Реактивная авиация

Переход к реактивной авиации. В 1930-х годах стало ясно, что обычный тип самолета с поршневым двигателем и воздушным винтом приближается к пределу своих возможностей. Стремление увеличить скорость и высоту полета боевых самолетов заставило ученых и конструкторов усиленно искать новых путей развития авиации.

И путь был найден: наступила пора реактивной авиации, которую задолго до этого предвещал наш знаменитый соотечественник Константин Эдуардович Циолковский. Реактивная авиация произвела подлинную техническую революцию в воздушном флоте.

Первые шаги были связаны с большими трудностями и разочарованиями. Но это не остановило настойчивых поисков.

Поршневой двигатель, установленный на самолете, передает свою энергию воздушному винту. Винт отбрасывает назад захватываемую массу воздуха и тянет за собой самолет. Скорость отбрасываемой струи и определяет в основном скорость самолета.

Чтобы повысить скорость полета, конструкторы добивались увеличения мощности двигателя. Но при скорости около 700 километров в час даже большой прирост мощности уже не давал существенного увеличения скорости самолета: увеличение веса и габаритов поршневого двигателя и воздушного винта влекло за собой возрастание веса и лобового сопротивления самолета.

Это и был тупик.

Выход из него открыл реактивный двигатель. Он обладает большим преимуществом перед поршневым, ибо может развивать огромные тяги, имея при этом сравнительно небольшой вес и габариты. Кроме того, он передает свою энергию самолету непосредственно, не нуждаясь в помощи тяжелого и громоздкого воздушного винта, эффективность которого падает с увеличением скорости.

В реактивном двигателе воздух, нагнетаемый компрессором в камеру сгорания и проходящий после этого через турбину (вращающую компрессор) и выхлопное сопло, с огромной скоростью устремляется в атмосферу и благодаря создающейся реактивной силе толкает самолет вперед. Чем больше сгорит топлива, тем мощнее будет струя газов, тем больше скорость самолета. Таков турбореактивный двигатель, или сокращенно ТРД.

Есть и другой тип реактивного двигателя — так называемый жидкостный реактивный двигатель, или ЖРД. Он работает, так же как и ТРД, на керосине, но керосин в нем окисляется при горении не воздухом из атмосферы, нагнетаемым компрессором, как у ТРД, а каким-нибудь окислителем, например жидким кислородом или азотной кислотой, запас которых находится на самолете в специальном резервуаре.

Первые попытки создания реактивных самолетов. Пока не были созданы надежные образцы реактивных двигателей, не могло быть и речи о реактивном самолете, Во второй половине 30-х годов в СССР, Англии, Германии, Италии, а несколько позже в США шла напряженная научно-исследовательская и конструкторская работа по созданию реактивных двигателей. В 1938 — 1939 годах появились немецкие реактивные двигатели БМВ, "Юнкерс", в Англии — двигатель Френка Уиттла и в Италии — "Кампини-Капрони". Все это были еще несовершенные, экспериментальные реактивные двигатели, тем не менее их уже можно было устанавливать на специально построенных самолетах.

Итальянские конструкторы Капрони и Кампини построили реактивные самолеты КК-1 и КК-2. На них было сделано несколько полетов в 1940 — 1941 годах, а 1 декабря 1941 года совершен перелет из Милана в Рим. Фюзеляж самолета "Кампини-Капрони" от носа до хвоста представлял собой трубу. Воздух поступал в носовой круглый заборник, [439] затем в двухступенчатый компрессор и выбрасывался через сопло в хвостовой части фюзеляжа с увеличенной скоростью и температурой.

В Англии в апреле 1937 года начали испытания реактивного двигателя Френка Уиттла. После больших доводочных работ и конструктивных усовершенствований двигатель Уиттла был установлен на самолет, специально построенный фирмой Глостер.

