Использование сил реакции в интересах прогресса

А.Медведь
Александр Медведь,
МФПУ «Синергия», кандидат технических наук

БИ

Продолжение. Начало в №5-2011

Первой задачей было отладить герметичность всей системы и снять ее гидравлические характеристики. Для сокращения времени работу по отладке системы совмещали с отладкой элементов двигателя, в том числе системы зажигания. Отработка зажигания проводилась на открытой головке двигателя без сопла. На этих испытаниях первоначально не всегда четко происходило воспламенение топлива на пусковой ступени, часто перегорала нить накаливания, а случалось и так, что внутри топливного жгута горел факел, не воспламеняя основную массу топлива. После ряда доработок добились надежного воспламенения топлива на пусковом и основном режимах, однако устранить перегорание нити накаливания не смогли.
Тем временем по требованию заместителя наркома авиационной промышленности по опытному самолетостроению А.С. Яковлева планер «БИ» был подготовлен к исследованиям в натурной аэродинамической трубе ЦАГИ. Продувки проводились под руководством Г.С. Бюшгенса и А.Л. Райха. Сразу после их завершения начались летные испытания самолета «БИ» в планерном варианте на буксире за самолетом Пе-2. Летчик Б.Н. Кудрин в 15 полетах снял все основные летные характеристики на малых скоростях. Испытания подтвердили, что все аэродинамические данные самолета «БИ», характеристики устойчивости и управляемости соответствуют расчетным.
Создание первого отечественного реактивного самолета проводилось в тяжелейших условиях начального периода войны, наступления фашистских войск на основных стратегических направлениях. В октябре 1941 г. конструкторское бюро В.Ф. Болховитинова и коллектив двигателистов эвакуировались на Урал, что несколько задержало отладку самолета и двигателя. Создание самолета «БИ» продолжилось в декабре 1941 г. в небольшом поселке Билимбай, расположенном в 60 км от Свердловска. КБ и заводу Болховитинова отвели территорию разрушенного временем литейного завода. Помимо КБ Болховитинова в Билимбай были эвакуированы КБ Миля, Камова и Привалова – здесь собралась вся авиационная экзотика. НИИ-3 и КБ Л.С. Душкина разместились неподалеку – в Свердловске.
На берегу прилегающего к заводу водоема, на бывшей плотине, построили деревянную фанерную времянку, в которой разместили стенд-люльку для продолжения отработки самолетной установки ЖРД. В январе 1942 г. приступили к монтажу двигательной установки и ее испытаниям. Условия проведения испытаний были суровые, температура воздуха часто падала до -40…-50 °С. Ветер и метели усложняли выполнение испытательных работ, проводимых в фанерной пристройке. При разливе азотной кислоты или случайном ее попадании на одежду, руки или лицо испытателей нейтрализация проводилась содовым раствором, что в зимнее время причиняло большие неудобства.
Вместо заболевшего летчика-испытателя КБ Б.Н. Кудрина командование НИИ ВВС выделило для проведения испытаний «БИ» другого пилота – капитана Григория Яковлевича Бахчиванджи. 20 февраля 1942 г. Г.Я. Бахчиванджи впервые принял участие в тренировочном огневом запуске ЖРД на испытательном стенде. Этот опыт едва не стал и последним.
А.В. Палло вспоминал: «Первые три запуска ЖРД с кратковременным переходом на рабочий режим были произведены мною. Григорий Яковлевич при запусках был рядом со мною, слева, вне сварной люльки, и внимательно присматривался к моим действиям, которые я пояснял в процессе запуска.
На четвертый запуск я предложил Григорию Яковлевичу занять место в кабине, а сам встал на его место, с тем, чтобы контролировать его действия. Все подготовительные операции Григорий Яковлевич провел спокойно и уверенно (проверил напряжение в электросети, поднял давление в топливных баках, произвел дренирование топлива), затем включил накал селитового элемента (последовательно включенный селитовый элемент на доске приборов отследил его нагрев), сектором газа открыл пусковой расход, и двигатель вышел на пусковой режим. Послышался ровный шум от горения пускового расхода топлива. Затем, по сигналу контрольной лампочки, Бахчиванджи передвинул заблокированный до этого сектор газа на включение основного расхода топлива.
