Воздушный скороход. Курьерский моноплан АИР-7
Вечная идея повышения скорости самолета всегда волновала умы авиаконструкторов. В 1930 г. в таинственном седьмом ангаре, во «внутренней тюрьме» (ВТ) ЦКБ завода № 39, находившегося в ведении технического отдела ОГПУ, группа арестованных за «вредительство» инженеров под руководством Д. Григоровича создала по проекту Н. Поликарпова истребитель-биплан И-5, получивший персональное название ВТ-11 по месту своего рождения. На госиспытаниях в июле 1931 г. он показал скорость 268 км/ч, весной 1933 г. — 286 км/ч.
После успешных полетов новой машины Президиум ЦИК постановил амнистировать и наградить «бывших вредителей». Основной опытный вариант самолета назывался «Клим Ворошилов» и имел двигатель М-22. Это была лицензионная копия известного двигателя Бристоль (Гном-Рон) «Юпитер» VI.
И вот тогда у А.С. Яковлева возникла мысль: построить с тем же двигателем М-22 самолет с еще большей, скоростью за счет более совершенной аэродинамики. На это решение, безусловно, повлияли сообщения об успехах американских одно- и двухместных спортивных монопланов «Трэвел Эйр», «Уэделл-Уильямс», «Джи Би» и «Локхид». Эти, весьма похожие друг на друга, машины имели специально форсированные варианты серийных двигателей, закрытые капотами НАСА, неубирающееся шасси в обтекателях-«штанах» и низкорасположенное крыло с расчалками или подкосами.
Первым из этой серии был одноместный гоночный самолет «Тексако» 13 или «Мистери Шип» фирмы «Трэвел Эйр», которую создали в 1924 г. три человека, ставшие впоследствии знаменитыми и основавшие собственные фирмы: Уолтер Бич, Клайд Цессна и Ллойд Стирмен.
«Тексако» поднялся в воздух в августе 1929 г. На нем была достигнута скорость 314 км/ч. Еще один самолет, чью общую схему мог использовать Яковлев,—это «Сениор Спортстер», двухместная спортивная машина фирмы «G.B.», принадлежавшей братьям Грэнвилл (Джи Би — первые буквы от Грэнвилл Бразерс). Его испытания начались в конце 1930 г., скорость — 323 км/ч.
Предварительные расчеты Яковлева показали: при схеме моноплана с тонким крылом (впервые на советском самолете) можно превысить 300 км/ч, даже если машина будет двухместной. И вот на техническую комиссию Осоавиахима представлен эскизный проект «почтово-пассажирского экспресса» АИР-7 (АИР — А. И. Рыков). Конструктор предлагал использовать его, в частности, для перевозки газетных матриц. Это дело тогда только начинало развиваться, первый полет с матрицами по маршруту Москва-Харьков выполнил Б. Местон 4 июля 1931 г. на разведчике-биплане Р-5 Поликарпова. Еще раньше, 9 августа 1930 г., начались летные испытания специализированного почтового самолета К-6 К. Калинина для перевозки матриц и почты. Но эта машина не оправдала возлагавшихся на нее надежд: не достигла заявленной скорости 240 км/ч и имела весьма скромную крейсерскую скорость — всего 166 км/ч.
Для регулярной перевозки матриц 15 июля 1931 г. был создан специальный отряд. В августе того же года матрицы «Правды» доставлялись уже в Ленинград, Харьков, Киев, Грозный, Одессу, Казань, Ростов-на-Дону, Тифлис (Тбилиси), Свердловск.
Но вернемся к АИР-7. Он резко отличался от наиболее быстроходных в то время советских самолетов-бипланов. С целью уменьшить сопротивление предлагался моноплан с обтекаемым фюзеляжем, крылом тонкого (8%) профиля. Удельная нагрузка на крыло больше, чем у И-5 — 72 кг/м² против 63. Кабины пилота и пассажира закрыты общим фонарем, на цилиндрах двигателя — кольцо Тауненда, стойки шасси — в обтекателях. Более совершенный способ снижения сопротивления звездообразного двигателя — «капот НАСА» — хотя и был известен, но в то время у нас еще не применялся. А кольцевой обтекатель, разработанный в Англии инженером Таунендом, уже ставили на самолеты, например, на АИР-6.
