Укрощение огня

Укрощение огня

Катастрофа не остановила энтузиастов. Они не только продолжали строить двигатели и самолеты, но и занялись под руководством Болховитинова серьезной исследовательской работой, во многом подготовившей будущие успехи.

Теперь, с высоты минувших лет особенно отчетливо видно, как далеко оторвались конструкторы новых летательных аппаратов от тех более чем скромных условий, с которых все начиналось. Конечно, будь тогда в руках испытателей современная автоматика и электроника – не пришлось бы, конечно, рисковать человеческими жизнями: БИ можно было испытывать как дистанционно управляемый снаряд. Словом, методика испытаний была бы другая.

Создание беспилотных перехватчиков еще ждет своего историографа. А сейчас наш долг рассказать, как использовали опыт БИ создатели боевых истребителей.

Он очень пригодился, этот опыт. Укрощение огня продолжалось. Грозный двигатель пришел в конструкторское бюро Лавочкина. И «привел» его туда Сергей Павлович Королев…

Этот факт заслуживает того, чтобы познакомить с ним читателя. Он завершает целый ряд логически развивавшихся событий, начавшихся, как я писал, в 1928 году, когда в конструкторском бюро француза Поля Ришара встретились два человека – Семен Алексеевич Лавочкин, которому было тогда 28 лет, и Сергей Павлович Королев, еще совсем юный, двадцатидвухлетний. Лавочкин ведал в этом конструкторском бюро вопросами прочности, Королев – плазово-шаблонным хозяйством.

Через некоторое время пути инженеров разошлись. Сергей Павлович возглавил московский ГИРД и занялся реактивной техникой. Потом стал одним из руководителей РНИИ (Реактивного научно-исследовательского института). Лавочкин же строил самолеты и с реактивной техникой соприкоснулся лишь в начале войны, когда к нему на завод приехал Михаил Макарович Бондарюк, чтобы провести еще небывалый эксперимент по установке на боевой истребитель прямоточного реактивного двигателя, способного в нужные минуты создать дополнительную тягу.

Между экспериментами Бондарюка и попытками Лавочкина поставить новый ускоритель (на этот раз жидкостно-реактивный двигатель) на самолет Ла-7 произошло много разных событий, в том числе постройка и испытания самолета БИ.

На БИ предполагалось поставить жидкостно-реактивный двигатель Д-1-А-100 конструкции Леонида Степановича Душкина. Однако испытания этого двигателя обещанных характеристик не подтвердили, напротив, двигатель Душкина принес столько неприятных сюрпризов, что по распоряжению руководителя конструкторского бюро Виктора Федоровича Болховитинова Алексей Михайлович Исаев был вынужден заняться двигателем сам. Сначала вместе с М.В. Мельниковым Исаев переделал систему подачи топлива и окислителя, что вызвало пересмотр первоначального проекта. Потом, уже после того как Бахчиванджи совершил свои полеты, Исаев подверг двигатель дальнейшим изменениям.

Дело это для Алексея Михайловича было не только новым, но и адски трудным. Естественно, что ему понадобились советы искушенных в области ракетных двигателей специалистов. Он обратился за консультацией к Валентину Петровичу Глушко. Глушко помог Исаеву завершить начатую им работу. Валентин Потрович Глушко в ту пору тоже заканчивал работу над своим первенцем – двигателем РД-1. Этому двигателю тотчас же нашлось применение – С.П. Королев поставил его как ускоритель на самолет с обычным поршневым мотором. Так двигатель В.П. Глушко открыл направление комбинированных силовых установок, которое вскоре привлекло к себе внимание Лавочкина. Семен Алексеевич с большим вниманием и интересом отнесся к опытам своего старого друга Сергея Павловича Королева.

Именно Королев стал в 1943 году пионером создания ускорителя – первой советской реактивной установки, позволившей произвести необходимые исследования в полете.

Для своих экспериментов Сергей Павлович выбрал пикирующий бомбардировщик В.М. Петлякова. Разнесенное двухкилевое управление этого самолета облегчало установку дополнительного жидкостно-реактивного двигателя-ускорителя. Проверку системы в воздухе провели летчики-испытатели А.Г. Васильченко и А. С Пальчиков, инженеры экспериментаторы С.П. Королев и Д.Д. Севрук.

