История советских турбореактивных двигателей и, следовательно, первых проектов самолетов с реактивными двигателями начинается в 1937 году — фактически это было первое советское предложение по реактивному самолету. Двигатель был изготовлен Б. С. Стечкиным в 1929 году. Чтобы понять, что произошло после 1945 года, стоит сделать краткий обзор того, что происходило в предшествующие годы.
Первый подробный проект советского реактивного двигателя был составлен Архипом Люлькой в Харьковском авиационном институте (КлиАл) на Украине и назывался РТД-И (ракетный турбореактивный двигатель): он использовал центробежный компрессор и был рассчитан на выдачу 4,9 кН статической тяги.
В то же время проект истребителя КлиАИ-2 был разработан на базе этой силовой установки и должен был развивать максимальную скорость 900 км/ч (559 миль в час). Над макетом истребителя вместе с Люлькой работал студент ХАЛА А. П. Еременко. Хотя на ученый совет института это не произвело впечатления, Люльке порекомендовали представить проект чиновникам в Москве. Там профессор В.В. Уваров, специалист, возглавлявший исследования по турбовинтовым двигателям, оценил статьи и дал проекту высокую оценку.
Для воплощения истребителя в жизнь было недостаточно ресурсов, но проект может претендовать на звание одного из первых в мире проектов самолетов с реактивным двигателем.
В 1938 году Люлька перешел в СКБ-1 (Особое конструкторское бюро № 1), базировавшееся на Кировском заводе в Ленинграде (ныне Санкт-Петербург), и в следующем году начались работы над 5,1 кН тяговым двигателем РД-1 с осевым компрессором (не путать этот двигатель с более поздним ЖРД, получившим такое же обозначение). Прогресс был быстрым, и к маю 1941 года было изготовлено около 70% компонентов первого РД-1, камера сгорания и турбина проходили стендовые испытания, шло строительство компрессора. К сожалению, вторжение Германии в Россию 22 июня заставило прекратить работу, прежде всего потому, что этот силовой агрегат считался малоценным. Когда немецкие войска подошли к Ленинграду, изготовленные компоненты двигателя были законсервированы и спрятаны на территории Ленинградского завода, где они оставались до 1944 года.
Это стоило Советскому Союзу драгоценного времени в гонке по разработке реактивного самолета. Однако к концу февраля 1942 года командование ВВС настояло на возобновлении работ по разработке реактивного двигателя, и в августе коллектив Люльки вернулся к работе, на этот раз на заводе № 293 в Свердловске (теперь переименованном в Екатеринбург). Здесь они предложили реактивный двигатель с турбокомпрессором, который должен был обеспечивать тягу 14,7 кН при массе 700 кг.
Гудков Гу-ВРД
В 1943 году Михаил Гудков приступил к проектированию истребителя Гу-ВРД, который должен был оснащаться единственным экземпляром новейшего двигателя Люльки, установленного в «ступенчатом» фюзеляже. Как и многие ранние конструкции реактивных самолетов во всем мире, на самом деле это был планер поршневого истребителя, оснащенный двигателем вместо поршневого агрегата, но Гудков ранее работал с С.А. Лавочкиным над поршневым ЛаГГ-3 и знал, что делает Ли. Двигатель Гу-ВРД располагался в нижней части фюзеляжа позади носовой части, что при виде сбоку давало «ступеньку» за соплом двигателя, после чего задняя часть фюзеляжа имела гораздо меньшее поперечное сечение; как мы увидим, эта схема должна была использоваться другими советскими реактивными истребителями первого поколения. Гу-ВРД был одноместным, имел носовой воздухозаборник и колесную ходовую часть, вооружен одной 20-мм пушкой ШВАК и одним 12,7-мм пулеметом БС; внутренняя загрузка топлива составляла 400 кг, расчетная дальность полета 700 км, а время подъема на высоту 5000 м составляло 1,39 минуты.
10 марта проектная документация была представлена официальным кругам, но после рассмотрения в Совете Народных Комиссаров она была отклонена просто потому, что считалось, что подходящего двигателя, дающего требуемую мощность, на самом деле не будет в наличии. Один из чиновников И. Сафронов писал 17 апреля: «Видимо, самолет будет лететь с заявленной скоростью, но проблема в том, что на сегодняшний день двигателя нет, есть только имя его конструктора». Так, из-за задержек с двигателем Люльки Гу-ВРД так и не был построен, а к моменту завершения работ над силовым агрегатом Люльки ОКБ Гудкова было расформировано. ВРД расшифровывается как «Воздушно-реактивный двигатель». В презентации Гудкова также отмечалось, что он работает над скоростным бомбардировщиком с двумя двигателями Люльки с тягой 14,71. Его расчетная взлетная масса составляла 6500 кг, максимальная скорость не менее 780 узлов в час (485 миль в час) на высоте 1969 футов и дальность полета не менее 1200 км .
