
Двигательный блок размещался в крыле, рядом пребывала кабина пилота, что должен был руководить самолетом лежа. Долгие соосные валы вращали винты в различные стороны посредством особого редуктора. Для увеличения КПД винтов была создана особенная «сверхзвуковая» серповидная форма лопастей.
По предварительным расчетам, большая скорость чудо-аппарата составляла фантастические для 1934 года 1000 км/ч (в 1935-м разработки и гоночный-17 самолёт ОКБ Поликарпова еле развивал 490 км/ч).
У начальника умелого отдела министерства авиационной индустрии (НКАП) Иосифа Иосифовича Машкевича САМ-4 не позвал восхищения. Он подверг критике Москалева за «несусветную экзотику». Конструктор пояснил, что проект не предусматривает немедленной реализации, а претендует на приоритет в открытии новой перспективной компоновки самолета. Проект поместили в архив до лучших времен.
Но продолжительно ожидать не было нужно.
Во второй половине 30-ых годов XX века советская разведка сказала, что в Соединенных Штатах, в компании Сикорского, русский эмигрант Михаил Глухарёв начал разработку «треуголки» с толкающим винтом. Наркоминдел Молотов приказал разобраться в возможной полезности и значимости проведения аналогичных работ в СССР. Запрос в Главк ЦАГИ ничего не дал — в том месте не занимались необыкновенными компоновками самолетов.
Но спустя полгода вопросом заинтересовался лично товарищ Сталин, что полагал, что речь заходит о чем-то новом и серьёзном.
Тащить с ответом было нельзя, и Машкевич отыскал в памяти о «Сигме», форма которой напомнила ему наброски, приведенные в докладе разведки. Москалева безотлагательно позвали в Москву. По окончании дискусии по вопросу о «Сигме» на заседании в присутствии представителей ЦАГИ глава Глававиапрома Каганович доложил Сталину, и тот приказал безотлагательно создать проект аналога самолета «Сигма», осуществить его строительство и совершить программу летных опробований.
ЦАГИ было поручено изучение модели самолета в аэродинамической трубе.
Красная «Стрела»
Самолет напоминал в плане наконечник стрелы, телеграфный адрес ОКБ-31, где он строился, имел шифр «стрела», — словом, с заглавием для самолета неприятности не появилось и прототип вошел в историю называющиеся САМ-9 «Стрела». На постройку самолёта и разработку проекта Иосиф Виссарионович дал всего два с половиной месяца.
Эскизный проект был выполнен за три дня. Треугольное крыло из фанеры необычно малого удлинения и относительно толстого профиля являлось обтекателем закрытой кабины и двигателя летчика. Полотняные рули высоты занимали заднюю часть крыла и делали кроме этого функции элеронов.
Горизонтальное оперение отсутствовало, шасси и хвостовой костыль не убирались. В качестве двигателя решили применять 140-сильный лицензионный мотор «Рено» МВ-4.
Все работы ОКБ, не считая «Стрелы», были временно приостановлены. Пробные продувки в ЦАГИ доказали полную правильность расчетов Москалева. Исходя из этого летный прототип самолета был выстроен в необычные сроки — всего за 70 дней.
Опробования проводились на аэропорте тяжелых бомбардировщиков под Воронежем. Летчик-испытатель Алексей Гусаров, обкатывавший «Стрелу» на земле, уверял, что машина «просится в атмосферу». Госкомиссия дала разрешение на летные опробования.
Предполагалось, что их будет проводить узнаваемый летчик-испытатель Борис Кудрин, эксперт по самолетам необыкновенной компоновки. «Он продолжительно ходил около ‘Стрелы’, присматривался, сказал с Гусаровым, наблюдал продувки, расчеты, думал, — вспоминал Москалев, — и наконец решительно заявил рабочей группе, что он не только летать, но и подлетывать на аналогичной необычной машине, не имеющей, согласно его точке зрения, не только хвоста, но и крыльев, не планирует». Возможно, и рабочая группа во главе с главой — главой ЦАГИ Проценко — с радостью кинула бы это «странное дело», если бы не персональный интерес Сталина.
бритва и Мёд
По окончании бурных дебатов опробования самолета поручили Гусарову. Первый подлет был совершен 7 августа 1937 года. В 10:30 утра самолет начал разбег, скоро набирая скорость. Подняв хвост самолета, летчик задержал отрыв и, собрав 150 км/ч, потянул ручку на себя. На глазах оторопевших участников рабочей группы, пребывавших в 15 м от самолета, машина взмыла в атмосферу на высоту около 15 м и начала крениться влево, пока ее плоскости не были перпендикулярны почва. Все замерли, ожидая трагедии.