Управляемый летчиком Сейером самолет "Глостер" с этим двигателем поднялся в воздух в мае 1941 года. В октябре 1941 года двигатель Уиттла и его чертежи вместе с группой инженеров фирмы Пауэр Джетс были направлены в США для оказания технической помощи американской фирме Дженерал электрик. Через год в Америке построили самолет "Айркомет" с двумя двигателями "Дженерал электрик" типа Уиттла; это был первый американский реактивный самолет.

Используя опыт, полученный в ходе проектирования, постройки и испытаний своего первого самолета, фирма Глостер создала реактивный двухмоторный истребитель "Метеор". "Метеор" — единственный реактивный самолет [440] союзников, принимавший участие во второй мировой войне. Его первый полет состоялся в марте 1943 года.

Самолеты "Метеор" действовали против гитлеровских самолетов-снарядов с баз в Южной Англии.

БИ-1 – первый реактивный самолет СССР. Пионером, заложившим основы отечественных турбореактивных двигателей, является конструктор-турбинщик А. М. Люлька, который в 1937 году начал работать над своим первым авиационным турбореактивным двигателем.

Проект БИ-1, начатый накануне войны сотрудниками КБ В.Ф. Болховитинова Александром Яковлевичем Березняком и его коллегой Алексеем Михайловичем Исаевым, Наркомат авиационной промышленности одобрил и первый же день войны, 22 июня 1941 года. Через три недели проект был готов. На его реализацию - выпуск чертежей и постройку машины в металле - отпустили... 35 дней!

Через 40 дней БИ-1, правда, пока не в металле, а дереве - дюраль стал большим дефицитом - выкатили из цеха. Машина была еще просто планером - ракетный двигатель Л.С.Душкина оказался "сыроват" для летных испытаний. Даже на земле двигателисты не рисковали приближаться к работающему ЖРД-прятались в укрытии.К тому же окислитель - азотная кислота - активно разрушал баки, трубопроводы, все, с чем соприкасался.

Пока доводили двигатель, самолет все же побывал в воздухе. Его испытал в безмоторном, по-планерному, полете летчик испытатель Б.Н.Кудрин."Меня,- вспоминает Кудрин,-буксировали на Пе-2 Якимов, Байкалов и некторые другие летчики. Я не помню сейчас, сколько было сделано полетов, но, во всяком случае, немало. Я снял целый ряд характеристик, пригодившихся в последствии на первом огневом вылете..."

Первый "огневой вылет" уже в эвакуации, на Урале, совершил летчик-испытатель Григорий Яковлевич Бахчиванджи.Произошло это 15 мая 1942 года. Очевидец полета, известный ученный, профессор В.С.Пышнов так вспоминал о том знаменательном дне:"На уральском аэродроме собрались инженеры,техники, летчики, ученные. Впервые я увидел, сколько людей настроено не реактивную "волну", сколь велика армия первооткрывателей. Все они были людьми реактивной эры, пришедшими к ней в полной готовности, с пониманием ее значения. Каждый был загружен до предела...Взгляды всех собравшихся обратились к реактивному соплу. И вот из него вырвалось слабое пламя, а затем раздался оглушительный рев.Огненный факел вытянулся на 3-4 метра. Самолет тронулся, быстро ускоряя движение. Он побежал по летной полосе, легко оторвался и стал набирать высоту..."

Позже испытания этого уникального самолета и его модификаций продолжили летчики Б.Кудрин, К.Груздев и А.Пахомов.Расчетная скорость БИ должна была превышать 900 км/ч. Однако вскоре, при одном из последующих полетов, когда летчик дал полную тягу двигателю, и самолет, подобно метеору, промелькнул в небе над изумленными людьми, машина вдруг потеряла устойчивость, стала неуправляемой и через несколько мгновений с огромной скоростью устремилась к земле.

Герой летчик-испытатель, пионер реактивной авиации Григорий Яковлевич Бахчиванджи совершил подвиг. Он погиб, осваивая первый отечественный реактивный самолет.