«Испытания показывают, – писал в 1944 году С.П. Королев, – что двигатель РД и реактивная установка в целом работают нормально. Хорошо совпадают расчетные и экспериментальные данные. Таким образом в настоящее время имеется опробованная в воздухе материальная часть вспомогательного двигателя… и реактивной установки Пе-2».

Но, разумеется, проводя исследования на Пе-2, Королев видел в нем лишь первую пробу сил – один из возможных вариантов решения, которому, по его мнению, предстояло распространиться и на другие боевые самолеты с поршневыми двигателями. Размышляя о возможности сочетания на самолете поршневых двигателей с реактивными ускорителями, Королев писал:

«В дальнейшем с ростом высоты винтомоторных самолетов, вспомогательные реактивные установки с двигателями РД-1 не потеряют своего значения, а в соответственно большей степени позволят увеличить высоту и продолжительность полета.

Ближайшей задачей, по нашему мнению, является разработка модификации винтомоторного самолета с реактивной установкой в высотном варианте с рабочей высотой полета порядка 13000–15000 метров».

Нельзя сказать, что жизнь полностью подтвердила справедливость точки зрения Королева о широком распространении винтомоторных самолетов с реактивными ускорителями. Они понадобились лишь на одном сравнительно непродолжительном этапе – в пограничной полосе между винтомоторной и реактивной авиацией. Что же касается проектирования высотного самолета с такой комбинацией двигателей, то тут Сергей Павлович словно в воду смотрел. Такой самолет понадобился гораздо быстрее, чем это можно было бы предположить. И, конечно, как всегда понадобился срочно. Вот почему так обрадовался Лавочкин, получив от Королева реактивную установку для реализации ее основных принципов на самолете Ла-7, названном за счет дополнительного реактивного двигателя Ла-7Р.

Я уже рассказывал, как доставалось конструкторам в годы войны. Стремление дать фронту наибольшее число самолетов требовало неизменности конструкции. Эта неизменность входила в жесточайшее противоречие с борьбой за скорость и другие летно-тактические показатели самолета. Лишенный возможности радикальных решений, конструктор был как без рук. Резервы, оставшиеся в его распоряжении, немногочисленны – сокращение количества топлива и облегчение конструкции, форсирование двигателя, внутренняя аэродинамика и «геометрия» машины. Вот и получалось, что конструкторы собственными руками портили самолеты. Ла-7 смог увеличить скорость и усилить вооружение за счет значительного сокращения емкости бензобаков. А это сразу же уменьшило время боевого вылета. Не лучше выглядел и Як-3, где также пришлось сократить запас топлива и «сжать» геометрические размеры.

Эволюционный путь давал немного. Он позволял соревноваться с немецкими конструкторами без большого опережения. Опыт БИ и предложение С.П. Королева открыли иную дорогу.

Лавочкин торопился. И не только потому, что располагал сведениями об успехах немецких конструкторов в области реактивной техники. Освоения нового двигателя требовала и боевая обстановка.

Задание, которое одновременно получили Лавочкин, Яковлев, Микоян и Гуревич, было очень конкретным – построить самолет, способный драться на высоте 13–14 километров. Самолет понадобился срочно. В конце 1943 года снова напомнила о себе та часть гитлеровской воздушной разведки, которая уже известна читателю под названием «группы подполковника Ровеля». Над Москвой стал регулярно появляться вражеский разведчик. Облегченный до предела, гитлеровский наблюдатель прилетал в одни и те же часы, на высоте, недоступной советским истребителям.

Увеличивая потолок, Лавочкин в 1944 году пошел двумя путями. Один из них был в значительной степени уже проторенным – Семен Алексеевич поставил на Ла-5ФН нагнетатель инженера Трескина, чтобы дать двигателю на высоте «искусственное дыхание». Зато второе решение было очень смелым – Ла-7 получил дополнительную реактивную установку С.П. Королева с жидкостно-реактивным двигателем РД-1ХЗ Валентина Петровича Глушко. Новый самолет с реактивным ускорителем назвали Ла-7Р.