Прошло мгновенье, показавшееся вечностью, а после этого крен был ликвидирован и самолет, нормально пролетев до конца громадного аэропорта, медлено и легко опустился на землю на три точки. Летчик развернул машину и порулил к вытиравшей холодный пот рабочей группы. Выйдя из автомобиля, Гусаров доложил Проценко о успешном опробовании. По впечатлению самого Гусарова подлет прошел полностью нормально: «По окончании отрыва сказалась реакция винта, самолет взял большой крен.
Я убрал газ, исправил крен, потянул ручку на себя, и самолет нормально приземлился».
Но для большей части участников рабочей группы, замечавшей подлет со стороны, все смотрелось по-второму. Не появляйся элероны достаточно действенными, а летчик умелым, чуть опоздай он погасить реакцию на крен, подлет и в действительности имел возможность закончиться трагедией. По выражению Кудрина, полет на «Стреле» был «так же надёжен, как слизывание меда с бритвы».
Первый полет
Продолжили опробования уже в Москве, на Центральном аэропорте им. Фрунзе. По окончании серии рулежек Гусаров со второй попытки оторвал самолет от полосы практически на метр.
Затем самолет взялся испытать юный, но талантливый летчик-испытатель ЦАГИ Николай Рыбко, которого необыкновенный самолет весьма заинтересовал.
Его и утвердили главным летчиком-испытателем «Стрелы». Начав с маленьких подлетов, Рыбко неспешно усложнял программу, оценивая поведение самолета. 27 августа 1937 года летчик объявил, что готов к полноценному полету.
На следующий сутки самолет взлетел с Ходынки в направлении Тушинского аэропорта Центрального аэроклуба, где при необходимости возможно было бы произвести аварийную посадку. «По окончании маленького разбега самолет легко оторвался от почвы и собрал высоту около 20 метров. После этого подъем практически закончился. Чуть не задев пятиэтажки и высокие сосны, самолет провалился сквозь землю из поля зрения, — вспоминал Москалев. — Стало ясно, что летчик не планирует возвращаться на аэропорт.
Некое время стояла гнетущая тишина, все чего-то ожидали. Позже внезапно стали действовать. Кто-то бежал к самолету Р-5 и пробовал запустить мотор, кто-то садился в санитарную машину, кто-то бежал к телефону и пробовал куда-то звонить. Воображение рисовало всякие кошмары.
Но через пара мин. из аэроклуба в Тушино раздался звонок телефона — Рыбко докладывал о успешной посадке».
Посадка в Тушино
Рабочая группа выслушала рассказ летчика на аэропорте в Тушино. По окончании отрыва, выправив крен от реакции винта, так напугавший рабочую группу в Воронеже, летчик постарался собрать высоту, но понял, что выше 30 м встать не имеет возможности. Расширить угол атаки на столь малой высоте либо разворачиваться для посадки Рыбко не решился и летел без разворотов до Тушино, где и произвел посадку.
Красный треугольник гордо продефилировал над Тушинским аэроклубом, а после этого приземлился, по окончании чего Рыбко на остатках скорости зарулил прямо в один из ангаров, выпрыгнул из самолета и закрыл ангар. Это было сделано им весьма вовремя: люди, никакого отношения к «Стреле» не имевшие, бросились к ангару взглянуть на диковинку. Сообщение летчика озадачило рабочую группу.
Сразу же показались попытки дать научное объяснение необычному явлению. Высказывались мнения, что отрываться и набирать маленькую высоту «Стреле» оказывает помощь экранный эффект, а встать выше она не может. Но так как расчетный потолок самолета был высок, так в чем же дело? Доктор наук Горский из ЦАГИ начал расспрашивать Рыбко о подробностях полета.
Выяснилось следующее: собрав высоту 20 м и ликвидировав крен, летчик установил привычный по вторым самолетам угол атаки (в пределах 7−90) для комплекта высоты. Но расчеты ЦАГИ утверждали, что для «Стрелы» удачнейший угол практически вдвое больше!
