«Змей горыныч» Роберто Бартини. Экспериментальные экранолеты Бартини ВВА-14 и 14M1П. СССР

Статья Александра Заболотского, Андрея Сальникова с сайта МОДЕЛИСТ-КОНСТРУКТОР.

Содержание:

С середины 1950-х годов в СССР начался процесс формирования противолодочной авиации — нового рода сил флота, предназначенного специально для действий против субмарин вероятного противника. Авиация ВМФ и раньше решала подобные задачи, но в связи с созданием в США атомных подводных лодок борьба с угрозой из морских глубин вышла на первый план. Атомные энергетические установки коренным образом изменили условия и характер вооруженной борьбы на море. Подводные лодки стали подводными в полном смысле слова, а применение атомной энергетики открыло практически неограниченные возможности увеличения дальности плавания полным подводным ходом. Новые дальноходные самонаводящиеся торпеды и баллистические ракеты неизмеримо повысили ударные возможности атомных подводных лодок (АПЛ), которые теперь во многом стали определять мощь флота.

С выходом на боевое патрулирование в начале 1960-х годов американских АПЛ типа «Джордж Вашингтон» и «Этен Аллен», вооруженных баллистическими ракетами «Поларис», СССР оказался практически беззащитным. Такие субмарины могли из подводного положения нанести удар колоссальной разрушительной силы по территории нашей страны. Возрастание угрозы ракетно-ядерных ударов с морских направлений потребовало немедленного и эффективного ответа.

Основные меры по борьбе с угрозой из океанских глубин были определены в постановлении ЦК КПСС и Совета Министров СССР № 1180-510 от 30 декабря 1961 года. В соответствии с ним для выработки конкретных направлений работы как на ближайшее время, так и на перспективу провели ряд комплексных научно-исследовательских работ. По результатам одной из них и дали «зеленый свет» опытно-конструкторским работам по созданию чрезвычайно необычного летательного аппарата — амфибии вертикального взлета и посадки ВВА-14.

Основой для ВВА-14 послужил проект меньшей по размерам амфибии МВА-62, созданный в 1962 году главным конструктором Р.Л. Бартини — человеком очень талантливым и весьма неординарным. Родившийся в Италии Роберт Людовикович Бартини был выдающимся ученым, одаренным инженером, и за годы работы в Советском Союзе создал весьма необычную летающую лодку ДАР (дальний арктический разведчик), самолеты «Сталь-6» и «Сталь-7», разработал проекты других летательных аппаратов оригинальных схем. Из-под его пера вышли многочисленные труды по аэродинамике и динамике полета, а также художественные произведения. Изучая проблему повышения мореходности гидросамолетов, Бартини предложил пойти нетрадиционным путем и осуществлять взлет-посадку на водную поверхность вертикально. Выбранная им катамаранная схема обеспечивала устойчивость на плаву даже при волнении до пяти баллов, что позволяло эксплуатировать такую машину в открытом океане.

В рамках этой концепции и была спроектирована амфибия МВА-62. Она представляла собой «бесхвостку» с подъемными двигателями, расположенными в центроплане, и маршевым двигателем на пилоне задней части. Для обеспечения плавучести на концах центроплана имелись убираемые в полете поплавки. Управление на больших скоростях полета осуществлялось аэродинамическими рулями, а на малых — с помощью струйных.

Аэродинамическая компоновка машины, подъемные двигатели, газоструйная система управления, взлетно-посадочные устройства с двумя надувными поплавками и многие другие элементы конструкции выглядели слишком революционно для своего времени. Это заставляло сомневаться в возможности практической реализации проекта. Однако их перспективы выглядели очень заманчиво. Взлет и посадка не только на воду, но и на сушу практически в любом месте. Очень высокая мореходность. Расширение боевых возможностей за счет рассредоточения и маневрирования, а также ведения действий из положения дежурства на плаву. Размещение на борту опускаемой гидроакустической станции. Эти плюсы перевесили все сомнения.

11 ноября 1965 года вышло постановление Совета Министров СССР и ЦК КПСС № 935-320 «О создании новых авиационных средств борьбы с ракетоносными подводными лодками», где шла речь о начале полномасштабной разработки самолета-амфибии ВВА-14 (вертикально взлетающая амфибия с 14 двигателями). За постановлением последовали приказ Министерства авиационной промышленности (МАП) № 371 от 26 ноября 1965 года и тактикотехнические требования на амфибию ВВА-14 с двумя маршевыми двухконтурными турбореактивными двигателями (ТРДД) Д-30М и двенадцатью короткоресурсными подъемными ТРД РД36-35ПР, утвержденные 7 июня следующего года главкомами ВВС и ВМФ.