Сам Яковлев в книге «Цель жизни» так говорил о своем новом замысле:
«Мне удалось заразить ближайших своих помощников мечтой о создании совершенно нового по схеме и самого быстроходного в нашей авиации самолета».
На проектирование и постройку АИР-7 Осоавиахим ассигновал необходимые, хотя и сравнительно небольшие средства. Самолет обошелся, в три-четыре раза дешевле, чем это стоило бы в «нормальном» КБ.
Разработка проекта началась в феврале 1932-го с помощью нескольких молодых инженеров и техников. В проектировании участвовали: фюзеляж — В. Шелепчиков, крыло — В. Алексеев, шасси — А. Брунов, управление — К. Синельщиков, он же был и ведущим инженером. Расчеты на прочность выполняли С. Макаров и Я. Суздальцев.
Впоследствии почти все конструкторы, расчетчики-прочнисты, рабочие вошли в состав ОКБ А.С. Яковлева и проработали в нем десятки лет. Е.Г. Адлер работает и сейчас. А в то время они трудились в разных отделах и цехах завода № 39 и только вечерами могли переключаться на АИР-7. Об энтузиазме и работоспособности этих людей говорит тот факт, что за один год, в самых тяжелых условиях, перебрасываемые по разным цехам завода, они сумели построить три опытных оригинальных по схеме самолета — АИР-5, АИР-6 и АИР-7.
Учитывая предполагаемую большую скорость, приняли меры предосторожности. Расчет прочности производился для группы пилотажных учебных самолетов. Фактически запас прочности оказался даже выше расчетного. При статических испытаниях крыло сломалось при перегрузке 9,5. Как мы увидим дальше, такая предосторожность была оправдана.
Заранее имелись результаты испытаний моторамы и хвостового оперения, взятых с И-5, так же, как колеса и ножное управление. Неиспытанными остались лишь фюзеляж, представляющий простую систему, поддающуюся точному расчету, и шасси.
Проектирование и постройка АИР-7 продолжались около семи месяцев. Строили машину в одном из уголков сборочного цеха, и отсюда в августе 1932-го самолет выкатили на летное поле Центрального аэродрома. Потом занимались доделками, опробовали мотор.
Тем временем к АИР-7 началось буквально паломничество. Одни удивлялись, как удалось столь быстро и незаметно для начальства построить такую машину. Другие, в первую очередь некоторые руководители завода и конструкторских бюро, видели в АИР-7 опасного конкурента. Но большинство,— работники промышленности, ВВС, летчики отнеслись к самолету с искренним интересом. Осматривал его и В.П. Чкалов, в то время летчик-испытатель НИИ ВВС.
«Мы подолгу засматривались на этого красавца, который обещал стать новым словом в авиатехнике»,
— вспоминает Адлер.
В 6 часов утра 19 ноября 1932 г. пилот Юлиан Пионтковский занял переднюю кабину АИР-7. В задней кабине заранее закрепили груз 80 кг. Вот как описывает первый полет А.С. Яковлев:
«Запустили мотор. Пионтковский тщательно его опробовал, сделал сначала несколько пробежек по земле, потом оторвался на два-три метра, пролетел около километра, приземлился, подрулил ко мне и сказал: «Все в порядке! Можно лететь?». Я разрешил полет. Сразу с места летчик дал полный газ. Мотор заревел. Самолет рванулся вперед и пошел в воздух. Мы следили, затаив дыхание. Самолет набрал высоту метров триста, развернулся, дал один круг над аэродромом, другой,третий.Чем больше летчик делал кругов, тем легче становилось у меня на сердце: значит, все в порядке. Наконец, самолет пошел на посадку. Мы, счастливые, побежали ему навстречу».
На следующий день, 20 ноября, в полете с пассажиром, самим Яковлевым была получена рекордная для СССР скорость — 325 км/ч.
Легко представить себе радость создателей самолета. Ведь АИР-7 не был специальной рекордной машиной. Тем не менее, он превзошел более легкий одноместный истребитель И-5 и оказался в числе самых скоростных в мире двухместных самолетов с равной мощностью двигателя.
