Экспериментальный бесхвостый бомбардировщик К-12. СССР
В комментариях к статье – «Дальний бомбардировщик Ил-52» коллега Гело упомянул, что это далеко не первый проект бесхвостого бомбардировщика в СССР. А первым скорее был проект выдающегося нашего конструктора К. А. Калинина – К-12. Правда, его постигла та же участь, что и более поздний проект КБ Ильюшина. Он также не был принят на вооружение. Но обо всём по порядку…
Содержание:
Константин Алексеевич Калинин и его самолёты
Его арестовали на рассвете 1 апреля 1938 года… В тот нелегкий период нашей истории ложный донос оказался весомее многолетней плодотворной деятельности Константина Алексеевича Калинина, одного из талантливейших советских авиаконструкторов.
Он никогда не шел проторенными дорогами — из его КБ выходили машины преимущественно необычные, заключавшие в себе оригинальные решения, а отработка новых схем включала перспективные конструкторские и научные приемы, которые стали широко использоваться лишь много лет спустя…
В авиацию К. А. Калинин пришел в 1916 году, став военным летчиком. Несовершенство летательных аппаратов того времени явилось для пилота побудительным мотивом к созданию самолетов новых схем. Однако такая возможность представилась ему лишь в 1925 году, когда он начал работать авиационным инженером на Ремвоздухзаводе в Киеве. Возглавив инициативную группу энтузиастов авиации, в которую, кроме него самого, входили Д. Л. Томашевич, А. Н. Грацианский и А. Т. Руденко, К. А. Калинин создал первую свою машину, получившую впоследствии название К-1. Испытания этого пассажирского подносного моноплана с эллиптическим крылом оказались успешными, самолет был признан годным для работы в Гражданском воздушном флоте, а авиаконструктору предложили на основе К-1 создать несколько модификаций аэроплана. Сделать это К. А. Калинину предстояло уже в Харькове, где он получил самостоятельную производственную базу — мастерские Укрвоздухпути, названные впоследствии ГРОС (Гражданское опытное самолетостроение). Одна из модификаций, получившая индекс К-5, стала, пожалуй, наиболее популярным пассажирским самолетом 30-х годов. К-5 мог перевозить 8 пассажиров на расстояние до 800 км со скоростью 160 км/ч.
В 1930 году в КБ К. А. Калинина начали проектирование самолета-гиганта К-7 с семью 750-сильными двигателями. Это был совершенно необычный двухбалочный бомбардировщик с полетным весом 38 т и бомбовой нагрузкой до 13 т. К сожалению, конструкция его оказалась недостаточно прочной и жесткой, поэтому “седьмой” в серию не пошел. К тому же к 1933 году, когда машина поступила на испытания, концепция самолета-гиганта становилась все более сомнительной. На смену небесным тихоходам уже шли скоростные самолеты с большой нагрузкой на крыло, обладавшие повышенными аэродинамическими качествами. Именно в таком направлении и шли поиски талантливого авиаконструктора.
К-12 — самый оригинальный самолет Калинина
В феврале 1989 года исполняется сто лет со дня рождения К. А. Калинина. Мы отмечаем эту дату рассказом о создании К-12 — одного из самых экстравагантных самолетов конструктора. Чертежи машины публикуются впервые.
В начале 30-х годов стало ясно, что один из самых массовых и многоцелевых самолетов — Р-5 конструкции Н. Н. Поликарпова уже не отвечает возрастающим требованиям к самолетам такого типа. К февралю 1931 года НИИ ВВС разработало тактико-технические требования для нового самолета, получившего название “войскового”. А 4 июля 1932 года Совет Труда и Обороны поручил проектирование и строительство такой машины коллективу Харьковского авиационного завода опытного и серийного самолетостроения (ХАЗОСС) во главе с директором и главным конструктором К. А. Калининым.