ВВА-14 должен был стать частью авиационного противолодочного комплекса, состоящего из собственно самолета, поисково-прицельной системы «Буревестник», противолодочного оружия и системы заправки топливом на плаву. Комплекс предназначался для обнаружения и уничтожения подводных лодок противника, находящихся в районах, удаленных от места вылета на 1200 — 1500 км, как самостоятельно, так и во взаимодействии с другими силами и средствами ВМФ.

Экранолет 14М1П

Амфибия могла применяться в поисково-ударном, поисковом и ударном вариантах. Следовало спроектировать и сделать три машины с началом заводских испытаний первого экземпляра в конце 1968 года.

Экранолет 14М1П на колесном шасси

Своего опытного производства КБ Бартини не имело, поэтому постройку ВВА-14 планировалось вести на заводе № 938 ОКБ Н.И. Камова. Однако в виду отсутствия специалистов, знакомых со спецификой тяжелого самолетостроения и позиции самого Н.И. Камова, несколько тяготившегося этим проектом, в 1968 году Р.Л. Бартини стал главным конструктором ВВА-14 вновь создаваемого ОКБ при таганрогском авиазаводе № 86.

Одновременно вышло решение комиссии Президиума Совмина СССР по военно-промышленным вопросам № 305 от 20 ноября и приказ МАП № 422 от 25 декабря 1968 года о разработке технического проекта самолета ВВА-14 на Таганрогском машиностроительном заводе.

Однако поставленная задача оказалась слишком сложна для нового ОКБ, и в 1970 году в МАПе решили привлечь к разработке конструкторской документации и созданию опытных образцов вертикально взлетающих аппаратов ОКБ А.К. Константинова, дислоцировавшееся в Таганроге. Должность главного конструктора ВВА-14 оставалась за Р.Л. Бартини.

Аппарат представлял собой целое собрание необычных технических решений, каждое из которых требовало проведения большого объема опытно-конструкторских работ еще до начала летных испытаний. С целью натурных отработок самолетных систем и элементов конструкции спроектировали и построили ряд стендов. Так, например, на малом понтонном стенде, изготовленном на Ухтомском вертолетном заводе (УВЗ), провели экспериментальные исследования по изучению впадины и поведению брызг воды от факела силовой установки (брызгового факела), образующихся при воздействии на водную поверхность газовых струй ТРД ТС-12М.

Для изучения режимов взлета и посадки ВВА-14 на различные поверхности на УВЗ изготовили плавучий газодинамический стенд-аналог 1410, позволяющий проводить испытания модели самолета в масштабе 1:4, оборудованной шестью ТРД ТС-12М и имитировавших работу всех подъемных двигателей самолета. Этот стенд перевезли на испытательно-экспериментальную базу ОКБ в Геленджике, где на нем провели полный цикл исследований, изучая режимы взлета и посадки самолета на водную поверхность. Полученные результаты показали, в частности, что силы и моменты, действующие на самолет на этих режимах — незначительны, и система стабилизации и управления самолетом вполне могла их парировать.

Комбинированные газоструйные рули для управления по курсу и тангажу также доводили на наземном стенде. А для получения навыков управления амфибией создали два пилотажных комплекса: с подвижной и неподвижной кабинами.

На пилотажных стендах еще до первого полета досконально проверили режимы управления самолетом, включая посадку с использованием динамической воздушной подушки. На этом этапе часто приглашали летчика-испытателя Ю.М. Куприянова, который высоко оценил деятельность проектировщиков, сказав на разборе первого полета: «Летали так, как на тренажере!».

14М1П после спуска на воду

Планировалось построить три опытных ВВА-14. В производство запустили одновременно две машины: «1М» и «2М».

Первый опытный экземпляр «1М» не имел подъемных двигателей и предназначался для доводки аэродинамики и конструкции на всех режимах полета, кроме вертикального взлета и посадки, исследования устойчивости и управляемости, для отработки маршевой силовой установки и самолетных систем. Для обеспечения взлета и посадки с аэродрома на самолете смонтировали велосипедное шасси с управляемыми передними колесами, использовав стойки от бомбардировщиков 3М и Ту-22.

Вторую опытную машину «2М», предназначенную для отработки как вертикального взлета и посадки, так и переходных режимов, оснастили подъемными двигателями и системой струйного управления.

Работы по доводке специального оборудования, вооружения, а также их боевого применения были запланированы на третьем экземпляре машины.