Весной 1943 года Люлька и его команда переехали в Москву, а 20 мая специалисты Наркомата оценили его новый двигатель и пришли к выводу, что он недостаточно доработан, поэтому вероятность появления прототипа была явно невелика. В результате, чтобы помочь в общей разработке этой новой двигательной установки, Центральный институт авиационного моторостроения (ЦИАМ) в августе следующего года создал лабораторию исследования реактивных двигателей под руководством Люльки.
Лавочкин Ла-ВРД
Несмотря на то, что полноценного реактивного двигателя в СССР еще не существовало, авиаконструкторы страны к этому времени проявляли большой интерес к этому двигателю. Отделение МОСКДВ ОКБ имени Лавочкина на авиазаводе №81 завершило чертеж проекта истребителя Ла-ВРД. Он имел двухбалочную компоновку (с цельнометаллическим крылом) и был одним из немногих проектов реактивных самолетов в мире, в которых использовался этот двигатель.
Проект Лавочкина с самого начала проектировался как реактивный самолет и имел привлекательную компоновку. Проектированием руководил Семен Алексеев, ближайший помощник Лавочкина, которому очень понравилась двухбалочная конструкция, поскольку он использовал ее в более ранней серии исследований поршневых истребителей. Однако, судя по всему, большую часть работы по созданию проекта проделал В. Р. Ефремов. В Ла-ВРД также были включены рекомендации ЦАГИ и данные, относящиеся к проектированию высокоскоростных самолетов, информация, на которую опирался конструкторский коллектив при разработке общей схемы; у него также была герметичная кабина. Двигатель, выбранный для Ла-ВРД питался от боковых воздухозаборников и использовал трехопорную ходовую часть с основными колесами, убиравшимися назад в стрелы. В передней части каждой стрелы размещалось по одной 23-мм пушке, а двигатель размещался в коротком основном фюзеляже с хвостовой частью, расположенной над уровнем истечения реактивной струи. Ожидалось, что La-VRD достигнет высоты 5000 м за 2,5 минуты, будет иметь практический потолок 15000 м и дальность полета (при максимальной скорости и уровне моря) 140 км. В конце года первый экземпляр С-18 для стендовых испытаний был готов, а это означало, что проект Ла-ВРД был приостановлен.
Тем временем Советский Союз узнал, что немцы действительно имеют на вооружении реактивные самолеты, а также была получена информация о прогрессе, достигнутом в британских и американских реактивных программах. В январе 1944 года немецкий штабной водитель Франц Ваммбнн был взят в плен советской армией и сообщил, что на самом деле он был инженером, работавшим на авиационном заводе Хейнкеля. Он сообщил, что немецкие реактивные двигатели и самолеты уже проходят летные испытания. Кроме того, в апреле 1944 года на авиазаводе Bell в Америке двум советским инженерам, Кочеткову и Супркону, был продемонстрирован американский реактивный истребитель YP-59. По правде говоря, в России до сих пор не было отечественных турбореактивных или реактивных самолетов, поэтому руководство страны предприняло шаги, чтобы восполнить этот пробел и попытаться догнать своих союзников и врагов. В феврале 1944 года ГКО (Государственный комитет обороны) создал Научно-исследовательский институт НП-1, объединивший группы инженеров, работавших над различными видами «реактивных» двигателей, а Люльке было поручено руководить турбореактивным отделом института.
Первым шагом была передача всех компонентов и документов РД-1 из Ленинграда в НП-1, но выяснилось что двигатель, по сравнению с зарубежными разработками, будет уступать по тяге и характеристикам. 22 мая 1944 года ГКО издало постановление, которым предусматривалось, что Люлька должна изготовить к 1 марта 1945 года турбореактивный двигатель тягой 12,2 кН. Ответом Люльки стал готовый в начале ТРД С-18. Год выпуска 1945 года. Он имел восьмиступенчатый осевой компрессор, а «летающая» версия позже получила обозначение TR-1, работы над которым проводились в первые месяцы 1946 года, а первый стендовый запуск состоялся в июле. Испытания показали, что TR-l давал максимальную тягу 12,7 кН. Весной 1947 года был разработан новый турбореактивный двигатель ТР-2. Он обеспечивал номинальную тягу 22,0 кН и максимальную 24,5 кН. Было построено четыре двигателя, но в следующем году разработка этого двигателя была отменена, поскольку теперь началось серийное производство РД-45 (советская копия британского «Нене»).