До тех пор пока Москалев разбирался с аэродинамикой «Стрелы», кто-то из рабочей группы сообщил в Москву, что самолет больше тридцати метров высоты не набирает, да и летает лишь за счет экранного результата. На «вредителя» Москалева начали наблюдать косо.
Успех
Не обращая внимания на неспециализированную воздух резкой недоброжелательности, Рыбко верил в новый самолет. По окончании установки в кабине самолета прибора, определяющего угол комплекта высоты, летчик объявил, что готов еще раз попытаться самолет в воздухе.
Стояла ранняя осень — сентябрь 1937 года. Погода была хорошая, над аэропортом летала паутина. Разбег, отрыв, Рыбко неспешно начал увеличивать угол атаки. Непривычно задрав шнобель, самолет послушно полез вверх. Собрав высоту 1200 м, летчик начал разворот. Он делал виражи, другие манёвры и горки и не торопился садиться. После этого «кинул» управление, и самолет с уверенностью продолжал полет по прямой, покачиваясь на 5−7 градусов около продольной оси (это прекрасно было видно по солнечным бликам).
Имея хороший запас скорости, самолет легко приземлился на три точки. Так закончился второй, всецело успешный полет «Стрелы» — первого в мире самолета с треугольным крылом малого удлинения. Единственным замечанием рабочей группы были маленькие поперечные колебания самолета с кинутым управлением.
Подобные колебания (так называемый голландский ход) легко излечимы и являются следствием малых размеров хвостового оперения.
В августе 1938 года «Стрелу» возвратили в ОКБ. Для устранения поперечных колебаний команда Москалева увеличила вертикальный киль на 30% и установила на законцовках крыла шайбы по типу самолета «Сигма». По окончании установки винта Ратье (железный двухлопастной винт с изменяемым шагом) была взята скорость полета, равная 343 км/ч.
По окончании всех опробований в конце 1938 года «Стрелу», всецело выполнившую собственную миссию, по приказу из Москвы сожгли.
На протяжении войны ОКБ Москалева эвакуировали из Воронежа в Сибирь, а по окончании победы — под Ленинград. Москалев продолжал проработку «Сигмы». Результатом стал проект сверхзвукового реактивного истребителя РМ-1 (Ракетный Москалева-1), выполненный на базе аэродинамической компоновки «Стрелы» и оснащенный двухкамерным азотно-керосиновым ракетным двигателем Душкина РД-2М-3В тягой 1459 кгc. Эскизный проект РМ-1 (САМ-29) был направлен в Министерство авиапромышленности (МАП).
Москалев лично доложил заместителя начальника Умелого главка реактивных самолетов Жемчужину о преимуществах компоновки РМ-1.
Заключение ЦАГИ было хорошим, и РМ-1 был включен в замысел строительства МАП на 1946 год. Но пока согласовывались замыслы, Яковлев, отстраненный от работ над реактивными самолетами по причине того, что «проглядел» появление реактивной авиации у немцев в конце войны, решил забрать реванш и доложил Сталину о важных нарушениях в МАП. Была организована государственная комиссия под руководством Маленкова, его помощником прописали Яковлева.
В январе 1946 года министр авиапрома А. Шахурин был репрессирован, были сняты все его большинство и заместители глав главков. Новым министром стал Хруничев, его первым помощником — Яковлев. О постройке РМ-1 уже никто не вспоминал.
Бесславный финиш
Москалев пробовал бороться. Он направил главе Госплана Вознесенскому письмо, в котором писал о необоснованности исключения РМ-1 из замысла умелых работ. Яковлев назначил новую рабочую группу ЦАГИ, которая дала уклончивое заключение о том, что строительство самолета до завершения изучений нельзя считать целесообразным.
Хорошее заключение ученых ЛКВВИА, которое Москалев направил главкому ВВС маршалу Вершинину, уже не имело возможности сыграть никакой роли.
Так закончилась история треугольного крыла Москалева. Меж тем фактически все современные сверхзвуковые самолеты летают на треугольном крыле. На Западе уверены в том, что такую форму придумал германский конструктор Александр Липпиш, чей недоделанный планер в 1945 году нашли американские армии.
Американцы сейчас именуют подобную форму крыла «готической». А ведь первый моторный полет, и не планера, а полноценного самолета с треугольным крылом, состоялся не в Германии, а в СССР и не в 1945, а во второй половине 30-ых годов XX века.