Нелишне заметить, что при проектировании АИР-7 Яковлев предупредил Осоавиахим о возможности достичь еще большей максимальной скорости при условии увеличения посадочной скорости. Однако было решено, что в наших условиях строить чисто рекордную машину, не рассчитанную на практическое применение, нецелесообразно. В то время летные качества самолетов определялись, в первую очередь, отношением максимальной скорости к посадочной. У АИР-7 это отношение составляло 3,6 (325 к 90), что было выдающимся достижением. У сопоставимых американских гоночных и спортивных самолетов посадочная скорость была 97-113 км/ч и отношение скоростей значительно меньшее — 2,8-3,1.
АИР-7 привлек к себе большое внимание руководителей промышленности, ВВС, широкой общественности.
«Крупнейший успех советской авиации»,
«Мы поздравили в этот день самого молодого в мире конструктора Сашу Яковлева с очень крупной победой»
— писали в газетах.
Первые два полета АИР-7 произвели очень большое впечатление, и командование ВВС назначило на 23 ноября демонстрацию самолета.
В это утро была плохая погода, низкая облачность, моросило, и когда приехало начальство, долго совещались, стоит ли выпускать машину в полет. Наконец, решили лететь. В одиннадцатом часу Пионтковский поднялся в воздух для показа АИР-7 командованию ВВС. В кабине пассажира— Л.П. Малиновский, заместитель председателя ЦС Осоавиахима.
Самолет легко оторвался от земли, набрал высоту метров 200, развернулся над Петровским парком и на полной скорости низко промчался над Центральным аэродромом, следуя к селу Хорошево. Он должен был сделать еще два-три круга и сесть. Но вдруг, когда АИР-7 находился над южной границей аэродрома, от него оторвалась какая-то блестящая полоска и стала медленно падать на землю. Самолет, не уменьшая скорости, плавно пошел на снижение и скрылся за деревьями.
В страшном предчувствии беды все бросились к автомобилям и помчались по шоссе в направлении скрывшегося АИРа. По дороге узнали, что самолет приземлился где-то за Ваганьковским кладбищем, в районе товарной станции. Когда приехали на место аварии, то наконец вздохнули с облегчением. На территории товарной станции, заваленной мусором и дровами, на совсем маленькой площадке стоял АИР-7. Летчик и пассажир не пострадали, но они уже уехали, а у машины дежурил милиционер.
По воспоминаниям Яковлева, он сразу заметил, что вырван правый элерон и размочаленная обшивка крыла повисла клочьями.
«Элерон оторвался в воздухе, его-то мы и видели с аэродрома. Это не кончилось катастрофой только потому, что летчик справился с пилотированием поврежденной машины, почти потерявшей управление, и сумел блестяще посадить ее на крохотную площадку».
К. Синельщиков уточняет: элерон не оторвался целиком, а лишь один его кронштейн, и элерон торчал вверх. А оторвались и падали небольшая часть обшивки крыла и лючок перед элероном.
Однако благополучная посадка АИР-7 на небольшую площадку стала возможной не только благодаря искусству и мужеству Пионтковского, но и хорошим характеристикам устойчивости, управляемости и общей высокой прочности самолета. Несмотря на возникшие от эксцентричной нагрузки после отрыва элерона сильнейшие вибрации, крыло не разрушилось: сказался принятый при проектировании увеличенный запас прочности.
АИР-7 разобрали и перевезли на завод, где тщательно обследовали поломку. В чем же была причина аварии?
A. Яковлев:
«Авария произошла из-за ошибки, допущенной мною в конструировании. Машина по сравнению с предыдущими дала большой скачок вперед по скорости. Нужно было особенно внимательно сделать расчет детали крепления элерона к крылу».
Конструктор самолета обвиняет себя, но фактически расчет делали Я. Суздальцев и С. Макаров. Они использовали старые нормы прочности. К. Синельщиков:
«Срезались дюралевые заклепки, соединявшие стальной кронштейн элерона со стальной трубкой».