Двигатель В.П. Глушко, спрятанный в фюзеляже Ла-7Р, был невелик – всего на 300 килограммов тяги. Но включенный на 2–3 минуты (больше не удавалось из-за малого запаса топлива), этот ускоритель не только увеличивал скорость полета, но и поднимал потолок. Включение ЖРД, не нуждавшегося в кислороде атмосферы, вместо «задыхавшегося» поршневого двигателя обещало ликвидировать высотный разрыв между вражеским разведчиком и советскими истребителями.

Но вступить в бой с вражеским разведчиком новый самолет Ла-7Р не успел. После того как летчик Московской ПВО подполковник Шолохов на специально переоборудованном для высотных полетов самолете Яковлева Як-9 обстрелял разведчика, немцы полеты прекратили.

И все же Ла-7Р был создан не зря. Машина многому научила и самого Семена Алексеевича и его сотрудников.

– Я в своей жизни испытал много всяких машин. Тридцать один самолет у меня на счету, – говорил Шиянов, – и все-таки наибольшее количество воспоминаний у меня от этой «штуки»…

Почти все беды, которые обрушил ЖРД на конструкторское бюро Болховитинова, выпали и на долю Лавочкина. Азотная кислота и здесь демонстрировала свою агрессивность. Проедала металл трубопроводов и баков, прожигала деревянную обшивку.

ЖРД был прожорлив. Ему требовалось много горючего. Пришлось перекомпоновать самолет. Центропланный бензобак заполнили азотной кислотой. Керосиновый разместили за пилотской кабиной. Запас бензина уменьшился, центровка самолета нарушилась. Чтобы сбалансировать машину, на подмоторную раму повесили дополнительный груз. Часть мощности основного поршневого двигателя отдали топливным насосам ЖРД. Время полета сократилось до 27 минут.

Как рассказывал руководивший испытаниями Ла-7Р Р.А. Арефьев, чистая прибавка скорости составляла более 100 километров в час («по тому времени это было здорово!»), а ЖРД устанавливался в хвосте и очень хорошо вписывался в самолет; пришлось лишь немного поднять горизонтальное оперение да сделать хвост чуть потолще.

Но успех дался недешево. Двигатель был строг и капризен. Подачу керосина и азотной кислоты приходилось дозировать очень точно и не менее точно поджигать смесь. Нарушение правил не проходило безнаказанно – «горшок», как фамильярно называли ЖРД в КБ, мог разлететься на куски. Особенно опасными были повторные запуски.

И вот настал час, когда Шиянов поднял машину в воздух. Сначала все шло отлично. Набрав высоту, Шиянов запустил реактивный двигатель. Услышав выстрел, он ощутил резкий толчок в спину и стремительное нарастание скорости.

– Тут произошло такое, – вспоминал Шиянов, – чего и предугадать никто не мог. Остатки азотной кислоты в двигателе и трубопроводах, испаряясь, засосались в фюзеляж, в кабину. Действие этих паров походило на фосген. Когда-то молодым красноармейцем, во время противохимической подготовки, я входил в облако с небольшой добавкой фосгена. Это было очень похоже. Вы кашляете, но для того, чтобы еще раз кашлянуть, нужно набрать воздух, а времени для этого нет. Кошмарное состояние!

Лицо горит. Слезы текут потоком. Видишь все очень смутно. Я, конечно, открыл фонарь, высунулся. От кашля немного избавился. Но как же, думаю, машину-то сажать? Ведь я ничего не вижу… Но все-таки посадил…

В самолете БИ азотную кислоту и керосин в камеру сгорания гнал сжатый воздух. На Ла-7Р топливные насосы вращал привод от поршневого двигателя. Под давлением до 50 атмосфер насосный агрегат гнал азотную кислоту. Этот хлопотный агрегат, опутанный бесчисленными трубками, конструкторы называли лапшой. В «лапше» оказалось чересчур много «перца». Во избежание недоразумений ее заключили в стальной герметичный ящик.