Первые пятилетки для конструкторского бюро Калинина оказались весьма удачными. В этот период были построены и успешно летали многоцелевые самолеты К-9 и К-10. Завершалось изготовление гиганта К-7. И, наконец, новое задание — войсковой самолет ВС-2 (по индексации КБ — К-12). Предполагалось, что ВС-2 сможет длительное время находиться во фронтовом небе и выполнять функции легкого бомбардировщика, войскового разведчика, корректировщика, фотосъемщика, а если нужно, то и транспортно-санитарного самолета. Максимальная скорость машины должна была составлять 250 км/ч на высоте 3000 м, радиус действия 350 км, бомбовая нагрузка 300 кг.
В апреле 1933 года харьковчане представили экспертам НИИ ВВС предварительные эскизные проекты будущего самолета. Причем на их суд было вынесено три равнозначных варианта. Первый был скомпонован по традиционной схеме. Второй представлял собой двухбалочный рамный самолет с хвостовой пулеметной установкой и экипажем внутри крыла. И, наконец, третий — самолет-бесхвостка. Последний вариант казался Калинину наиболее интересным.
Специалисты подвергли чертежи и расчеты скрупулезной проверке. Не раз обсуждался проект и на совещаниях у начальника штаба ВВС В. К. Лаврова. Доводы К. А. Калинина оказались достаточно убедительными, чтобы остановиться на схеме “летающее крыло”. Это был действительно смелый шаг: проблема создания самолетов-бесхвосток к тому времени практически и теоретически еще не была решена. И в нашей стране, и за рубежом ею занимались многие конструкторы, но дальше постройки бесхвостых планеров и экспериментальных машин дело не шло.
Несколько позже, когда К-12 уже летал, Константин Алексеевич так характеризовал возможности своего детища:
“Самолет без хвоста, или иначе “бесхвостка”, имеет много преимуществ перед обычным самолетом. При военном применении он особенно ценен своей маневренностью и возможностью огневой защиты”.
Действительно, отсутствие за крылом хвостового оперения давало возможность разместить сзади кормовую стрелковую башню для полной круговой обороны, что не удавалось сделать на самолетах обычных типов. Кроме того, машина такой схемы обладала меньшим лобовым сопротивлением, а значит — и большей скоростью, дальностью полета, грузоподъемностью. При силовых установках одинаковой мощности с самолетом традиционной схемы в “летающем крыле” вес распределяется по большей площади крыла, и его конструкция получается значительно легче.
Работа началась с продувки моделей в аэродинамической трубе ХАИ, и с учетом этих экспериментов в сентябре 1933 года появился второй эскизный проект. Новый вариант отличался от классического “летающего крыла”, в документах КБ его называли “короткохвостым”. Машина выглядела довольно необычно. Так, вдоль всей задней кромки крыла размещался мощный закрылок, что позволяло значительно уменьшить посадочную скорость. Именно поэтому руль высоты и стабилизатор крепились к задней части фюзеляжа. Элероны, получившие название “садовая скамейка”, — на стойках в конце крыла. Органы управления такого типа в сочетании с закрылками впоследствии с успехом использовал на скоростных машинах американский конструктор Д. Нортроп.
Для крыла “короткохвосток” выбрали малоизвестный профиль НАСА R-106R, а само крыло было оснащено автоматическими и управляемыми предкрылками на передней его кромке.
Проектом предусматривалась гражданская модификация самолета на 11 пассажиров с багажом.
Новый проект повлек за собой новые продувки, и их результаты заставили К. А. Калинина все же отказаться от “короткохвостой” схемы и вернуться к самолету-бесхвостке. Соответственно не понадобились предкрылок, стабилизатор и выносные элероны. Для обеспечения продольной устойчивости была изменена и профилировка крыла: вместо НАСА R-106R с аэродинамической круткой крыла применили отечественный профиль ЦАГИ Р-11, удачно модифицированный конструкторами группы управления во главе с А. В. Коваленко. А вдоль всей задней кромки крыла на кронштейнах подвесили вспомогательную плоскость, выполняющую роль горизонтального оперения. Интересно, что она имела тот же профиль — ЦАГИ Р-11, перевернутый на 180° по отношению к крылу. Столь же неожиданное решение позволило добиться надежной продольной устойчивости на всех режимах полета. А крыло с модифицированным профилем, кроме того, обладало хорошими несущими свойствами при посадке в отличие от крыльев с отрицательной круткой профиля.