B. Шавров:
«Элерон оторвался из-за флаттера, тогда еще совершенно не изученного».
Так считал и С. Макаров, сказавший много лет спустя, что
«сильные вибрации на большой скорости оторвали элерон, который не был сбалансирован».
Таким образом, некоторые полагали, что первопричиной аварии был впервые встретившийся на отечественном самолете флаттер — самовозбуждающиеся колебания с быстро нарастающей амплитудой. В 1932 г. исследования этого явления в ЦАГИ только намечались, и средств борьбы с ним еще не знали.
Аварийная комиссия Осоавиахима с участием видного авиаконструктора Дмитрия Григоровича не пришла к окончательному выводу об истинных причинах аварии, вследствие чего решили дополнительно исследовать поломку. Было только отмечено, что авария произошла из-за конструктивного дефекта, вызвавшего местное ослабление хвостовой части крыла, к которому и крепился оторвавшийся элерон.
В январе 1933 г. завод № 39 в очередной раз обследовала комиссия Военно-морской инспекции. Часть акта обследования посвящена АИР-7. Но комиссия, в духе того времени, не стала вникать в конструкцию самолета, а сосредоточила огонь на авторе, обвинив его даже в том, что он предложил построить АИР-7 по собственной инициативе.
Комиссия, в составе которой были недоброжелатели Яковлева, не остановилась перед явной неправдой, написав, что запас прочности был избран произвольно, статические испытания не производились.
Единственная за восемь лет работы Яковлева авария представлена во множественном числе, утверждалось, что самолеты, якобы, создавались методами
«угрожавшими катастрофой при первых же полетах».
Авторы отчета требовали не допускать самостоятельной работы Яковлева и отменить представление его к ордену за успехи в создании легких самолетов. Комиссия полностью игнорировала тот факт, что в аварии никто не пострадал, и машина осталась цела.
Словом, делалась попытка скомпрометировать Яковлева как конструктора, перечеркнуть всю работу группы энтузиастов, создавших семь типов самолетов, из которых на АИР-1 и АИР-3 были установлены мировые рекорды, АИР-5 и АИР-6 рекомендованы в серийное производство, а АИР-7 открывал новый этап развития отечественной авиации. Но комиссии было необходимо лишь одно: дать
«результат расследования».
Как вспоминают ветераны, в ту трудную пору Александр Сергеевич проявил большое мужество. Прежде всего, он отвел удар от своих помощников и целиком принял всю ответственность на себя. В конечном счете Яковлеву удалось отстоять свое право на конструкторское творчество. Работа продолжалась, и даже ожидавшаяся награда, орден Красной Звезды, была получена. По инициативе Пионтковского АИР-7 был восстановлен и улучшен. Усилили конструкцию кронштейнов крепления элеронов к крылу. Дюралевые заклепки заменили на стальные. К концу кронштейна приварили кольцо, охватывающее трубу. Каждый элерон был разделен на две секции.
По воспоминаниям К. Синельщикова, у АИР-7 не только усилили узлы подвески элеронов, но и внесли другие усовершенствования—увеличили остекление кабины для улучшения обзора вперед-вниз, изменили конструкцию шасси, сделав его проще и надежнее. Доработанный АИР-7 можно видеть на снимках в справочниках «Джейн» за 1933 и 1934 гг. (других снимков пока найти не удалось).
В День воздушного флота 18 августа 1933 г. на Ходынском поле в полете и на земле демонстрировались десятки самолетов, в том числе АИР-5, АИР-6 и АИР-7. 15 сентября того же года в Москву прилетел французский министр авиации Пьер Кот. На Центральном аэродроме ему показали лучшие советские самолеты и в их числе — АИР-6 и АИР-7. Вскоре их осматривал другой почетный гость — знаменитый американский летчик Чарльз Линдберг.
А 25 сентября АИР-7 снова был в центре внимания. В этот день, утром и вечером, летчик Пионтковский совершил на нем два полета, установив новый национальный рекорд скорости — 332 км/ч. При этом мотор еще недобрал 80 оборотов. Скорость зафиксировал летевший в качестве контролера инженер К. Кривицкий. Испытания на скороподъемность также дали рекордные результаты. Как и год назад, «Правда» сообщала:
«АИР-7 — большая победа советской авиации. Новый рекорд скорости.. . Площадка для взлета и посадки АИ Р-7 требуется самая незначительная, так как разбег при взлете и пробег при посадке не превышают 150 м».
