Проект рекордного самолета Авиавнито СБ-1 (Р-В). СССР
В середине 1930-х гг. в СССР много внимания уделялось работам по созданию стратосферных летательных аппаратов – стратостатов и высотных самолётов. Эта тематика стала основной в деятельности Бюро Особых Конструкций (БОК) во главе с В.А. Чижевским, которое работало последовательно в системе ЦАГИ, ЦКБ (завод №39) и затем на базе завода №35 в Смоленске. Не осталось в стороне от этой тематики и Авиавнито – Всесоюзное авиационное научное инженерно-техническое общество, которое создавало свои ячейки на различных авиационных предприятиях и разрабатывало многочисленные проекты самолётов силами этих ячеек и отдельных специалистов из учреждений авиапрома (ЦАГИ, ХАИ и др.). Часть этих проектов была реализована (например, лёгкий самолёт АНИТО-1). В мае 1934 г. в Авиавнито была начата работа над проектом рекордного высотного самолёта, который рассматривался как
«первый советский высотный самолёт».
В связи с этим 9 мая 1934 г. был создан специальный Стратосферный Комитет Авиавнито в дополнение к авиационному, моторному и планерному комитетам. Работа этого комитета по созданию рекордного самолёта получила освещение в прессе – в период с августа 1934 г. по май 1935 г. сообщения на эту тему публиковались в газетах «Вечерняя Москва», «Красная Звезда» и «Известия». Однако по ряду причин до воплощения этого замысла дело так и не дошло, а проект высотного самолёта Авиавнито был прочно и надолго забыт. Ниже делается попытка на основе архивных документов осветить этот кусочек нашей авиационной истории.
Начнём с того, что в начале 1934 года мировой рекорд высоты полёта принадлежал итальянцам – 11 апреля 1934 г. итальянский пилот Ренато Донати на самолёте Caproni Ca 113 AQ с открытой кабиной, оснащённый лишь кислородным прибором, поднялся на высоту 14 433 м. Этот рекорд и предстояло перекрыть. На заседании Оргбюро Авиавнито от 3 июля 1934 г. по докладу председателя Стратосферного Комитета К.Н. Кривицкого было принято решение о том, что основным направлением в работе Авиавнито
«по овладению стратосферой»
является
«создание высотного самолёта «Р-В» (рекорд высоты) с мотором советского производства и советскими высотными агрегатами».
Кривицкому было предложено немедленно развернуть работу по проектированию самолёта «Р-В». Стратосферный Комитет должен был представить необходимые материалы на утверждение УВВС и ГУГВФ до 7 ноября 1934 г. (предварительно представив им проект технических требований к самолёту «Р-В»). (РГАЭ ф. 3823 оп. 1 д. 796 л. 240)
Для разработки эскизного проекта была создана комплексная бригада специалистов из разных организаций (о её составе – ниже). В отличие от БОК, где проектировали довольно крупный самолёт-моноплан с двухместной герметической кабиной, Стратосферный Комитет Авиавнито взялся за проектирование сравнительно лёгкого одноместного самолёта-биплана; вместо герметической кабины решено было ограничиться применением скафандра.
Выбор бипланной схемы явно определялся более низкой по сравнению с монопланом удельной нагрузкой на крыло – важный момент для высотного самолёта. Не случайно упомянутый выше рекорд Ренато Донати (как и предшествующий французский рекорд) был установлен именно на биплане. При этом Са 113 был модифицирован – размах коробки крыла был увеличен, и самолёт из одностоечного превратился в двухстоечный биплан. Эта же схема была принята и для высотного самолёта Авиавнито, однако он имел два важных преимущества перед «итальянцем»: размах и удлинение бипланной коробки были существенно увеличены, а вместо открытой предусматривалась закрытая обогреваемая кабина в сочетании с применением скафандра.