Лавочкин очень заботился о безопасности летчика. В прочные стальные чехлы удалось спрятать и трубопроводы с азотной кислотой. Но несмотря на дополнительные наружные трубы, никто не мог поручиться, что происшествий не будет, ведь трубопроводы тянулись через весь самолет.

Ла-7Р на каверзы не скупился. Однажды на старте лопнул один из трубопроводов, подающих азотную кислоту. Лопнул в тот миг, когда самолет, разбегаясь по аэродрому, уже оторвал хвост. Шиянов инстинктивно убрал газ. Мгновенно расстегнул ремни и решительным толчком вывалился из самолета. Одурманенный ядовитыми парами, он упал на крыло, свалился с него на бетон, а машина, пробежав немного по взлетной дорожке, остановилась сама собой.

Укрощение огня происходило со смертельным риском. Конечно, наибольшая опасность выпала на долю летчиков-испытателей, однако и инженеры не могли пожаловаться на недостаток рискованных ситуаций.

– Когда запускали жидкостно-реактивные двигатели, – рассказывал генерал Ефимов, – нужно было очень тщательно заполнить систему топливом. Ведь если в нее попадал воздух, мог произойти взрыв. За наполнением системы приходилось наблюдать, стоя в непосредственной близости от самолета (в то время многое еще не успели додумать).

Однажды это наблюдение проводил один из ближайших помощников Глушко. А кислота ему в глаз! Это надо было видеть! Это надо было слышать – жуткий крик. Мы только начинали работать с азотной кислотой, а он имел уже с ней дела далеко не первый год и отлично понимал, какими ужасными последствиями это чревато! Дело было зимой, но конструктор буквально с головой нырнул в ледяную воду и сразу же стал промывать глаза. Быстрота и самообладание спасли ему зрение.

Что говорить! Работа с ЖРД изобиловала опасностями, но Лавочкин прятал волнения. Он знал – настроение главного конструктора передается его сотрудникам и потому держался в высшей степени хладнокровно.

В наркомате интересовались положением дел с машиной. Телефон зазвонил, когда на испытательном аэродроме нужно было отрегулировать двигатель. Ждали двигателистов. Семен Алексеевич с присущим ему юмором ответил на звонок так:

– Машина готовится, немедленно пришлите представителей двигателистов, а то мои люди сами начали ковыряться в двигателе. Скоро мы взлетим на воздух.

– Мы дождались представителей, – вспоминает Г.А. Арефьев. – Они санкционировали правильность регулировки, а на воздух мы все-таки взлетели. В присутствии представителей. Правда, жертв не было, но поломали забор. Двигатель улетел вместе с забором…

Люди приспосабливаются к ситуациям, казалось бы, совершенно немыслимым. Привык к своим взрывчатым полетам и Шиянов. Он прилетал со слезящимися глазами, с воспаленным, в красных пятнах лицом, но выполнив полетные задания. Шиянов по опыту знал: самое главное – вытерпеть первые минуты. Потом, когда поток встречного воздуха продует фюзеляж, становилось легче.

Но привычка привычкой, а опасность от этого не уменьшалась. В одном из полетов, обрадованный тем, что шло все, как говорится, наилучшим образом, Шиянов включил двигатель вторично. Ох, лучше бы он этого не делал!

– Прогнал я площадку, – вспоминает Г.М. Шиянов. – Остановил двигатель. Здорово получилось. Отсекло мгновенно. Все как следует, так значит, думаю, надо еще разочек.

Сигнальные лампочки показывают, что все у меня нормально, что давление везде есть, что оба компонента подошли к выходным кранам. Даю я ручку пуска ЖРД. Знаю, получишь удар в спину и понесешься… А тут вдруг ничего нет. Быть может, времени прошло меньше секунды, а мыслей в голове пронеслось множество. В воздухе секунды длинные…

Не успел я сообразить, что же получилось, – страшенный взрыв сзади. Такой, со звоном в ушах! Машину мгновенно поставило вертикально. У меня прямо искры из глаз посыпались. Перегрузка не только больше эксплуатационной, но и больше расчетной. Как выяснилось потом, крыло деформировалось и в обшивке возникли трещины.

