Ракетный истребитель-перехватчик “302” с ПВРД.СССР.1941 г.
При упоминании словосочетаний “ракетный истребитель – перехватчик” и Вторая мировая война, 100% специалистов вспомнит успевший повоевать немецкий Me-163 и его японского клона, а из советских самолетов опытный ракетный БИ. На самом деле был еще один оригинальный советский проект — бесноватый “302” с комбинированной установкой ЖРД и ПВРД.
У создателей истребителя с жидкостным ракетным двигателем «БИ» имелся конкурент в самом РНИИ. Еще до войны в Реактивном институте начались работы по проектированию истребителя с необычной силовой установкой, состоявшей из одного разгонного ЖРД и двух прямоточных воздушно-реактивных двигателей с прямоугольными управляемыми соплами под крылом. Таким был самолет по проекту 1940 года, задуманный как первый в мире истребитель с составной реактивной группой.
РНИИ имелся довольно мощный задел по конструированию прямоточных воздушно-реактивных двигателей (ПВРД). Еще во времена ГИРДа в составе Группы работала так называемая «третья» бригада под руководством талантливого конструктора Юрия Александровича Победоносцева.
Опираясь на теорию воздушно-реактивных двигателей созданную академиком Борисом Стечкиным, третья бригада ГИРДа вплотную подошла к практическому воплощению этих идей, запустив 15 апреля 1933 года первую действующую модель ПВРД.
Как известно, прямоточные двигатели начинают работать только на очень большой скорости, когда воздух, входящий в горючую смесь, сжимается вследствие напора встречного потока воздуха. Как же разогнать двигатель до большой скорости? В бригаде нашли очень интересный прием: вмонтировали миниатюрный воздушно-реактивный двигатель в артиллерийский снаряд и выстреливали его из пушки. Развив большую скорость, двигатель включался и развивал тягу, величину которой определяли по прибавке дальности у снаряда с двигателем в сравнении с обычным.
Конструктивно двигатель в снаряде, получивший обозначение «Объект ГИРД-08», выглядел так. В специальный канал, сделанный в теле снаряда, закладывалось горючее — фосфор. Сверху ой заливался лаком, чтобы сам собой не воспламенялся (фосфор ведь самовозгорается на воздухе). А чтобы в полете очистить горючее от защитной пленки, в канал вставляли металлический ежик. При выстреле из орудия снаряд летел вперед, а ежик, сдирая пленку, назад. Фосфор вспыхивал, и двигатель включался в работу.
На основе опытов Победоносцева его ученик — инженер Иван Меркулов создал двухступенчатую ракету с ПВРД, получившую обозначение «Р-3». В качестве горючего для этой необычной ракеты использовались шашки, состоявшие из смеси алюминиевого и магниевого порошков. В двигатель ракеты заряжались две кольцеобразные шашки с одинаковым внешним, но с различным внутренним диаметрами, благодаря чему обеспечивался требуемый профиль канала, по которому из диффузора поступал необходимый для их горения воздух. Всего было изготовлено 16 ракет «Р-3»; первая из них стартовала в феврале 1939 года. Для определения параметров траектории впервые была приглашена бригада астрономов с аппаратурой, используемой при слежении за метеоритами.
Таким образом, для инженеров РНИИ прямоточные воздушно-реактивные двигатели были не в новинку. Только теперь для их разгона до рабочей скорости предлагалось использовать жидкостный ракетный двигатель простой схемы.
Согласно проекту, ракетный истребитель НИИ-3, получивший рабочее обозначение «302», должен был иметь деревянную конструкцию, крыло и оперение — с фанерной обшивкой, фюзеляж — монокок. Первый вариант силовой установки (ЖРД и 2ПВРД) предполагал наибольшую скорость — 900 км/ч, потолок—9000 метров и время набора предельной высоты — 2 минуты. При боезапасе к 4 пушкам в 400 снарядов, запасе горючего в 505 килограммов и окислителя 1230 килограммов, взлетная масса самолета должна была составить 3358 килограммов.