В ходе проектирования самолёт был переименован в СБ-1 (Р-В). СБ предположительно означает «стратосферный биплан». На заседании Оргбюро Авиавнито от 13 сентября 1934 г. был зафиксирован новый срок представления эскизного проекта СБ-1 – 1 октября 1934 г., и было решено обратиться к начальнику ГУГВФ с предложением о совместной постройке СБ-1 и о срочном выделении необходимых средств с целью обеспечить выпуск самолёта на аэродром 1 мая 1935 г. Начальнику ВВС и начальнику ГУГВФ была адресована просьба дать специальное задание ЦИАМ на проработку вопроса о форсировании нагнетателя к мотору «Мистраль-Мажор». (РГАЭ ф. 3823 оп. 1 д. 796 л. 239)
Именно этот двигатель был запланирован в качестве силовой установки самолёта СБ-1 (Р-В). Это был французский мотор Gnome Rhone Mistral Major 14Kdrs, который в наших документах того времени часто фигурировал просто как К-14. Этот 14-цилиндровый двигатель воздушного охлаждения по схеме двухрядной звезды, на который Советским Союзом в 1934 году была приобретена лицензия, осваивался у нас в производстве на заводе № 29 в Запорожье под обозначением М-85 (видимо, это давало основание авторам проекта СБ-1 рассматривать его как «советский двигатель»). Первые М-85 были выпущены в июле 1935 г., а стендовые госиспытания двигатель проходил в октябре 1935 – январе 1936 г., т.е. к моменту начала проектирования СБ-1 (Р-В) его конструкторам приходилось ориентироваться на французский прототип. Мощность М-85 составляла 720/800 л.с. с винтом фиксированного шага и односкоростным ПЦН. В повестку дня сразу встал вопрос об усилении ПЦН и повышении мощности мотора, что и было реализовано в дальнейшем в семействе двигателей М-85, М-86, М-87, М-88.
13 октября 1934 г. Оргбюро Авиавнито, констатировав
«досрочное окончание работ по проекту высотного самолёта»,
решило представить этот проект на рассмотрение ВВС и НТУ ГУГВФ и просить их финансировать постройку. Стратосферный Комитет с благодарностью принял предложение директора завода №1 имени Авиахима А.М. Беленковича (члена президиума Авиавнито) о постройке высотного самолёта у него на заводе и начал подготовку к его реализации. (РГАЭ Ф. 3823 оп. 1 д. 796 л. 238). Идя навстречу просьбам Кривицкого, Беленкович 25 ноября распорядился выделить необходимые ассигнования (Кривицкий просил выделить 68.000 рублей на подготовку производства и до 50.000 руб. на само производство) и открыть внешние заказы на комплектующие. (РГАЭ ф. 3823 оп. 1 д. 796 л. 234)
Проект экспериментального высотного рекордного самолёта Авиавнито СБ-1 был направлен на рассмотрение и утверждение в НИИ ВВС РККА. В выданном 5 ноября 1934 г. заключении НИИ ВВС содержится одобрение представленного проекта и разрешение на его постройку; НИИ ВВС выразил согласие с применением обыкновенной закрытой кабины в сочетании с использованием специального высотного костюма. (РГАЭ ф. 3823 оп. 1 д. 796л. 237)
Но пора подробнее познакомить читателя с самим этим эскизным проектом. В редакции, датированной концом ноября 1934 г., он в основных своих положениях выглядит так.
Установление «советского рекорда высоты» стало лишь одной из ряда задач, решаемых постройкой самолёта. На первый план были поставлены проверка параметров, типичных для высотного самолёта, проверка работы материальной части, освоение высотной ВМГ, проверка приборного оборудования,
«тренировка лётного состава при полётах на высоте 10-12000 метров с кислородными приборами и на больших высотах в закрытой отеплённой кабине и специальной одежде-скафандре и проверка работы этих специальных агрегатов»,
проверка работы
«фотосъёмочных устройств, в особенности мелкомасштабной фотосъёмки»,
уточнение проблем безопасности на больших высотах и условий спасения на парашютах.
Предполагалось, что при условии проведения небольших конструктивных изменений самолёт «РВ» мог быть применён как 1) самолёт стратегической разведки; 2) высотный аэрофотосъёмщик; 3) самолёт связи в горных местностях; 4) самолёт связи для севера; 5) скоростной самолёт связи и почтовый.
При выполнении рекордного полёта самолёт должен был подняться на высоту до 15 000 метров, имея необходимый для подъёма и спуска запас горючего.