Самолеты строили в кооперации между ОКБ и Таганрогским механическим заводом им. Г. Димитрова (директор С. Головин). На серийном предприятии изготавливали фюзеляж, консоли крыла и оперение, а сборку, монтаж различных систем и контрольно-записывающей аппаратуры осуществляло опытное производство.

К лету 1972 года ВВА-14 («1М») передали на Летно-испытательный комплекс (ЛИК) для окончательной доводки перед летными испытаниями.

ВВА-14 имел очень необычный вид. Фюзеляж с кабиной пилотов переходил в центроплан, по бокам которого располагались два огромных отсека с поплавками и системой их наддува. Оперение — двухкилевое. Отъемные части крыла крепились к кессону центроплана. За оригинальность конструкции самолет получил кличку «Фантомас».

Ведущим инженером по испытаниям назначили И.К. Винокурова, летчиком-испытателем — Ю.М. Куприянова, а штурманом-испытателем — Л.Ф. Кузнецова.

14М1П на исполнительном старте

На разбеге 14М1П газовые струи двигателей создавали целые облака из водяных брызг

Стоянка, отведенная ВВА-14, располагалась на краю летного поля у небольшой рощи, так называемого «карантина», а в целях конспирации «1М» получил гражданскую регистрацию СССР-19172 и символику Аэрофлота на борту.

Первые рулежки и пробежки самолета по грунтовой взлетно-посадочной полосе (ВПП) заводского аэродрома проходили с 12 по 14 июля 1972 года. Затем, отстыковав консоли крыла и хвостовое оперение, и, соблюдая секретность, в одну из ночей его перевезли на соседний аэродром с бетонной ВПП, где базировался один из учебных полков Ейского военного училища летчиков. И продолжили там с 10 по 12 августа пробежки до скорости 230 км/ч. Поведение ВВА-14 не вызвало нареканий, силовая установка и бортовое оборудование работали без замечаний. В своем отчете летчик-испытатель Ю.М. Куприянов отметил: «На разбеге, подлете и пробеге самолет устойчив, управляем, ухода с курса взлета и кренений нет». Он также отметил хороший обзор из пилотской кабины, удобное расположение пилотажно-навигационных приборов и индикаторов, контролирующих силовую установку.

Первый раз в воздух ВВА-14 поднялся 4 сентября 1972 года с экипажем в составе летчика-испытателя Ю.М. Куприянова и штурмана-испытателя Л.Ф. Кузнецова. Полет продолжительностью около часа показал, что устойчивость и управляемость машины находилась в пределах нормы и была не хуже, чем у традиционных самолетов.

Как и на земле, в воздухе ВВА-14 выглядел очень необычно, получив за свою «трехголовость» при виде снизу (гондола с кабиной экипажа и два бортовых отсека) еще одно прозвище — «Змей Горыныч».

Первый этап летных испытаний завершился к лету 1973 года. Их результаты подтвердили, что оригинальная аэродинамическая схема с составным крылом, включающим центроплан малого удлинения и консоли большого удлинения вполне жизнеспособна, а маршевая силовая установка и основные системы надежны, что позволяет продолжить испытания.

Но самым значимым итогом этого этапа исследований стало то, что под самолетом вблизи земли толщина динамической воздушной подушки оказалась значительно больше по отношению к средней аэродинамической хорде (САХ) крыла, чем это считалась ранее. При САХ в 10,75 метрах эффект динамической подушки ощущался с высоты 10-12 метров, а на высоте выравнивания (около 8 метров) подушка была так плотна и устойчива, что Ю.М. Куприянов на разборах полетов много раз просил разрешения бросить ручку управления и дать машине приземлиться самой. Провести такой эксперимент ему, правда, так и не позволили, опасаясь, что может не хватить длины ВПП.

Единственным серьезным инцидентом испытаний был отказ гидросистемы № 1 в первом полете. Причиной стало разрушение трубки отвода рабочей жидкости от насосов из-за совпадения колебаний фюзеляжа с частотой пульсации жидкости. Выход из положения нашли, заменив трубки резиновыми шлангами.

Перспектива получения реальных, а не «бумажных» подъемных двигателей оставалась весьма неопределенной, но выручило пневматическое взлетно-посадочное устройство (ПВПУ), изготовленное в срок. Поплавки ПВПУ длиной 14 метров и диаметром 2,5 метра имели объем по 50 м3. Оба поплавка, спроектированные в Долгопрудненском КБ агрегатов, изготовили на Ярославском шинном заводе.