Весной 1941 года проект истребителя с комбинированной силовой установкой был доложен и утвержден на Техсовете института. Во второй половине 1942 года Андрей Костиков ознакомил с проектом члена ГКО Климента Ворошилова. В тот же день на приеме у Сталина проект «302» был утвержден, а сам Костиков был назначен Главным конструктором ОКБ-55 и директором опытного завода. Начальником ОКБ стал авиаконструктор Матус Рувимович Бисноват, а аэродинамическими расчетами ведал Михаил Тихонравов.
К весне 1943 года выявилось отставание от графика с выпуском прямоточных ВРД конструкции инженера Зуева: они были закончены лишь в виде моделей в половину натуральной величины и полных испытаний не проходили. Жидкостный ракетный двигатель конструкции Душкина «Д-1А-1100» тягой 1100 килограммов с дополнительной камерой на 450 килограммов также еще не был готов и его огневые испытания только начинались.
Из-за неготовности двигателей было принято решение Испытать истребитель в планерном варианте, получившем обозначение «302П». С самолета сняли вооружение и некоторое оборудование, а в хвостовой части фюзеляжа поставили макет однокамерного ЖРД под обтекателем. В конце августа 1943 года он поступил на испытания в Летно-исследовательский институт.
Эти испытания выявили не вполне удовлетворительные характеристики устойчивости, и планер «302П» отправили в ЦАГИ, где испытали в натурной аэродинамической трубе.
После доработок самолет был всесторонне изучен в нескольких десятках полетов на буксире за Ту-2 и В-25. По оценке летчика-испытателя Сергея Анохина, планер «302П» был исключительно устойчив и управляем по всем осям, хорошо скользил, выполнял «бочки», был прост на посадке после отцепки от буксировщика. Марк Галлай, летавший на «302П», называл машину «эталоном». Установленная на испытаниях посадочная скорость 115—120 км/ч отвечала нормальному режиму посадки перехватчика.
Однако до испытаний с двигателями дело так и не дошло. Работы по теме были свернуты, поскольку двигателисты не смогли создать ПВРД с расчетными характеристиками и в январе 1944 г. правительственная комиссия, возглавляемая А.С.Яковлевым, пришла к выводу о прекращении работ. А.Г.Костикова обвинили в обмане правительства и арестовали.
Предполагаемые, характеристик истребителя-перехватчика И-302
Размах крыла, м…….. 9.55
Длина, м ………………..8.77
Площадь крыла, м2.. 14.80
Масса, кг пустого самолета……… 1856
максимальная взлетная………….. 3358
Тип двигателя……… 1 ЖРД РД-1400 тяга, кгс 1 х 1400
……………………………….2 ПВРД тяга (?)
Максимальная скорость, км/ч…..900
Дальность полета, км…………….. 100 с ЖРД, ? c ПВРД
Практический потолок, м………. 9000
Экипаж, чел……………………………. 1
Вооружение: четыре 20-мм пушки ШВАК
два PC (РС-82 или РС-132) или две ФАБ-125.
Другие разработки в СССР
Был аналогичный проект самолета и у А.С.Яковлева, проектирование которого было закончено 27 августа 1942 г. Этот истребитель — перехватчик проектировался на базе Як-7 и назывался Як-7Р.
На Як-7Р предполагалась комбинированная двигательная установка из двух ПВРД ДМ-4С И.А.Меркулова, которые располагались под крыльями, и одного ЖРД Д-1А Л.С.Душкина, который располагался в хвостовой части фюзеляжа. Проект не был реализован из-за отсутствия в то время надежно работающих серийных ПВРД. Имелся только ЖРД Д-1А, который использовался на ракетном самолете БИ и был еще не доработан до надежной эксплуатации. Опыт работы по Як-7Р был использован впоследствии при создании Як-ЗРД, который представлял собой одноместный экспериментальный истребитель и имел наряду с поршневым двигателем ускоритель из одного ЖРД РД-1 конструкции В.П.Глушко, располагавшийся в хвостовой части фюзеляжа.