Самолёт предполагалось оснастить мотором «К-14 форсированным». Делалась оговорка:
«В случае неполучения мотора К-14 возможна замена его моторами «Бристоль Пегас» или другими моторами советского производства». (РГАЭ Ф. 8328 оп. 1 д. 756 л. 67)
Любопытно, что в другом месте эскизного проекта (в перечне ЛТХ) марка двигателя не указана, но приведена его мощность – 550 л.с у земли и 680 л.с. на высоте 7500 м (граница высотности) при числе оборотов соответственно 1600 и 2400 (что существенно ниже данных лицензионного М-85 – 720 л.с. номинал, 800 л.с. взлётная мощность). Причина такого расхождения не ясна.
По эскизному проекту СБ-1 (Р-В) представлял собой одномоторный одноместный двухстоечный биплан с большим удлинением коробки, с закрытой кабиной и неубирающимся шасси. Элегантного вида фюзеляж имел длину 9,042 м, размах верхнего крыла составлял 17,0 м, нижнего – 16,2 м при высоте коробки крыльев 1,55 м. Для верхнего крыла указано удлинение 13, для нижнего – 14 (при корневой хорде в обоих случаях 2,0 м). Крылья с профилем Геттинген 456 10% имели значительное сужение и эллиптические законцовки, что придавало им изящные очертания. Своеобразная форма крыльев в плане была призвана обеспечить высокие аэродинамические качества и наивыгоднейшее распределение аэродинамических нагрузок по размаху, что, в свою очередь, давало возможность уменьшить вес конструкции коробки. Щитков не было, но предусматривалась их установка на нижнем крыле в дальнейших модификациях.
Верхнее крыло имело вынос 0,5 м. Крылья имели поперечное V 3°. Полная несущая поверхность составляла 43,2 м². Нормальный полётный вес составлял 1722 кг, для рекордного полёта – 1542 кг. Соответственно нагрузка на 1 м² составляла 40/35,5 кг.
Крылья имели деревянную конструкцию с двумя лонжеронами коробчатого сечения и полотняной обшивкой. Элероны дюралевые, обшитые полотном.
Фюзеляж хорошо обтекаемой формы делился на две части. Передняя часть представляла собой жёсткую раскосную ферму из закалённых хромомолибденовых труб и отдельно изготовленных, также закалённых узлов, собранных на шурупах с пропайкой. Хвостовая часть крепилась к передней, позади кабины пилота, также на шурупах, пропаянных специальным припоем. Хорошо обтекаемая ферма фюзеляжа обеспечивалась специальным каркасом, выполненным из сплава «электрон», и обтекателями из того же материала.
Закрытая кабина пилота с лёгкой откидной крышкой снабжалась отоплением и устройствами для удаления влаги и снега с наружных стёкол фонаря. Габариты кабины обеспечивали работу лётчика в специальном костюме (скафандре) и зимнем обмундировании. Для уменьшения потери тепла через стенки кабины предусматривалась термоизоляция, проверенная в гондоле при полёте стратостата СССР-1.
Хвостовое оперение самолёта – дюралевое, с полотняной обшивкой. На снимках модели самолёта горизонтальное оперение подкреплено верхними и нижними подкосами, которые, однако, отсутствуют на приложенных к эскизному проекту чертежах.
Шасси выполнялось из хромомолибденовых закалённых труб. Обтекатели шасси, изготовленные из «электрона», защищались от коррозии селеновым покрытием.
Ввиду малых посадочных скоростей, обусловленных малыми нагрузками на квадратный метр крыла,
«имелась возможность отказаться от сложных амортизационных устройств и ограничиться применением колёс-баллонов советского производства».
Костыль самоориентирующийся, из закалённого хромомолибдена, с резиновой амортизацией.
Двигатель типа Гном-Рон Мистраль Мажор К-14, редукторный, со специальным форсированным нагнетателем для повышения высотности, был заключён в кольцо Тауненда и приводил в движение двухлопастный винт диаметром 3,3 м. Предусматривалась возможность использования двух металлических винтов: одного с регулируемым в полёте шагом и второго – с лопастями, поворот которых осуществляется на земле.
Ёмкость баков обеспечивала полёт в течение 3-х часов. Предусматривалась возможность установки дополнительных баков в крыльях.