Двигатель перешел на рабочий режим, и через 3–4 секунды произошел взрыв. Григорий Яковлевич убрал сектор газа, чем прикрыл топливные краны, но трубопровод окислителя был перебит головкой двигателя, и струя крепкой азотной кислоты под давлением облила мне лицо и одежду. Все окуталось парами азотной кислоты.
При взрыве головка двигателя сорвалась с креплений, пролетела между баками азотной кислоты и ударилась о бронеспинку сиденья пилота, сорвав болты крепления и толкнув Г.Я. Бахчиванджи на доску приборов. При этом он головой ударился об узел крепления динамометра замера вертикальной составляющей тяги. Сопловой блок был далеко отброшен на замерзшее озеро.
При работе в течение многих лет с азотной кислотой выработался автоматизм – не допускать попадания ее паров в легкие, т.к. это вызывает сильное раздражение. В таких случаях мы прекращали дыхание и, пользуясь запасами воздуха в легких, выходили из зоны испарения. Так и в этом случае, прекратив дыхание, первым стремлением было выйти из пристройки, воспользовавшись боковым выходом. Но тут-то возникла мысль, а что будет с Григорием Яковлевичем? И тогда, протянув руку в направлении кабины, наощупь обнаружил меховой воротник кожанки Григория Яковлевича. Сильно потянув за воротник, почувствовал, что Григорий Яковлевич поддается. Помогая ему выбраться из кабины, вытолкнул его в передние входные ворота пристройки. Здесь его подхватили руки механиков и стали обмывать содовым раствором.
Выйдя из пристройки и набрав в легкие порцию свежего воздуха, почувствовал сильное жжение лица и с головой окунулся в снежный сугроб. Стало легче. Механики стенда вытащили меня из сугроба, и, увидев вместо лица зеленовато-желтую маску, опустили голову в бачок с содовым раствором. Все это происходило в течение нескольких минут.
На происшедший взрыв прибежало руководство КБ, и нас срочно отправили в больницу. Только здесь я понял, какой величайшей опасности избежал, надев очки в последний момент перед запуском Григорием Яковлевичем двигателя. Если бы не очки, быть мне слепым».
Летать – и никаких гвоздей!
К весне 1942 г. основные трудности были преодолены, и двигатель установили на самолет. 27 апреля состоялась первая проба работы двигателя на самолете, а с 30 апреля летчик начал запускать двигатель из кабины самолета. При включении двигатель практически сразу выходил на заранее отрегулированное значение максимальной тяги. На ней должны были выполняться разбег, набор высоты, полет, маневры.
Отладить плавную регулировку тяги так и не удалось. Конструктивно сложный спаренный топливно-дроссельный кран заменили пневмокранами основного и пускового расхода топлива. Теперь, если в полете с работающим двигателем возникала необходимость в ограничении скорости, летчику рекомендовалось перевести самолет в режим набора высоты или, в крайнем случае, выключить ЖРД. Для проведения первого полета истребителя «БИ» (к весне 1942 г. успели изготовить три машины, поэтому первый летный экземпляр стали именовать БИ-1) была создана Государственная комиссия под председательством В.С. Пышнова.
2 мая Г.Я. Бахчиванджи выполнил на БИ-1 две пробежки с работающим ЖРД. Продолжительность работы двигателя составила 3,4 с при тяге 250…300 кгс и 10 с при тяге 400…500 кгс. Длина разбега до отрыва от полосы оказалась равной 180 м, а длина пробега – 300 м. Вечером 13 мая Бахчиванджи совершил подлет на высоту 3…5 м (продолжительность работы ЖРД – 17 с).