Реактивная авиация в фашистской Германии. Гитлеровская германия оказалась первым государством, в котором реактивные самолеты были запущены в серийное производство.

В 1942 году начались испытания «Мессершмита-262», известный по имени «Штурмфогель» – «Ураганная птица». С двумя турбореактивными двигателями, развивающая скорость в 900 километров в час (наши ястребки – 600-650 километров в час), эта смертоносная, но великолепная машина имела и радилокатор, и мощные пушки. В первом же воздушном бою с американцами 36 Ме-262 свалили наземь двадцать четыре «летающих крепости» и пять истребителей, потеряв всего двух своих. «Штурмфогели» успешно сбивали скоростные британские бомбардировщики «Москито», которые дотоле лихо налетали на Рейх без прикрытия. Скорость «Мосси» превышала 600 километров в час, и британцы даже не ставили на него оборонительных пулеметов. Но Ме-262 быстро развеяли их самоуверенность. Потом на Западе скажут: появись сей самолет у немцев хотя бы полугодом ранее – и исход войны мог стать совсем другим. Гитлер просто не успел подготовить достаточно пилотов и произвести побольше «262-х» – ему не дала это сделать Красная Армия, прорвавшаяся к его логову. Ме-262 серийного образца выступал машиной с еще дозвуковым, прямым крылом и двумя турбореактивными двигателями «Юнкерс Юмо» с тягой по 900 килограммов. Однако строился уже Ме-262ХГЗ со стреловидными плоскостями и с моторами «ХеС 011», скорость которого достигала 1000 км/час.

Летом 1944 года люфтваффе получают на вооружение реактивный двухмоторный бомбардировщик «Арадо-234» (до конца войны гитлеровцы успели построить всего около полутора сотен этих самолетов). Первой их работой стала фоторазведка. В августе сорок четвертого лейтенант Зоммер трижды промчался над позициями западных войск у Шербура на скорости в 740 км/час на высоте десяти верст. Его не могли достать ни истребители, ни зенитки. В декабре восьмерка Ар-234 под командованием капитана Люкеша налетает на бельгийский Льеж. Они были совершенно безоружны, и на обратном пути за машиной Люкеша погнался английский истребитель. Обычно в такой ситуации даже ощетинившийся пулеметными стволами бомбер-одиночка обречен. Но Люкеш, дав форсаж, легко ушел от преследователя. Потерь у немцев не было вовсе. И какое счастье, что к апрелю 1945-го немцы имели в боеспособном состоянии всего 36 Ар-234, уже вооруженных пушками! Если бы не таланты Жукова да не железная воля Сталина, пришлось бы Западу драться уже с сотнями реактивных бомбардировщиков Гитлера.

Уже после капитуляции в руки англо-американцев попал и второй реактивный бомбер немцев, четырехмоторный «Юнкерс-287» с крылом обратной (!) стреловидности. С грузом бомб в четыре 4 тонны он развивал 859 километров в час на высоте пяти верст. Кстати, первые, еще самые примитивные атомные бомбы весили как раз 3-4 тонны, и Ю-287 мог унести одну такую штучку на полторы тысячи километров. Если мы, по совету автора «Ледокола» Резуна-«Суворова», вздумали бы отсидеться за линиями бетонно-броневых укреплений, то немцы вполне могли провести испытания по теме «Взламывание фортификационных поясов обороны русских атомными ударами с последующим вводом в проделанные бреши танковых групп генерала Хайнца Гудериана». В 1946 году немцы планировали начало широкомасштабной реактивной войны. И начали бы ее, стоило нам в 1944-м хотя бы завязнуть в Польше.

Тем не менее полеты первых реактивных самолетов доставили немцам много неприятностей. Освоение этих машин было связано с многочисленными катастрофами. Последние объяснялись не столько новизной полета на реактивном самолете, сколько той лихорадочной спешкой, с которой нацистские правители стремились запустить в серийное производство недостаточно проверенные и наспех сделанные машины и побыстрее начать применение их на фронте. Неизбежные в таких условиях аварии породили у летчиков недоверие к реактивному самолету.