Проектные ЛТХ включали максимальную скорость 301 км/ч у земли и 380 км/ч на высоте 3000 м при посадочной скорости 68 км/ч. Вертикальная скорость у земли 18,5 м/с и 11,3 м/с на высоте 3000 м должна была обеспечить набор 3000 м за 2,8 мин и 5000 м за 4,8 мин. Расчётное время подъёма на потолок 15 200 м составляло 45 мин. (РГАЭ ф. 8328 оп. 1 д. 795 лл. 32-71)
Предусмотренное в проекте применение скафандра вместо герметической кабины рассматривалось как одно из средств снижения веса самолёта. Скафандр оснащался системой воздухоснабжения регенерационного типа.
Пора сказать несколько слов о комплексной бригаде конструкторов, работавших над проектом. За разработку самолёта и руководство проекта в целом отвечала группа инженеров: Кривицкий К.Н. – завод №39, Каштанов Н.Н. – завод № 35, Муратов К.И. – завод № 38, Дубинин Н.С. – ЦАГИ. Позже Муратов упоминался как руководитель бригады по строительству самолёта. За подготовку технических требований, весовые соотношения, техническое описание и др. отвечал инженер ЦКБ завода №39 Крейсон Н.М. Инженер ЦИАМ Дмитриевский В.И. с группой специалистов этого института занимался выбором мотора, форсированием нагнетателя и обеспечением работы систем мотора на высоте. Проектирование специального высотного воздушного винта, имеющего повышенный к.п.д. на больших высотах, вели доцент СВВА Кузьмин Г.И. и группа инженеров завода № 39 (Коршун, Петров). Наконец, проектирование скафандра было поручено преподавателю ВВА Добротворскому П.М..
Кроме того, для участия в разработке конструкции отдельных агрегатов и производства расчёта бригадой был привлечен целый ряд квалифицированных расчетчиков и конструкторов, опытных бюро институтов, заводов и т.п.. Общее число специалистов, работавших над проектом, превышало 30 человек (РГАЭ ф. 3823 оп. 1 д. 796 лл. 206, 245).
Как отмечалось в проекте, в конце ноября 1934 г. уже велась разработка рабочих чертежей и подготовка к пуску в производство на заводе № 1 имени Авиахима. Постройку самолёта предполагалось начать 1 января 1935 г. и завершить её к 15 мая 1935 г.
27 ноября 1934 г. на совещании у директора завода № 1 с участием представителей УВС РККА было признано необходимым произвести постройку самолёта СБ-1 в плане завода в течение 1935 г. (РГАЭ ф. 3823 оп. 1 д. 796 л. 235). В декабре 1934 г. в ИТУ ГУГВФ было принято предварительное решение о
«желательности реализации данного проекта в системе ГУГВФ на базе самолётного НИИ при условии отпуска надлежащих средств через посредство авиационного сектора Госплана». (РГАЭ Ф. 3823 оп. 1 д. 796 л. 236)
К середине мая 1935 г. группа специалистов ЦИАМ обеспечила повышение высотности мотора (подробности отсутствуют), группа И. Кузьмина спроектировала лёгкий винт с высоким к.п.д. на высоте, группа П.М. Добротворского закончила изготовление скафандра и приступила к его испытаниям. Однако в целом темп работ замедлился – видимо, по причинам финансового характера, а судьба проекта оказалась под вопросом. Сторонникам проекта пришлось «пробивать» его. На специальном заседании в УВВС РККА у начальника Штаба ВВС РККА, проведённом в январе 1935 года, на котором по поручению начальника УВВС Алксниса Я.И. рассматривались проекты высотных самолётов, было решено обратиться в соответствующие инстанции с материалами, обосновывающими необходимость срочной реализации самолёта СБ-1 (РГАЭ ф. 3823 оп. 1 д. 796 л. 232) К делу подключился Всесоюзный Совет научных инженерно-технических обществ (ВС НИТО). 3 апреля 1935 г. на заседании рабочей части Оргбюро ВС НИТО, где рассматривалось сообщение председателя Стратосферного Комитета Авиавнито Кривицкого о работе комитета, было принято следующее решение по самолёту СБ-1.