И, наконец, 15 мая настал день первого настоящего полета отечественного ракетного самолета со стартом с земли. Утро выдалось ясное, хотя и холодное. Полет назначили на 12.00. Вся бригада обслуживания и подготовки самолета с утра приступила к контрольному осмотру и устранению замечаний. Пока заправили самолет компонентами топлива, погода стала портиться, появились облака. Синоптики обещали ухудшение погоды во второй половине дня. Г.Я. Бахчиванджи вместе с ведущим инженером НИИ ВВС А.С. Сорокиным на самолете У-2 вылетел на разведку погоды. Вернувшись, они сообщили, что фронт ненастья отодвигается. Последовала команда – самолет вывести на взлетную полосу и ожидать дальнейшей команды. После внешнего осмотра самолета Бахчиванджи занял место в кабине.
Тут к самолету подошел комендант аэродрома и дал указание: взлет начинать по его сигналу стартовым флажком. Григорий Яковлевич подозвал А.В. Палло и заявил, что он не намерен ожидать сигнала. Понимая состояние летчика, Палло согласился немедленно начать подготовку к запуску двигателя. Проделав все предстартовые операции и убедившись, что двигатель на пусковом режиме работает устойчиво, Бахчиванджи перевел двигатель на основной режим, и самолет пошел на взлет мимо растерявшегося коменданта аэродрома.
Быстро набирая скорость, БИ-1 взлетел с энергичным набором высоты. Взлет зафиксировали в 21 час 30 мин. В соответствии с программой летчик сделал четыре левых разворота на 90°. Грохочущий звук от работающего ЖРД был ясно слышен, а летящий самолет хорошо виден на фоне неба. Наконец, светящаяся точка от работающего ЖРД исчезла и появилось небольшое, желтого цвета, облачко. Самолет, планируя, стал заходить на посадку.
С земли было видно, что Бахчиванджи немного ошибся в расчете, и машина подходила к границе ВПП на слишком большой высоте. Летчик это заметил и стал выполнять попеременное скольжение на правое и левое крыло. Однако вскоре БИ-1 потерял скорость, стал валиться на крыло, с левым креном коснулся земли под довольно большим углом и подломил обе стойки шасси. По летному полю покатилось одинокое колесо от левой опоры. Все произошло быстро и неожиданно.
А.В. Палло вспоминал: «В голове мысль: жив ли Григорий Яковлевич? Может произойти пожар от оставшихся в топливных баках компонентов топлива. Надо быстрее действовать… И вдруг видим: открывается капот и из кабины самолета вылезает Григорий Яковлевич. Сразу стало легче. Одновременно с нами подъехали члены летной комиссии, которые, посадив Григория Яковлевича в автомашину, уехали на командный пункт. Вид у Григория Яковлевича был явно обескураженный и растерянный. Потрясение, вызванное полетом и аварийной посадкой, не прошло.
Совместными усилиями обслуживающего состава завода и нашей группы слили и взвесили остатки топлива, сбросили давление из баллонов, сняли приборы регистрации полета, обесточили машину и дегазировали незначительный разлив кислоты из поломанной трубки. По общему состоянию самолет для ремонта был не пригоден».
Взлетную массу самолета в первом полете ограничили 1300 кг, а двигатель отрегулировали на тягу 800 кгс. Полет продолжался 3 мин 9 с. Самописцы зафиксировали максимальную высоту полета 840 м, скорость 400 км/ч, скороподъемность 23 м/с. В послеполетном донесении летчик-испытатель отмечал, что полет на самолете «БИ» в сравнении с обычными типами самолетов исключительно приятен:
«… перед летчиком нет винта и мотора, не слышно шума, выхлопные газы в кабину не попадают;
– летчик, сидя в передней части самолета, имеет полный обзор передней полусферы и значительно лучший, чем на обычном самолете, обзор задней полусферы;
– расположение приборов и рычагов управления удачное, видимость их хорошая, кабина не загромождена;
– по легкости управления самолет превосходит современные ему истребители».
Последующие летные испытания проводились на втором и третьем опытных самолетах «БИ», отличавшихся от первого только наличием лыжного шасси. Одновременно было принято решение начать постройку небольшой серии самолетов «БИ-ВС» и провести их войсковые испытания. От опытных самолетов «БИ-ВС» отличались вооружением: в дополнение к двум пушкам под фюзеляжем по продольной оси самолета перед кабиной летчика устанавливалась бомбовая кассета, закрытая обтекателем. В кассете размещалось десять «противосамолетных» бомб массой по 2,5 кг.