29 сентября 1933 г. Линдберг улетал в Таллин на своем скоростном гидросамолете с мотором 750 л. с. Его провожал самый быстрый советский самолет АИР-7. Управляемый Пионтковским, он, сделав вместе с Линдбергом два прощальных круга над Москвой-рекой, обогнал американскую машину и пошел впереди нее, указывая выход на трассу…
В октябре-декабре АИР-7 проходил испытания в НИИ ГВФ. Подробных сведений об этом пока найти не удалось. Есть лишь краткое сообщение об этом в газете «Стальной самолет»:
«Проверены все аэронавигационные приборы на АИР-7… Сверх плана произведены испытания».
Что было с самолетом дальше — неизвестно. (Лишь недавно стало известно, что в конце тридцатых годов АИР-7, подобно многим отслужившим свой срок самолетам, был установлен на военном полигоне в качестве мишени для отработки воздушных стрельб по наземным целям. Тогда еще никто не задумывался о необходимости сохранения для истории уникальных образцов авиационной техники.— Прим. ред,) АИР-7 впервые в нашей авиации наглядно и убедительно продемонстрировал преимущества в скорости моноплана перед бипланом. Он первым в нашей стране преодолел «магический» для тех лет рубеж — 300 км/ч и до конца 1933-го оставался самым скоростным советским самолетом.
Правда, в ряде публикаций, например, в статьях Т. Цепляевой из Харьковского авиационного института, эту заслугу приписывают самолету ХАИ-1. Спору нет, это действительно выдающийся самолет. Но ХАИ-1, хотя и поднялся в воздух раньше АИР-7 — в сентябре 1932-го, вначале развил лишь 200 км/ч, затем, с уборкой шасси,— 240 км/ч. Более высокие скорости этот самолет начал показывать значительно позже.
Главная заслуга АИР-7 в том, что он сыграл стимулирующую роль в нашей авиации, способствовав переходу к схеме аэродинамически совершенного моноплана. По низкопланной схеме, впервые примененной Яковлевым на АИР-7, вскоре были созданы АИР-9, АИР-9 бис и учебный АИР-10.
По конструкции АИР-7 представлял собой двухместный почтово-пассажир-ский самолет. По схеме — моноплан с тонким низкорасположенным крылом расчалочного типа с двумя парами верхних подкосов.
Конструкция смешанная.
Фюзеляж — ферменный, сварной из стальных труб с легким каркасом, придававшим полотняной обшивке округлый контур. Впереди обшивка дюралевая.
Кабины пилота и пассажира расположены тандемом, закрыты низким фонарем, маловыступающим для лучшей обтекаемости.
К фюзеляжу присоединен небольшой центроплан той же сварной конструкции с парными подкосами сверху над узлами крепления стоек шасси. Консоли крыла с двумя коробчатыми деревянными лонжеронами и обычным набором деревянных нервюр. Обшивка крыла — носок фанерный, сверху между лонжеронами — фанера, а в остальном — полотно.
Элероны щелевые, с малой хордой, большого размаха. На каждой консоли — две секции. Каркас элеронов и хвостового оперения дюралевый, обтяжка везде полотняная. Стабилизатор с расчалками, регулируемый. Для компенсации реактивного момента винта киль развернут вправо на 1,5°.
Шасси — безосное, состояло из раздельных основных опор в обтекателях («штанах») и хвостового костыля. Основные стойки сварной конструкции из стальных труб прикреплены к концам центроплана.
Амортизаторы — из резиновых колец.
Двигатель—М-22, звездообразный, девятицилиндровый, мощностью 480 л.с, в кольце Тауненда. В средней части капота — жалюзи. Винт двухлопастный дюралевый, диаметром 2700 мм, с перестановкой шага на земле.
источник: Юрий Засыпкин "Воздушный скороход. Курьерский моноплан АИР-7" Крылья Родины 1997-07