«2. Придавая со своей стороны исключительную важность быстрейшей реализации проекта рекордного высотного самолёта обратиться на имя Наркома Тяжелой Промышленности от имени председателя ВС НИТО, с просьбой принять окончательное решение о постройке этого самолёта на Н-ском заводе». (РГАЭ Ф. 3823 оп. 1 д. 796л. 230)
В письме, которое было направлено этим советом 5 апреля 1935 г. на имя наркома тяжёлой промышленности Орджоникидзе Г.К., содержалась жалоба на то, что, невзирая на наличие положительного заключения НИИ ВВС и наличие хорошей производственной базы (завод № 1),
«ГУАП в течение длительного промежутка времени не принял решения о срочной постройке самолёта (СБ-1 – С.К.), мотивируя эту задержку невыясненностью вопроса о средствах».
Президиум ВС НИТО просил Г.К. Орджоникидзе
«принять окончательное решение о целесообразности постройки самолёта и о проведении его испытаний в 1935 г.». (РГАЭ ф. 3823 оп. 1 д. 796 л. 229)
В июне 1935 г. председатель Стратосферного Комитета Авиавнито К.В. Кривицкий и зам. председателя этого комитета К.И. Муратов обратились к зам. наркома обороны Тухачевскому с письмом, в котором они жаловались на то, что подготовительные работы к постройке самолёта СБ-1, начатые на заводе № 1 им. Авиахима,
«были прекращены вследствие неразрешённости вопроса о включении в план ГУАП'а».
Они писали:
«…Несмотря на наличие целого ряда решений, положительных отзывов и разрешений на постройку со стороны НИИ ВВС РККА, мы не можем добиться ни принятия решения о срочной постройке этой машины, ни мотивированного отказа.
При учёте работ, ведущихся в том же направлении за рубежом, считаем со своей стороны необходимым реализовать проект Стратосферного Комитета в кратчайший срок». (РГАЭ Ф. 3823 оп. 1 д. 796 л. 248).
Они писали далее:
«Надлежащее форсирование работ с 1/VII-35 г. обеспечивает выпуск самолёта на заводские испытания к 1 января 36 г. с проведением этих испытаний на зимнем аэродроме в Каче». (РГАЭ ф. 3823 оп. 1 д. 796 л. 244-245).
Отметим этот сдвиг в намётках по срокам постройки самолёта.
Как же на всё это реагировал ГУАП? В начале августа 1935 г. начальник Глававиапрома Королёв направил на имя зам. наркома тяжёлой промышленности Пятакова (в копии зам. наркома обороны Тухачевскому) письмо, в котором он писал:
«По вопросу: Экспериментального высотного самолёта Авиавнито
В настоящее время ГУАПом (на заводе №35) заканчивается постройка экспериментального стратосферного самолёта с герметической кабиной. (Речь идёт о самолёте БОК-1 – С.К.)
На этом самолёте предполагается испытаниями проверить ряд задач (за исключением скафандра и негерметической кабины), которые собирается экспериментировать Авиавнито на спроектированной им машине.
До проведения испытаний самолёта завода № 35 (выпуск самолёта намечен на начало сентября), и до получения результатов испытания, считаю постройку самолёта Авиавнито преждевременной». (РГАЭ ф. 3823 оп. 1 д. 796 л. 249)
Более поздние документы по данному вопросу автором не обнаружены, однако из всего контекста становится ясно, что вопрос о постройке СБ-1 был в конечном итоге «похоронен» в результате позиции ГУАП.
Итак, рекордный самолёт СБ-1 (Р-В) «успешно зарубили». А его «конкурент» БОК-1 В.А. Чижевского в ходе испытаний достиг высоты 14 100 метров, но мирового рекорда не превысил. Однако амбиция побить мировой рекорд высоты, установленный в 1934 году итальянцем Ренато Донати на самолёте Капрони Ca-113 AQ, всё же осталась, и достичь этого решили на невысотном самолёте – истребителе И-15 бипланной схемы с открытой кабиной. Самолёт предельно облегчили, вплоть до замены обычного сидения пилота на кожаную подвеску, поставили высотный двигатель Wright Cyclone F-54. Лётчик Владимир Коккинаки взял горючего только «в один конец» – вверх. Обратно он решил спускаться с выключенным мотором, чтобы не возить с собой лишнего бензина. 21 ноября 1935 года Коккинаки начал свой высотный полёт. Лётчик был закутан с головы до ног в меха, дыхание на высоте обеспечивал кислородный прибор. В итоге была достигнута высота 14 575 метров – на 142 метра выше рекорда Ренато Донати. Правда, этот рекорд остался неофициальным, так как до 1936 года советские рекорды в FAI не фиксировались. По мнению учёных, в этом полёте Коккинаки достиг предела высотного подъёма для человеческого организма, не защищённого скафандром или герметической кабиной. Как мы знаем, проектировщики самолёта СБ-1 (Р-В), снабжённого скафандром, рассчитывали достичь несколько большей высоты – 15 000 м.