Функции вертикального оперения выполняли расположенные на концах крыла шайбы эллиптической формы. Рули направления отклонялись раздельно и только в наружную сторону.
Чтобы проверить свои теоретические расчеты, К. А. Калинин задумал построить еще одну аэродинамическую модель, но только не продувочную, а… летающую. В сущности, получился настоящий планер. Сделали его цельнодеревянным, в масштабе 1:2 — по отношению к самолету. Летчик-испытатель П. О. Борисов совершил на нем свыше ста успешных полетов, исследуя в реальных условиях различные режимы. Такая методика, кстати, получила широкое распространение уже в наши дни. Достаточно вспомнить пассажирский сверхзвуковой Ту-144 и его уменьшенную копию — самолет-аналог.
В одном из первых полетов произошел случай, подтвердивший правильность выбранной схемы. На высоте около трех километров из-за недостаточной прочности сломалась качалка руля высоты. Планер резко клюнул носом, войдя в крутое пикирование, привязные ремни не выдержали перегрузки, и летчика выбросило из кабины. Борисов благополучно опустился на землю с парашютом. Но цел остался и планер: он вдруг выровнялся, начал плавно снижаться по спирали и совершил нормальную посадку.
Высокая продольная и путевая устойчивость планера-аналога позволяла совершать на нем дальние буксирные перелеты. Была также практически доказана возможность выполнения горизонтального полета на “бесхвостке” с “брошенной” ручкой управления. Этот эксперимент, блестяще продемонстрированный Борисовым, практически доказал возможность продольной аэродинамической балансировки машин выбранной схемы. В целом же модель-аналог значительно ускорила и облегчила проектирование самолета.
Испытания планера совпали по времени с переездом КБ в Воронеж, где К. А. Калинину предоставили новую производственную базу на авиационном заводе. Весь 1935 год уходит на размещение на новом месте, и только в начале следующего года опытный цех завода приступает к строительству реального самолета.
Новая машина вобрала в себя результаты многочисленных расчетов, а также аэродинамических и натурных экспериментов. Каркас самолета сваривался из хромансилевых труб, обшивка была полотняной, а у кабины летчика и штурмана — дюралевой. Нервюры и лонжероны крыла, а также нервюры оперения выполнялись ферменными, из труб. Для их расчета применили оригинальную методику, разработанную инженером В. К. Золотухиным.
Каждая из консолей крыла представляла собой неразъемный сварной узел, составленный из лонжеронов, нервюр, кромок и других узлов.
Крупными сварными агрегатами стали и три отсека фюзеляжа, соединявшиеся между собой болтами. Рулевые поверхности и концевые шайбы — из дюралевых труб, обтянутых полотном.
Шасси — неубирающееся, двухколесное, баллонное, с тормозами. Хвостовое колесо имело масляно-пневматическую амортизацию.
В довольно просторном фюзеляже конструкторы расположили кассетный бомбодержатель КД-2, неподвижную фотоустановку АФА-13 и связную радиостанцию ВСК-2. В носу и корме фюзеляжа располагались установки пулеметов ШКАС в прозрачных поворотных башнях. Бомбовая нагрузка равнялась 500 кг.
Два двигателя М-22 по 480 л.с. с двухлопастными винтами фиксированного шага диаметром 2,8 м закрывались капотами НАСА с регулируемыми в полете створками.
Экипаж состоял из трех человек: летчика, штурмана и хвостового стрелка. Управление самолетом было двойное — в кабине пилота располагался штурвал, в кабине штурмана — съемная ручка.
В июле 1936 года К-12 выкатили на летное поле. Летчик-испытатель П. О. Борисов занял свое место в кабине самолета, закрыл замок фонаря. Недолгий разбег — и К-12 взмыл в небо…
Оценивая результаты первых полетов, пресса отмечала, что
“…самолет конструкции т. Калинина, несмотря на его сравнительно большие размеры, имеет хорошие взлетно-посадочные характеристики. Он мало чувствителен к болтанке и очень устойчив в полете”.