Недооцененный конструктор
Александр Москалев появился в 1904 году в городе Валуйки. В осеннюю пору 1922 года поступил на математическое отделение физмата Воронежского университета, через год перевелся на физмат Казанского университета, а в 1925 году — в Ленинградский госуниверситет. В 1928-м Москалев начинает работу на авиационном заводе «Красный летчик».
В первой половине 30-ых годов двадцатого века его направляют в Воронеж, на строящийся авиазавод №18, в качестве помощника главы серийного конструкторского отдела. Он проектирует около тридцати автомобилей собственной конструкции (САМ-5 и его серийный древесный аналог САМ-5бис, перспективный истребитель-«бесхвостка» САМ-7, САМ-4 «Сигма», САМ-9 «Стрела» и двухбалочный САМ-13 с тандемным размещением двигателей).
По окончании войны Москалев проектирует сверхзвуковой истребитель РМ-1, а во второй половине 40-ых годов XX века делается старшим учителем Ленинградской краснознаменной Военно-воздушной академии (ЛКВВИА) им. Можайского. С 1952 года он был призван в армию в звании инженера-полковника и занимался изучением стратегических возможностей развития военной авиации.
Погиб Александр Москалев 3 января 1982 года.
Альтернатива Липпиша
- Планер Александра Липпиша DМ-1
В Соединенных Штатах Липпиш продолжил собственные опыты с треугольным крылом и во второй половине 40-ых годов двадцатого века начал проектирование самолета Convair Model 7002.
Первый полет этого самолета, взявшего индекс XF-92 (он должен был стать прототипом серийного истребителя F-92), прошёл в 1948 году. Эти, полученные на протяжении испытательных полетов, понадобились при создании сверхзвуковых перехватчиков F-102 и F-106
В первой половине 40-ых годов XX века германский авиаконструктор Александр на данный момент внес предложение схему сверхзвукового истребителя с треугольным крылом. Из-за недостатка керосина в Германии самолет планировалось оснастить прямоточным воздушно-реактивным двигателем, трудящимся на угольной пыли (правильнее, на ее смеси с мазутом). Прямоточные двигатели требуют предварительного разгона до 200 км/ч, и Липпиш предлагал установить на самолет с индексом Р-13 еще и ракетный двигатель.
В мае 1944 года на горе Шпитцерберг под Веной начались летные опробования уменьшенной модели Р-13. В августе модель прошла продувку в сверхзвуковой аэродинамической трубе, и было решено опробовать на практике пилотируемый древесный планер данной компоновки. Летно-техническая несколько Дармштадтского политехнического университета начала постройку планера, но в ночь 11−12 сентября 1944 года цеха были разбомблены.
Недостроенную модель доставили на аэропорт в местечке Прин. Сейчас его назвали DM-1 (D — Дармштадт, М — Мюнхен). Планировалось, что планер с установленными пороховыми разгонными ракетами встанет в небо на пояснице легкого двухмоторного самолета Siebel 204, после этого случится включение и расстыковка ракет, разгоняющих планер до 800 км/ч.
Но 3 мая 1945-го в Прин вошли американские танки. Наполовину собранный DM-1 упаковали в коробку и в сопровождении Липпиша вывезли в Соединенных Штатах. Но по окончании цикла опробований инженеры Исследовательского центра NASA им.
Лэнгли остались обиженны подъемной силой самолета из-за раннего срыва потока. Проблему решили, сделав переднюю кромку крыла более острой. В будущем модель DM-1 неоднократно перестраивали, довольно часто до неузнаваемости. Результаты работ были обобщены в отчете NASA.
Компания Convair выстроила собственный аналог истребителя с треугольным крылом — XF-92, развила его в очень успешный истребитель F-102 Delta Dagger, а позднее — в четырехмоторный бомбардировщик B-58 Hustler, способный нести ядерные бомбы. Новейший самолет F-35 с треугольным крылом малого удлинения, созданный по программе JSF, — дальний потомок самолета Липпиша.
Треугольное крыло планера P-13 далеко не основное достижение германского авиаконструктора Александра Липпиша. Он известен как ярый приверженец схемы «летающее крыло», и как один из пионеров реактивной авиации. Именно он сконструировал один из самых стремительных самолетов Второй мировой — ракетный истребитель Messerschmitt Me-163 Komet, поздние модификации которого развивали скорость более 900 км/ч и имели потолок 16 000 метров.
Статья размещена в издании «Популярная механика» (№54, апрель 2007).
<
h4>