Вдохновлённый этим успехом, Поликарпов разработал проект специальной рекордной модификации самолёта ЦКБ-3, получившей обозначение ЦКБ-3РВ или ЦКБ-42. На этом самолёте предполагалось достичь высоты 17 000 м, однако его постройка не состоялась.
Ещё одна попытка установить мировой рекорд высоты – но для поплавкового гидросамолёта – была сделана в СССР в 1936–1938 гг. на самолёте РВ-23, который был построен в 1936 г. на ленинградском заводе № 23 «Красный лётчик» при участии Н.Г. Михельсона; автором идеи самолёта был ведущий инженер НИИ ВВС И.В. Часовиков. РВ-23 (РВ = Рекорд высоты), созданный на базе самолёта У-2, представлял собой двухстоечный биплан с двумя сменными коробками крыльев разного размаха. Он мог применяться как тренировочный, а в варианте с увеличенным до 17 м размахом крыла предназначался для установления рекорда высоты. В этом варианте он был очень близок по конфигурации к самолёту Авиавнито, но отличался использованием крыла постоянной хорды, без сужения. РВ-23 в тренировочном (колёсном) варианте прошел испытания осенью 1936 г. в НИИ ВВС, достигнув при этом высоты 13 456 м. В августе-сентябре 1938 г. были предприняты попытки установить на поплавковом варианте РВ-23 мировой рекорд высоты для гидросамолётов. Полёты проводились на одном из Медвежьих озёр вблизи аэродрома НИИ ВВС. Как отмечал в одной из публикаций Н. Якубович, было выполнено два тренировочных полёта и четыре – на высоты свыше 11 500 м.
«В трёх полётах капитан Ф. Жеребченко поднимался на высоту, превышающую официальный рекорд, но зарегистрировать её не удалось из-за отказа барографов». (Неясно, какой официальный рекорд имеется в виду. Возможно, речь идёт о рекорде высоты, установленном в ноябре 1937 года на итальянском трёхмоторном поплавковом самолёте CANT Z.506B, который поднялся на высоту 10 155 метров с грузом 1000 кг.).
В заключение отметим для полноты картины основные вехи борьбы за рекорд высоты в те годы. 11 апреля 1934 г., как уже говорилось, итальянец Р. Донати поднимается на самолёте Caproni Ca 113 на высоту 14 433 м. 28 октября 1936 г. английский лётчик Ф. Свэйн на самолёте Bristol Type 138A, используя скафандр, достигает высоты 15 223 м. Это достижение перекрывает итальянский лётчик Марио Пецци 7 мая 1937 г. Тоже одетый в скафандр, он поднимается на самолёте Caproni Ca 161 на высоту 15 655 м. Самолёт представлял собой дальнейшее развитие биплана Cа 113.
Однако уже в июне того же года английский лётчик М.Эдамс на моноплане Bristol 138А достигает высоты 16 440 м. Марио Пецци решает взять реванш, что он и делает в 1938 г. на модифицированном самолёте Caproni Ca 161bis, с мотором Piaggio P XI мощностью 750 л.с. Самолёт был оснащён герметической кабиной в виде капсулы, вмонтированной в фюзеляж. 22 октября 1938 г. Марио Пецци достиг высоты 17 083 м, и этот рекорд высоты для самолётов с поршневыми двигателями остаётся непобитым по сей день в категории бипланов с поршневыми двигателями. Он был перекрыт лишь в 1995 г. построенным в ФРГ экспериментальным высотным самолётом-монопланом типа Grob Strato 2C с крылом очень большого размаха (56,5 м) и удлинения. Этот самолёт, снабжённый двумя поршневыми двигателями с турбонаддувом, 4 августа 1995 г. поднялся на высоту 18 552 метра.
источник: Сергей Комиссаров «Высотный биплан Авиавнито» // Крылья Родины 2015'01-02