Создание реактивной авиации СССР. Только после окончания войны советские конструкторы получили возможность вплотную, по-настоящему заняться вопросами реактивной авиации. На протяжении всей войны мы улучшали качества серийных самолетов, стремясь к тому, чтобы наши летчики всегда имели превосходство над неприятелем, и особенно в области истребительной авиации. Поскольку полное господство в воздухе было завоевано, конструкторов, не особенно прижимали по части дальнейшего повышения боевых качеств самолетов. Но несмотря на то что работой конструкторских бюро были довольны, конструкторы не раз говорили о том, что откладывать развертывание перспективных работ не следует, особенно в области реактивной техники. Еще в конце войны конструкторы неоднократно ставили этот вопрос в наркомате. Однако каждый раз им отвечали, что главное сейчас — обеспечить выпуск максимального количества боевых самолетов, удовлетворяющих по своим качествам фронт, а "перспектива подождет".

Осенью 1945 года авиаконструктор Яковлев написал письмо в ЦК партии с подробным изложением тревожного положения, сложившегося в области науки и опытного строительства. В декабре 1945 года это письмо послужило предметом неоднократного, подробного обсуждения в Центральном Комитете партии и правительстве. Было решено во избежание отставания, особенно в области реактивной авиации, принять срочные меры по улучшению опытного строительства новых типов самолетов, двигателей, оборудования и оказанию широкой помощи научно-исследовательским институтам.

Между прочим, в это время была предпринята неудачная попытка подменить проведение радикальных мероприятий копированием в серии немецкого реактивного самолета МЕ-262. На одном из совещаний у Сталина при обсуждении вопросов работы авиационной промышленности было рассмотрено предложение наркома А. И. Шахурина о серийном производстве захваченного нашими войсками трофейного реактивного истребителя "Мессершмитт-262". В ходе обсуждения запуск такого самолета в серию был признан нецелесообразным - если будем копировать "Мессершмитт", то все внимание и ресурсы будут мобилизованы на эту машину и мы нанесем большой ущерб работе над отечественными реактивными самолетами – уже концу 1945 года были разработаны двухмоторный МиГ-9 и одномоторный ЯК-15. Насчет этих истребителей ЯК-15 и МиГ-9 на том же заседании Сталин сказал:

— Если не подведете, сделаете машины в срок — пустим их на тушинском параде.

Так решался вопрос о развитии реактивной авиации в нашей стране собственными путями.

И как всегда, когда партия проводила большие принципиальные мероприятия в какой-либо области, были намечены меры по резкому подъему опытных и научно-исследовательских работ в авиации. Один из видных государственных деятелей и организаторов отечественной оборонной промышленности, М. В. Хруничев, был назначен министром авиационной промышленности.

Уже в апреле 1946 года состоялись их первые испытательные полеты, после которых самолеты были запущены в серию. Через четыре недели после начала работ из сборочного цеха выкатывается первая машина. 5 октября выходит второй самолет, а 21 октября был отгружен в Москву последний, пятнадцатый ЯК-15. На 7 ноября было запланировано их участие в воздушном параде над Красной площадью. К сожалению, густой туман не только помешал в этот день — 7 ноября 1946 года — принять участие в параде реактивным самолетам МиГ-9 и ЯК-15, но и вообще воздушная часть парада была отменена. Но 1 мая 1947 года москвичи увидели впервые над Красной площадью реактивных первенцев своей Родины. Время между 7 ноября 1946 года и 1 мая 1947 года не пропало даром: за эти месяцы серийными заводами было выпущено много самолетов ЯК-15 и МиГ-9, и полеты на реактивных самолетах в строевых частях Военно-Воздушных Сил уже становились обычным делом.

Весной 1947 года произошло еще одно событие, явившееся этапом в развитии реактивной авиации. Летчик-испытатель Стефановский на самолете ЯК-15 проделал весь высший пилотаж.