Зиму 1973 -1974 годов ВВА-14 («1М») провел в цехе опытного производства ОКБ, где на нем смонтировали системы и устройства ПВПУ. Одновременно провели статические испытания машины на специально подготовленном для этого поплавке.

Наполнение воздухом поплавков осуществлялось 12-ю управляемыми пневматическими кольцевыми эжекторами — по одному на каждый отсек поплавка. Воздух высокого давления отбирался от компрессоров маршевых двигателей. Уборка ПВПУ происходила с помощью гидроцилиндров, которые воздействовали через продольные штанги на тросы, охватывающие поплавки, вытесняя воздух из их отсеков через редукционные клапаны.

Поплавки и система их уборки и выпуска имели сложнейшие уникальные устройства и системы, из-за чего их доводка и наладка завершились лишь летом 1974 года.

Затем начался этап испытаний ВВА-14 на плаву. Поскольку шасси в это время находилось в убранном положении, то для спуска на воду и подъема машины с надутыми поплавками изготовили специальные перекатные тележки.

Первым делом проверили непотопляемость самолета при разгерметизации поплавков. Сброс давления из двух отсеков одного поплавка подтвердил, что ВВА-14 сохраняет необходимую плавучесть. Лишь после этого приступили к рулежкам с постепенным увеличением скорости движения по воде до 35 км/ч. Это был предел. На больших скоростях машина начинала опускать нос, и возникала опасность деформации и последующего разрушения мягких поплавков. Но для вертикально взлетающей амфибии этой скорости оказалось вполне достаточно.

По окончании этапа мореходных испытаний продолжились полеты с убранными поплавками ПВПУ. Однако к этому времени интерес заказчика к ВВА-14 заметно угас. Основное внимание уделялось совершенствованию уже поступивших на вооружение противолодочных самолетов Бе-12, Ил-38 и Ту-142. Стало окончательно ясно, что подъемных двигателей с приемлемыми характеристиками не будет даже в отдаленном будущем. Поэтому еще в разгар монтажа и испытаний ПВПУ Р.Л. Бартини решил создать на базе «1М» экранолет с поддувом воздуха от дополнительных двигателей под центроплан. Начатые в этом направлении работы привели к постройке экспериментального аппарата 14М1П, но его испытания начались уже без Бартини. В декабре 1974 года Роберта Людовиковича не стало.

Посадка 14М1П

Тем не менее, летные испытания ВВА-14 по инерции продолжились и в 1975 году. Предстояло проверить ПВПУ и поведение машины с выпущенными поплавками в полете. Предварительно провели серию пробежек и подлетов с постепенным увеличением степени выпуска поплавков, для чего модифицировали гидросистему самолета.

Первый полет ВВА-14 с полным выпуском и уборкой поплавков в воздухе состоялся 11 июня 1975 года с экипажем в составе Ю.М. Куприянова и Л.Ф. Кузнецова. С 11 по 27 июня в испытательных полетах они 11 раз выпускали и убирали ПВПУ, но особых изменений в поведении машины в воздухе не заметили. Выявившаяся же тряска самолета с надутыми поплавками при выпущенных закрылках, «как при пробежках по грунтовой полосе», по замечанию летчиков опасности не представляла и могла быть устранена изменением формы хвостовых частей поплавков. Все попытки самолета рыскать при выпущенном ПВПУ уверенно парировались системой автоматического управления САУ-М.

Эти полеты стали завершающим аккордом в истории ВВА-14. С сентября 1972-го по июнь 1975 года на «1М» было совершено 107 полетов обшей продолжительностью около 103 часов.

После прекращения программы ВВА-14 уже собранный планер машины «2М» отвезли на дальний край заводской стоянки, а третий экземпляр вертикально взлетающей амфибии так и не начали строить.

НЕРЕАЛИЗОВАННЫЕ ИДЕИ

На базе ВВА-14 предлагались проекты машин различного назначения. Корабельный вариант виделся со складными консолями крыла и хвостового оперения, допускавшими базирование на противолодочных крейсерах проекта 1123, дооборудованных крупнотоннажных сухогрузах и танкерах, либо на противолодочных крейсерах-носителях ВВА-14.

В транспортном варианте ВВА-14 мог бы перевозить до 32 человек или 5000 кг груза на расстояние до 3300 км.

В поисково-спасательной версии в состав экипажа амфибии дополнительно включались два спасателя и врач, а в грузовом отсеке размещалось специальное оборудование (лодки, плоты, лебедка и т.д.). Летные характеристики ВВА-14 в этой модификации оставались практически такими же, как у противолодочного самолета, за исключением дальности полета, которая могла быть увеличена на 500 — 1000 км.

