Между прошлым и будущим
Между прошлым и будущим
Альтернативой ЖРД могли стать прямоточные воздушно-реактивные двигатели (ПВРД). В отличие от первых им не требовался бортовой запас окислителя. Если учесть, что эти жидкости (за исключением жидкого кислорода) очень агрессивны и токсичны, то эксплуатация ВРД значительно упрощалась. Вдобавок общий вес силовой установки и горючего уменьшался, а продолжительность полета возрастала. Но «прямоточек», готовых к установке на самолеты, еще не было, а те, что имелись, требовали длительной доводки.
В годы войны разработкой ПВРД в СССР занимались небольшие конструкторские группы во главе с И.А. Меркуловым и М.М. Бондарюком. Первый отрабатывал ДМ-4 на истребителе Як-7Б, а ВРД-1 Бондарюка предстояло исследовать на летающей лаборатории ЛаГГ-3 выпуска 1942 года с мотором М-105ПФ. На принципе работы ПВРД останавливаться, думаю, не надо, он достаточно описан в литературе. Отметим, что исследованный ВРД-1 имел длину 2,15 метра и диаметр диффузора 0,14 метра при весе 16 кг. О величине тяги двигателя ничего не известно, но напомним, что она напрямую связана со скоростным напором воздуха на его входе.
Самолет «164» с ПВРД-430
Перед началом летных испытаний ПВРД несколько раз пытались запустить на земле, используя в качестве вентилятора еще один ЛаГГ-3. Однако неравномерность поля скоростей воздушного потока и недостаточный скоростной напор позволили сделать это лишь дважды, при этом определить параметры двигателя не удалось.
Летные исследования двигателей, проходившие в августе 1942 года, проводил летчик-испытатель Г.А. Мищенко. Прирост скорости при включении ПВРД получился небольшой, около 15 км/ч. Поскольку задача получения максимальной скорости при включении ПВРД не ставилась, то и требования к аэродинамике узлов его крепления к крылу, «съедавших» 35–40 км/ч, не предъявлялись. Полеты показали, что до установки ПВРД на боевой самолет необходимо обеспечить устойчивое горение топлива с автоматическим регулированием состава смеси и запуск ПВРД на больших высотах.
ПВРД-430 под крылом самолета «164»
Исследования и разработка новых двигателей ПВРД-430 Бондарюка (ВРД-430 диаметром 430 мм) затянулись почти на два года. Весной 1944 года сначала прорабатывался вариант установки пары таких двигателей на самолет «120», а затем на истребитель «126», получивший обозначение «164».
Летные испытания последнего начались в июне 1946 года. За два месяца с небольшим А.В. Давыдов и А.А. Попов совершили на самолете «164» 34 полета и в 30 из них запускали ПВРД. Надежность усовершенствованных двигателей хоть и возросла, но они по-прежнему давали сбои в работе и требовали доводки. В то же время улучшение аэродинамики узлов сопряжения прямоточных двигателей с крылом в совокупности с возросшей их тягой позволило довести прирост скорости по сравнению с самолетом с отключенными ПВРД до 104–109 км/ч в зависимости от высоты полета. По отношению к самолету без дополнительных двигателей этот прирост был в пределах 62–64 км/ч.
По сравнению с летающей лабораторией ЛаГГ-3 это был существенный прогресс, тем более что имелась возможность еще немножко снизить лобовое сопротивление комбинации крыла и силовой установки. Простота эксплуатации машины очень подкупала, да и пилотажные характеристики с работающими ускорителями остались, как и у самолета «126». Все это послужило поводом для рекомендаций по установке ВРД-430 на перспективный истребитель «130», который впоследствии получил обозначение «138».
Самолет «164» с ПВРД-430
В соответствии с постановлением Совета Министров СССР самолет «138» должен был развивать максимальную скорость у земли 660 км/ч (590 км/ч с отключенными ПВРД) и 760 км/ч на высоте 6400 м (660 км/ч – без ПВРД), набирать 5000 м за 6 минут. При этом его дальность должна быть не менее 1100 км в полете на высоте 1000 м, а длина разбега и пробега – в пределах 450 метров.
Самолет еще был на бумаге, а в мае 1947 года по приказу министерства для участия в воздушном параде Лавочкина обязали закончить летную отработку двух экземпляров самолета «138» и подготовить их к 27 июля. Одновременно директору завода № 21 предписывалось к тому же оборудовать еще десять Ла-9 реактивными ускорителями РД-430.
Самолет «138»
Вес пустого самолета при неизменном пушечном вооружении возрос почти на 200 кг.
Попытка объединить в самолете «138» дальность поршневого и скорость реактивного истребителей не дала желаемого результата. Дальность действительно получилась неплохая, но скорость оставляла желать лучшего. По расчету «прямоточки» Бондарюка развивали тягу 220 кгс у земли при скорости набегающего потока воздуха около 700 км/ч. В действительности она была меньше, поскольку с такой скоростью самолет «138» не летал. По сравнению с Ла-9 скорость на высоте 3000 метров выросла лишь на 45 км/ч, хотя ожидалась добавка 70—100 км/ч, но при выключенных ПВРД она оказалась на 60–80 км/ч. При всех работающих двигателях дальность полета не превышала 112 км (при нормальном полетном весе), а продолжительность – 10 минут.