В Воронеже К-12 выполнил программу заводских испытаний из 46 полетов, и в начале октября 1936 года его перегнали на подмосковный аэродром НИИ ВВС, где начались уже государственные испытания.
Конечно, не все полеты проходили гладко. Особенности поведения самолета в воздухе, обусловленные примененными К. А. Калининым новшествами, оказались непривычными для многих пилотов. Непреодолимым стал психологический барьер, не позволивший отрешиться от привычных стереотипов управления машинами обычных схем даже для такого опытнейшего летчика-испытателя, как П. И. Стефановский. Пилот долго не мог приспособиться к оригинальному управлению самолетом, и это во многом определило дальнейшую судьбу машины.
У военных летчиков К-12 вызвал большой интерес. В ходе испытаний ими высказывались замечания и пожелания, по которым К.А. Калинин и его небольшая группа оперативно производили доработки и изменения в конструкции самолета.
18 августа 1937 года К-12 впервые показали на воздушном параде в Тушине. Выглядел он весьма необычно— по указанию начальника НИИ ВВС П. И. Баранова самолет раскрасили под сказочную “Жар-птицу”. Появление в небе столь необычной машины произвело большое впечатление на присутствовавших на празднике членов правительства и командование РККА.
В ходе испытаний, длившихся весь 1937 год, было доказано, что самолет бесхвостой системы имеет хорошую устойчивость и управляемость и может уверенно летать, а его взлетно-посадочные характеристики позволяют эксплуатировать машину практически на любом аэродроме.
В то же время стало ясно, что далеко не все из стоявших проблем удалось решить. К-12 имел неудовлетворительную путевую устойчивость, сильный пикирующий момент, эффективность концевых шайб оказалась недостаточной, Не устраивали испытателей посадочные средства и конструкция стрелковых башен.
По результатам испытаний было сделано следующее заключение:
“Самолет ВС-2 представляет безусловный интерес, так как его постройкой впервые разрешен вопрос создания “летающего крыла” в вооруженном варианте”.
Никакая другая из бесхвосток не получила на испытаниях столь высокой оценки. Таким образом, К. А. Калинин и коллектив его КБ одержали убедительную победу.
12 декабря 1937 года помощник начальника ВВС Я. В. Смушкевич подписал официальное решение по отчету об испытаниях самолета К-12, в котором говорилось:
“Отметить, что самолет ВС-2 по своей принципиальной схеме представляет большой интерес для ВВС… Обеспечить доводку самолета ВС-2 к 1 марта 1938 года, после чего предъявить его на испытания…”
В конце 1937 года Константину Алексеевичу для дальнейшей доводки К-12 предоставили один из авиационных заводов. В течение двух месяцев на машину установили более мощные двигатели М-25 с винтами изменяемого в полете шага, убирающееся шасси с электроприводом и несколько измененное вооружение.
В таком виде К-12 уже был рекомендован для серийного производства. Вместе с тем начал прорабатываться проект нового самолета — на нем К. А. Калинин предполагал установить вертикальное оперение в струе винтов, сняв шайбы с концов крыла.
После коротких, но напряженных испытаний К-12 одобрила государственная комиссия, а в апреле 1938 года был подписан акт о развертывании серийного производства самолета. Однако увидеть свою “жар-птицу” в серий конструктору не было суждено. Вскоре после ареста К. А. Калинин умер в воронежской тюрьме. Некоторое время небольшая серия из десяти К-12 все же строилась, но вскоре приказом наркома оборонной промышленности все работы были прекращены…
В историю авиации самолет К-12 (ВС-2) вошел как первый в мире реальный бомбардировщик бесхвостой схемы, отвечавший всем требованиям военной тактики своего времени. В 1958 году английский журнал “Эйр пикториэл” поместил фотографию К-12 с красноречивой подписью: “Эта машина явилась прототипом всех современных сверхзвуковых самолетов”.
В. САВИН, г. Харьков
Источник – http://hobbyport.ru/avia/k_12.htm