Машина вошла в авторотацию, сделала несколько восходящих бочек. Ручка мне по ногам. Я сообразил: произошел взрыв, там, где были рули, больше ничего нет. Расстегнул ремни, раскрыл фонарь. Собираюсь прыгать. Машина в это время шла боком. Посмотрел на землю и, это мне очень хорошо запомнилось, подумал, как жестко будет приземляться, ведь на дворе ноябрь и земля промерзла. Ох, думаю, будет неприятно, и инстинктивно схватился за ручку. Ее трясло со страшной силой. Но потянул, смотрю – машина немного управляется. Стоп, думаю, прыгать рано. Подобрал режим минимальной тряски – лечу. Попробовал – рулей слушается вяло, на большие углы не взбирается. Ноги шасси выпускаются. Решил – буду пытаться сажать…

Когда Шиянов посадил машину, картина открылась неприглядная. От рулей остались одни слезы.

Осмотрев самолет, Семен Алексеевич сказал:

– Вот, военные жалуются, что у машины мал запас рулей, а Шиянов ее совсем почти без рулей посадил.

Лавочкин, как всегда в трудную минуту, постарался пошутить. Но Глушко было не до шуток:

– Почему вы включили двигатель повторно? – спросил он Шиянова.

Немедленно погасив улыбку, Лавочкин сказал, опередив летчика-испытателя:

– Валентин Петрович, это моя вина. Такое задание летчику дал я.

Вскоре после того как вышло первое издание этой книги, я встретился с академиком В.П. Глушко и спросил о впечатлениях от работы с Лавочкиным.

«Работали мы дружно, – ответил Валентин Петрович. – Я с глубочайшим уважением вспоминаю нашу совместную работу. Она всегда была какой-то деловой. С ним было приятно работать и в трудные минуты и в хорошие. И запомнилась мне эта работа еще и потому, что фирма Лавочкина была первой, с которой пришлось связаться нашему КБ, когда ВВС поставили вопросе применении наших двигателей на конкретных конструкциях.

В нашем деле тогда возникало много трудностей. Для Семена Алексеевича понимание всех этих трудностей, равно как готовность оказать немедленную поддержку, очень характерны. Таким он и запомнился мне – человеком большой души».

Одновременно с «укрощением огня» решалась и другая, отнюдь не менее сложная и не менее драматичная по возникавшим ситуациям задача – «приручение воздушных струй». Достаточно, например, вспомнить о гибели Бахчиванджи. Никакого взрыва. Никакого всплеска взбунтовавшегося пламени. Бахчиванджи не пытался прыгать или открыть фонарь, не производил никаких внешне видимых действий, чтобы спастись. Летел самолет нормально, и вдруг пикирование и удар в землю.

Гибель Бахчиванджи – одна из многих загадок того времени. Случались эти загадки не только с пилотами реактивных самолетов. М.А. Тайц, крупнейший специалист по летным испытаниям, рассказывал, как на фронте, догоняя противника, пикируя, советские летчики встречались с необычным явлением. В большинстве случаев их доклады звучали так:

– Полетел, погнался, а управление заклинило – и ни тпру, ни ну. Машина пикирует. Управление заработало только у самой земли.

Летчикам казалось, что происходит чисто механическое заклинивание. На самом же деле управление «запирали» аэродинамические силы. Они возрастали так, что преодолеть их было невозможно даже самому сильному человеку. Это были первые симптомы грозного явления – волнового кризиса, более известного под именем звуковой барьер.

Незримые барьеры не раз приносили много бед авиации. Сначала самолету мешала недостаточная устойчивость. Потом настал черед штопора. А незадолго до второй мировой войны повышение скорости привело к флаттеру. Крыло самолета, успешно выдержавшее испытание на прочность, вдруг начинало трепетать и рассыпалось на куски. Происходило это явление очень быстро, как взрыв. Но то, с чем столкнулись ученые и инженеры, когда самолеты стали догонять звук, оказалось пострашнее флаттера…