Утерянные победы советской авиации

Высотные полеты в СССР. 1931–1941 гг

Сегодня полеты современных самолетов совершаются на больших высотах, там, где температура за бортом достигает -60 °C, а воздух чрезвычайно разрежен и совершенно непригоден для дыхания человека. Тем не менее, занимая место в салоне гражданского авиалайнера, мы вполне обоснованно надеемся, что, поднявшись в небо, не испытаем никаких неудобств, связанных с низкими температурами и недостатком кислорода. При этом наверняка никто из нас не задумывается, что создание таких комфортных условий для пассажиров стало результатом многолетних усилий конструкторов, инженеров и летчиков, приступивших к разрешению проблемы высотных полетов много десятилетий назад.

Практическое осуществление полетов в стратосфере, то есть на высотах свыше 11 км, активно началось в 1930–х годах. Разработчики авиационной техники рассчитывали с подъемом на высоту значительно повысить полетную скорость самолетов, уменьшить зависимость от погодных условий, а в случае военного использования обеспечить их малую заметность и неуязвимость для противовоздушной обороны противника. Конечно, мало кто представлял тогда все трудности, с которыми предстояло столкнуться на пути освоения стратосферы. Считалось, например, что на высотах свыше 11–12 км нет облаков и разреженный воздух практически неподвижен. О струйных течениях, опоясывающих земную поверхность со скоростью 200–300 км/ч на высотах от 6–8 км до 12–16 км, тогда даже не подозревали. Да и методы разрешения задач во многом были далеки от совершенства. И тем не менее спустя всего десяток лет после начала исследований проблему высотных полетов во многом удалось разрешить. Об отдельных эпизодах этой напряженной деятельности, осуществленной в Советском Союзе, рассказывает представленный материал.

Бюро особых конструкций – БОК

В конце 1920–х годов в советском самолетостроении появились новые направления, предполагающие постройку оригинальных экспериментальных летательных аппаратов. В связи с этим в декабре 1930 г. вопрос о создании специализированного отдела или отдельного конструкторского бюро для их проектирования возбуждается на высочайшем, правительственном уровне.

27 января 1931 г. постановлением Реввоенсовета Союза ССР при Центральном аэрогидродинамическом институте (ЦАГИ) создается новый отдел – Бюро особых конструкций (БОК). Начальником БОК назначили 32–летнего Владимира Антоновича Чижевского, в 1926 г. окончившего Военно – воздушную академию им. Н. Е. Жуковского и с 1928 г. работающего в ЦАГИ. Помощниками Чижевского стали инженеры Н. Н. Каштанов, Б. И. Карманов, А. Я. Левин, И. И. Цебриков, В. И. Лапинский, В. Г. Фролов. Несмотря на первоначальные планы сосредоточить в БОК несколько направлений – проектирование автожиров, исследование схем «утка» и «летающее крыло», – основной деятельностью БОК в последующие годы стало создание специальных аппаратов для полетов в стратосфере. Первыми такими работами стала разработка стратосферного самолета (СС) и герметической гондолы экипажа для стратостата «СССР».

Образование БОК почти совпало с переустройством опытного строительства в структуре советской авиапромышленности. 27 августа 1931 г. Центральное конструкторское бюро (ЦКБ) и ЦАГИ объединили в единую организацию – ЦКБ – ЦАГИ, деятельность которой осуществлялась под общим патронажем ОГПУ. От органов ГПУ руководить новой организацией назначили Е. С. Пауфлера, а технической частью стал заведовать С. В. Ильюшин. Для БОК указанные изменения выразились в том, что производственные вопросы решались на двух территориях, размещенных в разных районах Москвы. В частности, изготовление гондолы стратостата «СССР» велось с октября 1931 г. на заводе № 39, а стратосферный самолет строился на заводе опытных конструкций (ЗОК) ЦАГИ, вступившем в строй 1 января 1932 г. При этом наиболее важным делом считалось разрешение проблемы самолета, способного осуществлять длительные полеты на больших высотах. Полеты таких самолетов (стратопланов) предполагались на высотах 10–12 км, там, где разреженная атмосфера позволяла развивать большие полетные скорости и не зависеть от капризов погоды, поэтому особенно заманчивыми они представлялись для военного применения.

Задачи, которые предстояло решить при создании стратоплана, назывались следующие:

1. Исследование аэродинамики высотных аппаратов.

2. Создание герметической кабины экипажа.

3. Осуществление проводки органов управления из гермокабины.

4. Обеспечение работы приборного оборудования в гермокабине.

5. Создание комфортных условий работы экипажа.

6. Создание специальной моторной установки, надежно работающей в условиях разреженного воздуха и низких температур (–55–70 °C).

БОК-1 (СС)

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, поэтому вовсе не лишним кажется небольшое сравнение:

Хотя деятельность по созданию этих двух самолетов – дальнего и высотного – началась почти одновременно, изготовление АНТ-25 велось более активно и его полеты начались ранее. Строительство БОК-1 началось на заводе опытных конструкций (ЗОК) в конце 1932 г. и в последующем сопровождалось двумя переездами. В феврале 1933 г. 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 г. все хозяйство высотной бригады перевели в Смоленск, на базу ремонтного завода № 35, где организовали специальный опытный цех. В июне 1934 г. докладывалось, что самолет БОК-1 упакован для отправки на завод № 35. Таким образом, постройка БОК-1, начатая в 1932 г. в Москве, продолжилась в Смоленске, где и завершилась в 1935 году.

13 декабря 1935 г. 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.

Стратоплан БОК-1, оснащенный двигателем АМ-43ФРН с трехлопастным воздушным винтом, в ходе проведения испытаний установлен в линию полета для проведения регулировок

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 г. Согласно официальным документам, 25 июля 1936 г. Стефановский с наблюдателем Каштановым достигли высоты 10 875 м. Сам Петр Михайлович в своей книге воспоминаний «Триста неизвестных» дает другие значения. Впрочем, он описывает летние события 1936 г. 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 – 13 100 м. Полученные по прибору при расшифровке с учетом всех поправок, они соответствовали максимальной высоте 14 100 м. Это – стратосфера!».

Осенью полеты на БОК-1 в НИИ ВВС прекратили. Летный сезон 1936 г. 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.