Окончание войны существенно изменило ситуацию. Реактивные самолеты и реактивные двигатели из Германии, а также целые заводы, специализировавшиеся на производстве реактивных самолетов, попали в руки Советской Армии, и с марта 1945 года Особое главное управление Наркомата авиационной промышленности начало прочесывать Германию в поисках оборудования и техники для отправки из Германию в СССР. Это включало в себя специальные поиски реактивных самолетов и двигателей, а также их документов, а позже тем же летом Государственный комитет обороны издал постановление, призывающее к оценке результатов научных исследований реактивных самолетов; также потребовало дальнейших испытаний трофейных реактивных самолетов, а также копирования и производства BMW 0C3A
В 1945 году НЛЛ-1 и ЦЛАМ проходили стендовые испытания немецких двигателей и к концу года немалое количество агрегатов было доставлено в Советский Союз. Jumo 004 был также скопирован как РД-10 под руководством В.Я. Климова и BMW 003A как РД-20, а несколько модернизированных версий и более совершенных разработок обоих типов в конечном итоге были произведены Советским Союзом.
Тем не менее, несмотря на достигнутый прогресс, было ясно, что качество немецких двигателей отставало от мировых стандартов того времени и их применение вообще рассматривалось как временная мера. 6 апреля 1946 Иосиф Сталин провел в Кремле совещание, на котором обсуждалось состояние развития реактивной авиации в Советском Союзе. Отечественные разработки отставали от зарубежных разработок, и, чтобы улучшить ситуацию в краткосрочной перспективе, было решено попытаться получить самые совершенные доступные самолеты. Великобритания казалась лучшим партнером в этом отношении, поскольку в то время она была мировым лидером в разработке турбореактивных двигателей. После окончания войны отношения между Москвой и Лондоном охладились, но страны по-прежнему оставались союзниками.
Советская разведка сообщила, что реактивные двигатели Rolls-Royce Derwent 5 и Nene 1 — типы, к которым советские специалисты проявляли наибольший интерес, — запущены в серийное производство и устанавливаются на истребители Gloster Meteor и de Havilland Vampire (на самом деле советская разведка отчасти по ошибке, Nene устанавливался лишь на несколько Vampires, а стандартным двигателем был de Havilland Goblin). Эти силовые агрегаты показали ряд преимуществ перед немецкими двигателями — более длительный срок службы, более высокую тягу и тому подобное — и было решено попытаться приобрести несколько примеров. В установленный срок Rolls-Royce согласился поставить десять Nenes и десять Derwents, а последующие заказы зафиксировали общее количество отправленных 25 Nenes и 30 Derwents. Они также были скопированы как РД-45 и РД-500 соответственно и нашли хорошее применение в различных новых конструкциях истребителей и бомбардировщиков. СССР также попытались закупить небольшое количество «Метеоров» которые тогда считались лучшими представители своего типа в мире. 14 января 1947 года Совет Министров СССР издал постановление о закупке по три экземпляра каждого экземпляра, и советское торговое представительство в Лондоне начало переговоры с Gloster и de Havilland, но экспортная лицензия так и не была выдана. Следующим реактивным двигателем советской конструкции после этих событий стал Климов ВК-1, разработка которого началась в середине 1990-х гг.
Однако в то время бюро Климова располагало очень ограниченной информацией о Нене, в основном это были статьи и описания, опубликованные в западных журналах, а также несколько фотографий, включавших продольный разрез. При этом спецификация запрашивала тягу 2S,4кН: то есть примерно на 20% выше, чем у Nene. После поступления в СССР первых британских двигателей конструкция ВК-1 была модифицирована, и первый образец был готов к заводским испытаниям в октябре 1947 года, раньше РД-45. Со временем ВК-1 и его разработки были построены в огромных количествах.
Прежде чем перейти к послевоенному проектированию советских истребителей, стоит кратко взглянуть на историю ОКБ, специализирующихся на истребителях, и немного на их отношения с правительством и его официальными учреждениями. В 1938 году Семен Лавочкин совместно с В. П. Гордоновым и М. И. Гудковым создал поршневые истребители ЛаГГ-1 и ЛаГГ-3. За ними последовал очень успешный Ла-5, но к концу войны два партнера Лавочкина ушли. Его конструкторское бюро затем выпустило длинную серию прототипов истребителей с реактивными двигателями, но ему так и не удалось вернуть славу своих поршневых типов военного времени. Лавочкин умер в 1960 году, и ОКБ его имени переключилось на производство космических аппаратов и ракет.