Еще один поисково-спасательный вариант амфибии (ВВА-14ПС) предназначался для поиска и эвакуации космических кораблей и спускаемых модулей автоматических аппаратов на море, и дополнял бы уже находившиеся в эксплуатации вертолеты Ми-6ПС. На месте грузового отсека предусматривался салон с медицинским оборудованием для отдыха космонавтов, отсек для перевозки спускаемого аппарата, система его подцепки и загрузки, бортовая лебедка, контейнеры со спасательными лодками ЛАС-5С и плотами ПСН-6А. В состав экипажа кроме летчика, штурмана и бортинженера входили два спасателя и врач.

«Обычная» спасательная амфибия отличалась от «космической» более скромным набором оборудования (в частности, отсутствовала система подъема спускаемого аппарата) и могла принять на борт 15 человек, включая шесть тяжело раненых на носилках. Машина оснащалась спасательными кругами, канатами с поплавками, запасом медикаментов, воды и теплой одежды. Для эксплуатации ночью предусмотрели выдвижной прожектор СП-62.

Однако поскольку программу по созданию вертикально взлетающего самолета-амфибии ВВА-14 свернули, то все работы по созданию ВВА-14ПС так и не вышли из стадии эскизного проектирования.

ЭКРАНОЛЕТ 14М1П

В отличии от второго экземпляра ВВА-14, первый прототип «1М» ждала другая судьба. На удлиненной носовой части фюзеляжа смонтировали два ТРДД Д-30М с решетками управления на выходе для создания с помощью газовых струй, истекавших из них, воздушной подушки под центропланом. Мягкие поплавки под бортовыми отсеками заменили неубирающимися металлическими. Доработали и шасси: вместо убиравшихся опор на поплавках появились четыре неубирающиеся одноколесные стойки. При этом колеса носовых опор сделали самоориентирующимися, с механизмом стопорения в полете.

Для создания воздушной подушки вдоль задней кромки центроплана установили щитки, образовавшие вместе с боковыми отсеками своеобразный «совок». Помимо этого, модернизировали топливную и гидравлическую системы, а также устройства аварийного покидания машины.

В 1976 году машину передали на испытания. Ведущим по экранолету назначили инженера И.К. Винокурова. В состав экипажа входили сначала летчик-испытатель Ю.М. Куприянов и штурман Л.Ф. Кузнецов, а затем -летчик-испытатель В.П. Демьяновский и бортинженер Э.В. Ведель.

После первых гонок двигателей и отработки системы отклонения газовых струй двигателей начались наземные пробежки. Но на грунтовой полосе заводского аэродрома из-за отсутствия тормозов и засасывания пыли и посторонних предметов двигателями поддува, достичь расчетной скорости отрыва не удалось.

При испытаниях 14М1П на воде почти сразу выявился неприятный дефект: аппарат отказывался разворачиваться двигателями. Это приходилось делать с помощью буксира. Не получались развороты и при использовании реверсивных устройств двигателей поддува.

Основные ТТХ амфибийных летательных аппаратов конструкции Р.Л. Бартини

После выхода на динамическую подушку 14М1П сильно поднимала нос, но сама машина шла устойчиво. Однако при резком уменьшении газа передних двигателей она резко опускалась, порой заливая ТРДД водой. Выявилась и недостаточная надежность системы управления.

Испытания подтвердили главное — возможность использования газодинамического поддува для взлета и посадки самолета с взволнованной водной поверхности. Полученного уникального экспериментального материала было вполне достаточно для создания летающего варианта 14М1П, но это требовало кардинальных переделок конструкции.

В тот период наиболее приоритетным считалось создание дальнего разведчика Ту-142МР и самолета дальнего радиолокационного обнаружения и управления А-50, поэтому работы по экранолету прекратили. Впрочем, затраченные усилия не пропали даром, полученный богатый экспериментальный материал и накопленный опыт стали великолепной школой для специалистов ОКБ.

Останки 14М1П на задворках Музея ВВС в подмосковном Монино

Необычная машина несколько лет простояла на территории завода, пока в 1980-е годы ее в разобранном виде не перевезли в музей ВВС в Монино. Сегодня уникальный экспериментальный «Змей Горыныч» представляет собой жалкое зрелище из отдельных агрегатов, которые постепенно превращаются в груду металлолома…

источник: https://modelist-konstruktor.com/aviacziya/zmej-gorynych-roberto-bartini