ПВРД-430 под крылом самолета «138»
Заводские летные испытания самолета «138», завершившиеся в сентябре 1947 года, показали, что истребитель «138» мог бороться с бомбардировщиками В-29 и В-50, в том числе и при преследовании. Но в поединке с истребителями противника, как поршневыми, так и реактивными, его шансы были невелики. И хотя ПВРД так и остались в разряде экспериментальных, опыт, накопленный при их проектировании и доводке, не пропал и впоследствии был использован для создания более мощных двигателей, в том числе и для беспилотной мишени Ла-17.
Самолет «138»
Другим направлением развития комбинированных силовых установок стало применение на Ла-9 двух пульсирующих воздушно-реактивных двигателей (ПуВРД) Д-10 и Д-13 конструкции В.Н. Челомея и предназначавшихся для крылатых ракет (по терминологии 1940-х годов – самолетов-снарядов), аналогов немецких ФАУ-1. Чья это была идея и на что рассчитывали ее авторы, сказать трудно, поскольку в противоположность ПВРД с ростом скорости тяга ПуВРД падает и от их применения можно было ожидать лишь политический эффект, связанный с огромным уровнем шума, создаваемым при их работе.
Самолет «138»
Двигателями Д-10 тягой по 200 кгс каждый сначала оснастили учебно-тренировочные истребители Ла-7. Первый этап заводских испытаний, завершившихся в августе 1946 года, показал, что на высоте 3000 м скорость возросла на 119 км/ч по сравнению с машиной с неработающими ПуВРД. При этом максимальную скорость определить не удалось из-за ограничений по скоростному напору, связанных с прочностью самолета. Да и самолет из-за ветхости вскоре списали, продолжив исследования на цельнометаллическом Ла-9. Но в это же время двигателями Д-10 оснастили три спарки Ла-7, предназначавшиеся для воздушного парада 1947 года. Но налогоплательщик их так и не увидел. В ноябре 1945 года испытания продолжили. Ведущим летчиком по этой машине был Н.В. Гаврилов. Но дальше опытов дело не пошло.
Ла-9 с пульсирующими воздушно-реактивными двигателями В.Н. Челомея
Специально для Ла-9 завод № 51 изготовил доработанные двигатели, получившие обозначение Д-13. Это же предприятие оснастило ими 12 истребителей. Дополнительные двигатели подвешивались на пилонах, крепившихся к усиленным нервюрам консолей крыла. При этом модифицировали топливную систему самолета, горизонтальное оперение и усилили крепление капотов поршневого мотора. Одновременно сняли бронеспинку и две пушки, а для сохранения центровки к редуктору АШ-82ФН прикрепили 60-килограммовый груз. Внесли ряд изменений и в оборудование машины.
В таком виде группу Ла-9 продемонстрировали руководству страны и общественности в Тушино 3 августа 1947 года. Пилотировали самолеты летчики-испытатели НИИ ВВС В.И. Алексеенко, А.Г. Кубышкин, Л.М. Кувшинов, А.П. Манучаров, В.Г. Масич, Г.А. Седов, П.М. Стефановский, А.Г. Терентьев и В.П. Трофимов.
После воздушного парада один из этой дюжины Ла-9 (Ла-9РД) проходил испытания в НИИ ВВС с 21 ноября 1947-го по 13 января 1948 года. Ведущим летчиком-испытателем был И.М. Дзюба. Облетала машину и лет– чик-испытатель Ольга Владимировна Ямщикова. Прирост скорости при включении вспомогательных двигателей по сравнению с «чистым» Ла-9 составил 70 км/ч, установка же ПуВРД «съедала» до 57 км/ч. Летчики отмечали сильные вибрации и шум при включении ПуВРД. Подвеска двигателей ухудшила маневренные и взлетно-посадочные характеристики самолета. Запуск двигателей был ненадежным, резко снижалась продолжительность полета (из-за большого удельного расхода горючего ПуВРД), усложнялась эксплуатация.
Проведенные работы принесли пользу лишь при отработке двигателей, предназначавшихся для крылатых ракет. Самолеты, участвуя в воздушных парадах, своим грохотом производили сильное впечатление лишь на публику.
В 1943 году в ЦАГИ рассматривалось несколько вариантов истребителей с мотокомпрессорными воздушно-реактивными двигателями (ВРДК). Был среди них и Ла-5ВРДК, но он, как и все остальные проекты, предлагавшиеся в институте, лишь проложил дорогу к самолетам И-105 П.О. Сухого и И-250 А.И. Микояна.
Так завершилась история с полуреактивными истребителями С.А. Лавочкина, ушедшими в прошлое вместе с поршневыми двигателями. А сами самолеты оказались на границе между прошлым и будущим авиации.
Данный текст является ознакомительным фрагментом.