емало случаев затягивания самолетов с прямыми крыльями в пикирование при скоростях полета, соответствовавших числу М>0,6.
Ла-160 «Стрелка» на аэродроме
Придание крылу стреловидности позволяло увеличить критическое число М, так как в этом случае местные скорости на крыле зависят не от скорости набегающего потока, а от ее составляющей, перпендикулярной передней кромки несущей поверхности. Эффект скольжения также снижал интенсивность изменения всех остальных аэродинамических характеристик крыла при возникновении местных сверхзвуковых зон.
Создание самолетов со стреловидными крыльями потребовало глубоких и разносторонних как теоретических, так и экспериментальных исследований. Пионерами в этой области прежде всего считаются немецкие аэродинамики. Приоритет Германии в создании самолетов с реактивными двигателями, в том числе и со стреловидными крыльями, затягивающими волновой кризис, бесспорен. Так же бесполезно затевать споры о влиянии немецкой школы аэродинамики на мировое самолетостроение. Именно достижения немецких специалистов стали той основой, на которой впоследствии родились околозвуковые самолеты, как за рубежом, так и в Советском Союзе.
Ла-160, проложив дорогу более скоростным машинам, так и остался в единственном экземпляре
Но нельзя принижать и роль отечественных специалистов. Еще в годы войны будущий академик В.В. Струминский, основываясь на теоретических исследованиях, показал, что на стреловидных крыльях система уравнений пограничного слоя расчленяется на две независимые группы. Первая определяет обтекание нормальных к передней кромке сечений крыла, вторая – его размах вдоль. В этом разделении и заключается, собственно говоря, эффект скольжения. Поэтому нормальные составляющие скорости набегающего потока и определяют критическое число Маха, означающее начало волнового кризиса. Эти же расчеты впоследствии привели к появлению у стреловидных крыльев аэродинамических перегородок (гребней) вдоль их хорды, препятствующих перетеканию воздушного потока вдоль размаха несущей поверхности и, как следствие, предупреждающих ранний срыв с ее концевых частей. Одновременно увеличиваются значения критических углов атаки и повышается эффективность элеронов.
Результаты исследований, в том числе и немецких специалистов, требовалось подтвердить экспериментально на моделях в аэродинамических трубах и выдать необходимые рекомендации конструкторам самолетов по аэродинамической компоновке стреловидных крыльев.
Первыми реактивный истребитель «160» со стреловидным крылом построили в Советском Союзе в ОКБ Лавочкина. Лишь более чем через два месяца похожая машина появилась в американском небе.
Разработка самолета «160» началась в 1946 году. Согласно требованиям, предъявлявшимся к самолету с двигателем РД-10ЮФ и вооруженному тремя пушками НС-23, были: максимальная скорость 950 км/ч на высоте 5000 м, подъем на эту высоту за 4,8 минуты, практический потолок – 12 000 м и дальность – до 900 км.
Но последующие расчеты на этапе эскизного проекта показали, что скорость у земли будет не менее 960 км/ч, а на высоте 5000 м – 970 км/ч, потолок возрастет на 200 м, а дальность полета на высоте 10 км со скоростью 630 км/ч увеличится с 900 до 1000 км. Правда, претерпело серьезные изменения вооружение: вместо трех орудий разместили два Н-37М калибра 37 мм.
Как следует из выводов макетной комиссии и эскизного проекта, утвержденных 6 июня 1947 года, «ВВС крайне заинтересованы в скорейшем исследовании самолетов со стреловидными крыльями на скорости свыше 1000 км/ч.
По материалам эскизного проекта установленный двигатель РД-10 не даст возможности выявить все преимущества самолетов со стреловидными крыльями.
В связи с этим комиссия считает необходимым поддержать предложение Лавочкина к замене двигателя РД-10 более мощным типа «Дервент» на втором экземпляре самолета».
Истребитель построили в июле 1947 года, но с парой орудий Н-37 и общим боекомплектом 60 патронов. Ла-160 отличался от предшественников прежде всего крылом стреловидностью 35 градусов, за что получил прозвище «Стрелка». Первый полет на нем и заводские испытания провел И.Е. Федоров.
С.А. Лавочкин и летчик-испытатель И.Е. Федоров
Достигнутая самолетом «160» скорость 1050 км/ч на высоте 5700 м (соответствует числу М=0,92) в полете со снижением не вызывала опасных изменений в его устойчивости и управляемости. Самолет не имел тенденций к непроизвольному сваливанию на крыло. В случае перетягивания ручки управления срыв носил благоприятный характер и сопровождался движением машины на нос без перехода в штопор, после чего она легко восстанавливала нормальный режим полета. Ла-160 так и остался в единственном экземпляре, а причиной этому стало приобретение в Англии более мощных турбореактивных двигателей. Но труд создателей «Стрелки» не пропал. Результаты экспериментальных исследований аэродинамических моделей и летные испытания истребителя позволили выработать рекомендации для конструкторов, создавших вскоре более совершенные машины МиГ-15 и Ла-15.