В декабре 1948 года на экспериментальном реактивном самолете "176" ОКБ С. А. Лавочкина со стреловидностью крыла 45° при полете со снижением была достигнута скорость звука.

Из реактивных истребителей наиболее широко, в массовой серии, строился МиГ-15 А. И. Микояна. Самолет имел стреловидное крыло и оперение, трехколесное шасси и герметическую кабину. Для безопасного покидания самолета на больших скоростях применялось катапультное сиденье. Реактивный двигатель РД-45, имевший тягу 2270 килограммов, а затем ВК-1 с тягой 2700 килограммов был расположен позади кабины летчика. Вооружение самолета состояло из одной пушки калибра 37 миллиметров и двух — калибра 23 миллиметра. Под крылом самолета при необходимости можно было подвесить дополнительные топливные баки или бомбы.

Самолеты МиГ-15 получили боевое крещение в Корее и показали свое превосходство над американскими самолетами "Сейбр".

МиГ-15 стал самым массовым и любимым самолетом советских летчиков-истребителей.

В 1948 году начались испытания реактивного фронтового бомбардировщика ИЛ-28 С. В. Ильюшина, показавшего максимальную скорость 900 километров в час и дальность 2400 километров с одной тонной бомб. Следующий этап — самолеты, созданные позже на базе первых отечественных реактивных двигателей: истребитель МиГ-19, истребитель-перехватчик ЯК-25 и бомбардировщик ТУ-16.

Фронтовой истребитель МиГ-19 — первый в СССР серийный сверхзвуковой самолет, он развивал максимальную скорость 1450 километров в час.

Самолет А. Н. Туполева ТУ-16 был оснащен двумя двигателями АМ-3 по 8750 килограммов тяги, установленными по бокам в стыке крыла с фюзеляжем. Имея вес около 70 тонн, ТУ-16 мог нести 3 тонны бомб при дальности полета более 5000 километров. Максимальная скорость приближалась к 1000 километров в час.

Экипаж, состоявший из 6 человек, располагал мощным оборонительным вооружением — семью пушками калибра 23 миллиметра. Позднее ТУ-16 превратился в грозного ракетоносца, способного уничтожать наземные цели, не входя в зону ПВО противника. Освоенный в ВВС и доведенный до высокой степени надежности, ТУ-16 послужил основой для создания первого советского реактивного пассажирского самолета ТУ-104.

В 50-х годах СССР имел в крупносерийном производстве вполне современные реактивные боевые самолеты:

МиГ-19 — фронтовой истребитель,

ЯК-25 — всепогодный, ночной истребитель-перехватчик,

ИЛ-28 — фронтовой бомбардировщик,

ТУ-16 — дальний бомбардировщик.

Эти самолеты и составили основу воздушной мощи Советского Союза до конца десятилетия, когда им на смену пришли новые, еще более совершенные, ракетоносные, быстроходные и высотные машины.

Пассажирская реактивная авиация. Первые реактивные самолеты, создававшиеся в разных странах мира, были предназначены для военных целей. Но именно в Советском Союзе впервые был запущен в серию первый в мире реактивный пассажирский самолет гражданского назначения – 6 ноября 1955 года Харьковском авиазаводе поднялся в небо первый серийный турбореактивный пассажирский самолет Ту-104. Этот самолет унаследовал от своего предшественника - военного бомбардировщика Ту-16 - лучшие свойства и был значительным шагом вперед в области пассажирских перевозок.

Самолет с 50-ю пассажирами на борту преодолевал расстояние до 3500 км с максимальной скоростью 950-1000 км в час. Освоение его производства на Харьковском авиазаводе было осуществлено, как для того времени, в максимально короткие сроки - к изготовлению первого фюзеляжа Ту-104 предприятие приступило в конце 1954 г., а к осени 1955-го официально была завершена сборка первой серийной машины.