Был еще один интересный проект самолета с ПВРД, разрабатываемый в 1941-1942 гг. под руководством Р.Л.Бартини, — околозвуковой самолёт — безхвостка «Р» со стреловидным крылом. На этом самолёте Р.Л.Бартини предполагал плоские комбинированные ПВРД разместить в крыле, для них предусматривал выходное сопло, выполненное в виде щели на верхней поверхности крыла.
Примерно в это же время разрабатывались не менее интересные проекты самолетов с комбинацией поршневой двигатель (ПД) и ПВРД И.А.Меркулова: в ОКБ A.А.Боровкова и И.Ф.Флорова — самолет «Д», а в ОКБ В.Ф.Болховитинова — самолет «И». Истребители «Д» и «И» двухбалочной схемы с двумя ПВРД (встроены в конструкцию) и со стреловидным крылом. С началом войны работы по «Д» и «И» были прекращены.
В июне-сентябре 1946 г. в СССР проводились заводские испытания (лётчик А.В.Давыдов) Ла-126 модификации Ла-7 с поршневым двигателем и с двумя ПВРД РД-430 конструкции М.М.Бондарюка под крыльями. Тогда был получен прирост скорости — 64 км/ч. С марта по август 1947 г. проводились заводские испытания Ла-138 с поршневым двигателем и с двумя ПВРД РД-430 конструкции М.М.Бондарюка под крыльями. При включенных ПВРД получался уже прирост скорости 107-112 км/ч. Во всех этих случаях ПВРД подвешивались под крыльями самолетов.
Сравнительно небольшое увеличение скорости полета и ухудшение других летно-технических данных поршневого самолета, а также массовое перевооружение истребительной авиации на реактивные самолеты привели к прекращению работ по использованию ПВРД в авиации. Все проекты самолетов с комбинацией (ПД+ПВРД) либо (ЖРД+ПВРД), разрабатываемые в конце 30-х и в 40-х гг., имели дозвуковые скорости и использовали дозвуковые ПВРД, но был уже накоплен некоторый опыт, продолжались исследования и эксперименты, которые подсказывали о необходимости перейти к разработкам сверхзвуковых ПВРД (СПВРД), что в конце концов и было осуществлено в конце 50-х гг. Надо сказать, что работы сначала по ракетоплану РП-318-1, затем по истребителю-перехватчику БИ-1 и по проектам других самолетов с ЖРД и ПВРД дали хороший практический опыт, который также пригодился после войны при создании крылатых ракет дальнего действия.
ПВРД в Германии
Попытка использовать ПВРД в качестве ускорителя для винтомоторного самолёта была сделана немецким конструктором Зенгером в 1943 г. Во время войны в Германии были разработаны проекты самолётов-истребителей с ПВРД в качестве основной силовой установки. Один из проектов принадлежит Зенгеру. Самолёт поднимался вверх посредством самолёта-авиаматки, отцеплялся и переходил к самостоятельному полёту. Число Маха такого самолёта должно было быть равным 0,7, дальность полёта — до 800 км, горючее ПВРД — бензин.
Другой сходный проект был разработан в 1944 г. Липпишем и Пабстом на заводе Фокке-Вульф. Самолёт также должен был подниматься на высоту авиаматкой. После включения ПВРД самолёт, пикируя, набирал расчётную скорость. Горючим для самолёта Липпиша должен был служить уголь, которым заполнялась камера сгорания. Расчетная продолжительность полёта со скоростью более 1000 км/ч должна была достигнуть 30 мин. Проекты не осуществились вследствие поражения Германии в войне.
Таким образом, не смотря на тяжелую войну, в СССР проводились новаторские работы по созданию перспективных боевых летательных аппаратов с ПВРД, что и сейчас являлось передовым направлением в науке и технике. Но технические сложности и последующее переключение общего развития авиации на более простые и эффективные реактивные двигатели, затормозило развитие ПВРД, как двигательной установки для ЛА. А в основоположниках данного направления, как обычно — мы. Громко известные в мире проекты немецких самолетов с ПВРД появились только в 1943 году. А наши реальные практические(не теоритически) достижения в этой области, к сожалению малоизвестны, ибо были засекречены.