В Тушино на традиционном воздушном параде летом 1947 года зрители могли увидеть сразу три самолета ОКБ-301: «150», пилотируемый летчиком-испытателем НИИ ВВС А.П. Супруном, а также «156» и «160», в кабинах которых находились летчики-испытатели ОКБ С.Ф. Машковский и И.Е. Федоров. Это был финал первых реактивных, по сути экспериментальных, самолетов ОКБ-301 с трофейными ТРД. Но, несмотря на это, Лавочкин предпринял последнюю попытку создания истребителя с прямым крылом по отработанной реданной схеме, тем более что самолет Як-23 с аналогичной компоновкой разрабатывался в ОКБ-115.
Последний истребитель реданной схемы
Во второй половине февраля 1947 года с небольшим интервалом друг от друга вышли два постановления правительства о постройке реактивных двигателей «Нин I» и «Дервент V» и производстве самолетов с этими ТРД. Одновременно Министерству внешней торговли поручили закупить в Англии 15 ТРД «Нин» и 20 – «Дервент V». Подробней об этой истории вы узнаете чуть позже, а пока отмечу, что первым самолетом ОКБ-301 с импортным двигателем стал истребитель «174ТК».
Самолет «174» с тонким крылом и двигателем «Дервент-V»
В плане ОКБ-301 числилось три варианта истребителя «174» с различными крыльями. Заданием на разработку первого из них, «174ТК», предусматривалось, чтобы самолет с двигателем «Дервент V» развивал скорость до 970 км/ч как у земли, так и на 5000 м, поднимался на эту высоту за 2,5 минуты. Его практический потолок должен был быть не ниже 14 км, а дальность – до 1200 км. Вооружение – три пушки калибра 23 мм.
Кабина самолета «174ТК»
Позволю предположить, что для самолета «174ТК» использовали планер проекта «154», но с другими, более тонкими консолями крыла. Пришлось удлинить носовую часть фюзеляжа для размещения более толстого двигателя «Дервент V» с центробежным компрессором и увеличить хвостовое оперение.
Как и прежде, самолет поднимал в воздух И.Е. Федоров.
Сравнение машины Як-23, вышедшей на летные испытания на полгода раньше Ла-174ТК, показывает, что при одном и том же двигателе конструкторам ОКБ-301 удалось получить максимальную скорость почти на 50 км/ч больше. При этом предельное число М в горизонтальном полете достигло 0,86 (у Як-23 – 0,807). Большего можно было достигнуть только путем чрезмерного повышения тяговооруженности самолета.
А.С. Яковлев опередил Лавочкина. В итоге Як-23 строился серийно, а Ла-174ТК остался в единственном экземпляре. Но работа по машине «174ТК» не пропала даром, поскольку лишь тонкие крылья обеспечивали достижение высоких сверхзвуковых скоростей полета. Самолет же долгое время использовался в качестве летающей лаборатории для различных исследований.
Растаявшая надежда
Как известно, лишь две страны занимались разработкой боевых самолетов с ЖРД – Советский Союз и Германия. Делалось это не от хорошей жизни, а из-за призрачной идеи массового и дешевого перехватчика. Однако опыт показал обратное. Кто бы ни брался за создание подобной машины, все кончалось неудачно. Хотя и были исключения, например, Ме-163 да экспериментальные самолеты США. Не миновало этого направления и ОКБ-301.
В 1946 году началась разработка ракетного перехватчика «162» с двухкамерным ЖРД Л.С. Душкина РД2М-3В, предназначавшегося для защиты гражданских и военных объектов. Наведение перехватчика предполагалось осуществлять по радио с земли, а на завершающем этапе – с помощью бортовой РЛС. Разбег самолета должен был происходить на сбрасываемой двухколесной тележке, а посадка – на выпускавшуюся из фюзеляжа лыжу и хвостовое колесо.
Когда началось проектирование перехватчика, интернированные в СССР немецкие специалисты доводили ракетный самолет «346» и отчет с результатами испытаний этой машины передали в распоряжение ОКБ-301. Но отечественный проект сильно отличался от немецкого, и прежде всего прямым крылом. Его вооружение включало шесть турбореактивных снарядов (такое название связано не с турбореактивным двигателем, а со стабилизацией снаряда вращением) ТРС-82 конструкции Победоносцева в трубчатых направляющих, называвшихся реактивными орудиями РО-82 и располагавшихся внизу носовой части фюзеляжа.
Общий вид и макет самолета «162»
Расчеты показали, что при стартовом весе 5000 кг его максимальная скорость на 5000 м достигнет 1100 км/ч (М=0,962), а время подъема на эту высоту – 2,5 минуты, потолок – 18 км. Последнее потребовало герметичной кабины. При работе ЖРД на режиме минимальной тяги продолжительность полета на высоте 3000 м ожидалась не менее 20 минут. О достижении подобных высотно-скоростных характеристик с использованием ТРД в те годы и говорить не приходилось. Но дальше постройки макета машины дело не пошло. Причина, на мой взгляд, заключалась в приобретении английских ТРД «Дервент V» и «Нин», открывших новые возможности для создания отечественных реактивных самолетов.