Второй полет опытного самолета «БИ» состоялся 10 января 1943 г. За короткий срок на нем были выполнены четыре полета: три из них летчиком Г.Я. Бахчиванджи и один летчиком-испытателем К.А. Груздевым. В этих полетах были зафиксированы наивысшие летные показатели самолета «БИ» – максимальная скорость 675 км/ч,
вертикальная скороподъемность 82 м/с, высота полета 4000 м, время полета 6 мин 22 с, продолжительность работы двигателя 84 с.
Шестой и седьмой полеты выполнялись Г.Я. Бахчиванджи на третьем опытном самолете. Задание летчику на седьмой полет, состоявшийся 27 марта 1943 г., предусматривало доведение скорости горизонтального полета самолета до 750…800 км/ч по прибору на высоте 2000 м. По наблюдениям с земли, полет вплоть до конца работы двигателя на 78-й секунде протекал нормально, но после окончания работы двигателя самолет, находившийся в горизонтальном полете, опустил нос, вошел в пикирование и под углом около 50° ударился о землю. Планер «БИ» изготавливался в основном из дерева, поэтому тут же возник пожар и все, что могло хоть в какой-то мере объяснить причину трагедии, исчезло в огне.
Комиссия, которая расследовала обстоятельства катастрофы, не смогла установить подлинные причины перехода в пикирование самолета «БИ», но в заключении аварийного акта отмечала, что явления, происходящие при скоростях полета порядка 800…1000 км/ч, в то время были совершенно не изученными. По мнению комиссии, на этих скоростях могли появиться новые факторы, влияющие на управляемость, устойчивость и нагрузки на органы управления. Что это за факторы – комиссия не уточнила.
Позднее, уже после изучения опыта испытаний и боевого применения самолета Ме 262, получила широкое распространение версия о затягивании самолета в пикирование, которое, якобы, Бахчиванджи не смог преодолеть. Однако Л.С. Душкин считал такое объяснение не имеющим отношения к делу. Самолет перешел в резкое пикирование после окончания работы ЖРД, при этом скорость должна резко уменьшиться, а волновые явления – ослабнуть. Душкин полагал, что истинной причиной трагедии могла стать внешне незначительная деталь: непосредственно перед полетом на «БИ» впервые смонтировали стрелковый прицел. При резком прекращении работы ЖРД летчик испытывает значительную перегрузку, бросающую его вперед. Расстояние от лица пилота до прицела составляло всего несколько десятков сантиметров, и если бы он испытал удар, то это могло привести к трагедии…
После гибели Г.Я. Бахчиванджи недостроенные самолеты «БИ-ВС» решили законсервировать, а затем почти все пустили на слом. Однако работы по этой теме продолжались еще некоторое время. В январе 1945 г. на самолете «БИ» с лыжным шасси и с двигателем РД-1 конструкции А.М. Исаева, являвшимся развитием двигателя Д-1А-1100, летчик Б.Н. Кудрин выполнил два полета. В одном из них при взлетной массе самолета 1800 кг и скорости 587 км/ч вертикальная скорость «БИ» у земли составила 87 м/с. Всего для проведения различных испытаний было построено девять самолетов «БИ», способных подниматься в воздух (для остальных отсутствовали двигатели и некоторые другие агрегаты).
Создание экспериментального истребителя «БИ» и его первые успешные полеты стали важнейшими, этапными достижениями отечественного авиастроения по реактивной тематике. Следует признать, что все другие результаты были более скромными. Так, в 1942 г. академик С.А. Чаплыгин в письме наркому А.И. Шахурину предлагал сделать одной из основных задач ЦАГИ создание самолета с реактивными двигателями. Идею одобрили, и в ЦАГИ был организован реактивный отдел. Однако он занялся, главным образом, проведением научных исследований, а не созданием реальной машины. Главным итогом изучения разнообразных проблем реактивной техники стало появление кадров специалистов и накопление научно-технического задела, на основе которого в дальнейшем были созданы высокоскоростные реактивные самолеты.

Ваш комментарий будет первым

Написать ответ

Выш Mail не будет опубликован


*


Рейтинг@Mail.ru Яндекс.Метрика