Исследование обтекания «Стрелы» на наземном стенде. Апрель 1938 г.
Чтобы разобраться в причинах боковой неустойчивости, провели наземный эксперимент. Самолёт подвесили на тросах так, чтобы он мог свободно колебаться вокруг продольной оси, а перед ним установили мотор АМ-34, который обдувал «Стрелу» потоком со скоростью около 120 км/ч. Для визуализации обтекания к верхней поверхности крыла и вертикальному оперению прикрепили ленточки. В результате эксперимента было сделано верное предположение, что создаваемые крылом малого удлинения вихри создают знакопеременные нагрузки на вертикальное оперение, а это вызывает крены самолёта[245]. Позднее такие колебания в авиационной литературе получили название «голландский шаг» — так же в развалку ходили не привыкшие к земной тверди голландские моряки.
Последний полёт Рыбко выполнил 20 апреля с Центрального аэродрома. Снег уже сошёл и «Стрелу» установили на колёса. Самолёт стал быстрее набирать скорость и высоту, длина разбега сократилась с 300 до 250 м. Полёт продолжался 20 минут, была достигнута высота 1200 м. Скороподъёмность составила 4,5 м/с. Самым трудным этапом была посадка — из-за необходимости лететь на большом угле атаки пилот практически не видел земли. К тому же необычно большой была скорость планирования: 12–13 м/с.
Проект скоростного истребителя-перехватчика русского эмигранта аэродинамика М.Е. Глухарева, созданный им в США в 1939 г. В пояснении к проекту Глухарев писал, что выбранная им форма крыла обеспечит «значительную задержку в проявлении эффекта сжимаемости воздуха. Форма аппарата является наиболее подходящей для очень больших скоростей».
Краткие итоги незаконченных испытаний приведены в Техническом отчёте о работе ЦАГИ за пер вое полугодие 1938 г.: «Отработаны разбег, взлёт, набор высоты, горизонтальный полёт, посадка с мотором, продольная устойчивость и устойчивость пути. При взлёте и на горизонталях обнаружены поперечные колебания самолёта апериодического характера. При взлёте лётчик бросал ручку; при этом самолёт, получивший неуправляемый угол крена 10–12 градусов, возвращался в начальное положение. Наличие поперечных колебаний служит препятствием для окончания лётных испытаний»[246].
Было рекомендовано использовать и центральный киль, и вертикальные шайбы на концах крыла, а также принять меры для улучшения обзора из кабины при взлёте и посадке. Самолёт отправили в Воронежский авиатехникум для доработок, чтобы в июле 1938 г. провести повторные испытания. Одновременно с испытаниями «Стрелы» в ЦАГИ проводили аэродинамические исследования её скоростного варианта с двигателем «Испано Сюиза», 860 л.с. Для улучшения обзора кабину переместили вперёд, а двигатель — назад, вал к винту проходил в туннеле между ног лётчика. Удлинение крыла было увеличено с 0,96 до 2,9[247].
В ОКБ Москалёва «Стрелу» модифицировали. Но проливные дожди сделали воронежский аэродром непригодным для полётов, и приехавший в июле из Москвы Рыбко не смог испытать самолёт. В мемуарах Москалёва сказано, что позднее на «Стреле» несколько раз летал Гусаров, была достигнута максимальная скорость 343 км/ч[248]. Однако к этому времени в руководстве потеряли интерес к «треугольному самолёту». Из-за малой подъёмной силы узкого крыла он уступал в манёвренности и потолке обычным самолётам, а заметных преимуществ в скорости при использовании поршневого двигателя треугольное крыло не давало. 8 декабря 1938 г. был подписан акт о закрытие работ по теме «Стрела», а сам самолёт уничтожили. А.С. Москалёв не возражал, понимая, что время скоростных треугольных «бесхвосток» ещё не пришло.
Проект «РМ».
В годы Великой Отечественной войны в СССР появились работоспособные образцы жидкостных ракетных двигателей (ЖРД), и А.С. Москалёв вновь вернулся к идее самолёта с треугольным крылом малого удлинения. Созданный им на основе прежних разработок проект истребителя «РМ» (САМ-29) с двухкамерным ЖРД Л.С. Душкина РД-2М-ЗВ тягой 1500 кгс по расчётам конструктора должен был развивать скорость 2200 км/ч — в два раза больше, чем скорость звука!
В докладной записке на имя Народного комиссара авиационной промышленности А.И. Шахурина (1945 г.), Москалёв писал:
«Проект наиболее полно и правильно решает задачи получения звуковых и сверхзвуковых скоростей с точки зрения аэродинамики, прочности и безопасности полёта: самолёт „РМ“ имеет совершенную аэродинамическую форму… являясь, по существу, крылом без всяких надстроек и фюзеляжа (кроме киля), с относительно тонким профилем дужки; форма самолёта-крыла обеспечивает минимальный вес конструкции, вибропрочность, продольную устойчивость, управляемость и отсутствие „скоростного бафтинга“ (вибрации хвостового оперения. — Д.С.).
…Предварительные расчёты и опыт зарубежного самолётостроения, нащупывающего схемы, близкие предлагаемой мною, убеждают в целесообразности и необходимости форсированной постройки опытного экземпляра самолёта, т. к. естественно предположить появление за рубежом в ближайшее время самолётов аналогичных схем»[249].
На этот раз предлагаемая Москалёвым схема уже соответствовала техническим возможностям эпохи. Но идея вновь не получила поддержки: «постройка реактивного самолёта по предложенному т. Москалёвым проекту представляла собой несомненный риск, без ясной перспективы на положительные результаты», — сказано в заключении МАП[250]. В результате сверхзвуковые «бесхвостки» появились на вооружении не у нас, а в других странах — США, Франции, Швеции.
Лучшая советская «бесхвостка»
Самолёты для полётов в стратосферу были основной, но не единственной темой Бюро особых конструкций. Там также создали экспериментальный двухместный самолёт схемы «бесхвостка» БОК-5 с двигателем М-11. Он проектировался как прототип бесхвостого бомбардировщика БОК-6 с двумя моторами М-34, включённого в план работ Бюро особых конструкций[251]. Бомбардировщик так и не построили, а БОК-5 прошёл весь цикл испытаний и оказался очень удачной машиной.
Проектирование БОК-5 началось в середине 1930-х годов с учётом опыта успешной модификации силами БОК «бесхвостки» Черановского БИЧ-7. Строили самолёт на заводе № 35 в Смоленске (ведущий инженер Фокин).
Так же, как БИЧ-7А, БОК-5 представлял собой моноплан с низкорасположенным крылом, тянущим винтом и однокилевым вертикальным оперением. Но на этом сходство заканчивалось.
Макет бомбардировщика БОК-6.
Крыло БОК-5 имело форму трапеции со стреловидностью передней кромки 28°. Профиль — ЦАГИ-890 с относительной толщиной 15 %. Задняя часть крыла по всей длине была поворотной и выполняла функцию переставного горизонтального стабилизатора. С помощью специального штурвала и червячной передачи лётчик мог поворачивать её на угол от +3° до -5°, регулируя балансировку самолёта и усилия на ручке управления. К этому своеобразному стабилизатору крепились подвесные рули высоты и элероны. Конструкция самолёта была из дюралюминия, крыло и рули обтянуты полотном. Чтобы уменьшить лобовое сопротивление, головки цилиндров двигателя закрыли кольцевидным обтекателем. Шасси — неубирающееся, с резиновой пластинчатой амортизацией, как на У-2. Двигатель М-11 мощностью 100 л. с.
Заводские испытания БОК-5, проводившиеся совместно с НИИ ВВС, проходили в 1937 г. Начало было неудачным: во время пробежки по аэродрому самолёт внезапно развернуло и он опрокинулся. После того, как хвостовой костыль сделали управляемым, проблем на земле больше не возникало. Началась стадия полётов.
Первый вылет совершил лётчик-испытатель НИИ ВВС И.Ф. Петров 31 августа. Затем на самолёте летали М.А. Нюхтиков, П.М. Стефановский, П.Я. Федрови и другие.
Схема БОК-5.
На аэродроме в Тушино перед взлётом. 1937 г.
До конца сентября выполнили 65 полётов общей продолжительностью 20 часов 42 минуты, лётных происшествий не было. Общее впечатление оказалось весьма положительным. «Самолёт-бесхвостка БОК-5 обладает от личной устойчивостью и управляемостью, простой в пилотировании и доступен лётчикам средней и даже ниже средней квалификации», — говорилось в отчёте по испытаниям[252]. Далеко не каждый самолёт обычной схемы удостаивался такой оценки.
Были, конечно, и недостатки. Лётчики высказали пожелание увеличить эффективность руля направления и сделать более эластичной амортизацию шасси. Сильная вибрация мотора в полёте помешала провести испытания на высший пилотаж.
БОК-5 на совместных испытаниях. Необычная окраска самолёта связана с тем, что его готовили к показу на празднике в День авиации.
На следующий год Чижевский представил военным новый экземпляр БОК-5. Он отличался возросшей на полметра длиной фюзеляжа и увеличенной площадью руля направления. Площадь элеронов, наоборот, уменьшили, чтобы сделать управление более гармоничным. Несмотря на то, что кольцевой обтекатель двигателя сняли, вес конструкции возрос на 32 кг.
16 августа 1938 г. БОК-5 продемонстрировали начальнику ВВС А.Д. Локтионову, а два дня спустя самолёт принял участие в воздушном параде в Тушино в честь Дня авиации, где на нём совершили три полёта. Затем машину передали в НИИ ВВС для государственных испытаний. Они продолжались до 19 сентября, было сделано 37 полётов.
Оборудование кабины во время испытательных полётов.
БОК-5 с удлиненным фюзеляжем на государственных испытаниях 1938 г.
Поворотная часть крыла и рулевые поверхности.