В 1939 году Артему Микояну было предложено создать Опытно-конструкторское управление (ОКО). Работа, которую он должен был выполнять, заключалась в том, чтобы возглавить группу, которая должна была разработать новый истребитель, но он был готов согласиться только в том случае, если его близкий соратник Михаил Гурьевич сможет присоединиться к нему. В результате появился МиГ-1 (МиГ — от имени Микояна и Гурьевича), и за этим должны были последовать некоторые из самый известный в мире истребитель. ОКБ Микояна было создано в 1942 году под руководством Микояна и Гурьевича в качестве главного конструктора. Организация существует до сих пор как РСК МиГ (переименована в 1999 году). Микоян умер в 1970 году, Гурьевич - в 1976 году, а в 1971 году бразды правления ОКБ перешли в руки Ростислава Белякова, который в качестве генерального директора еще находился у руля в 1990-е годы.
Павел Сухой получил специальность авиаконструктора, работая в конструкторском коллективе Туполева. В сентябре 1939 года он сформировал собственное ОКБ и после окончания войны стал активно заниматься проектированием реактивных истребителей и бомбардировщиков. В 1945 году ему вместе с Микояном и Гурьевичем, Лавочкиным и Яковлевым ему было поручено построить реактивные истребители. К сожалению, Сухой потерял благосклонность Сталина и лишился своего ОКБ в 1949 году, но после смерти последнего в 1953 году оно было вновь открыто. Сухой был ответственным за некоторые из самых успешных проектов советских истребителей, и сегодня организация АВПК Сухого занимается проектированием и созданием российских истребителей. После смерти Сухого в 1975 году Михаил Симонов стал главным конструктором ОКБ.
Александр Яковлев был еще одним конструктором, создавшим успешную серию поршневых истребителей военного времени. Его ОКБ было одним из нескольких, созданных в конце 1930-х годов для удовлетворения потребностей ВВС в новых самолетах. Легкий и быстрый Як-3 был, вероятно, лучшим советским истребителем военного периода, и производственный успех Яковлева продолжился с его ранними проектами реактивных истребителей. Однако растущие возможности бюро МиГ и Сухого означали, что, за исключением серии Як-25/Як-28, его более поздние обычные сверхзвуковые конструкции были менее успешными. На самом деле это не имело значения, поскольку ОКБ в большей степени, чем другие, диверсифицировало строительство авиалайнеров ближнего действия и других типов, в то время как, что касается истребителей, Яковлев перешел к первым советским самолетам с вертикальным взлетом. Однако сам этот человек был очень политически настроен и близок к руководству Коммунистической партии, гораздо больше, чем большинство его коллег, что иногда позволяло ему влиять на будущую политику в свою пользу. В 1930-х годах он критиковал знаменитого авиаконструктора Андрея Туполева и сыграл свою роль в его заключении в тюрьму, что привело к враждебности между Яковлевым и некоторыми представителями советской авиационной промышленности. Яковлев умер в 1989 году, но команда разработчиков продолжает работать и сегодня.
Наконец, несколько слов о двух официальных органах, с которыми ОКБ приходилось работать. ЦАГИ — сокращенное название Центрального государственного аэродинамического и гидродинамического института в Жуковском. Он был основан в 1918 году для предоставления авиационной промышленности результатов научных исследований и предоставления технических рекомендаций для будущих разработок и проектов. В 1920-е годы экспериментальная база ЦАГЛ была расширена, а в 1925 году у него появилась крупнейшая в мире аэродинамическая труба. Со временем работу ЦАГИ дополнили ЦИАМ (Центральный институт авиационного моторостроения) и В1АМ (Всесоюзный институт авиационного моторостроения).
ЦАГИ продолжал проводить фундаментальные исследования по многим аспектам авиастроения. Ключевой областью с конца 1940-х годов были очень высокие скорости, ставшие возможными благодаря разработке все более мощных реактивных двигателей, а также новая аэродинамика, материалы и конструкции, которые были необходимы для управления ими. Такая работа требовала множества новых мощностей, и ЦАГИ внес большой вклад в подавляющее большинство проектов истребителей СССР.
НКАП или Народный комиссариат авиационной промышленности был образован в январе 1939 года в результате отделения от Наркомата оборонной промышленности. Новому органу было необходимо улучшить организацию, планирование и управление производством самолетов, поскольку существовала растущая потребность в подготовке советских ВВС к возможному конфликту с Германией и Японией. В таком виде оно действовало на протяжении всей Великой Отечественной войны, но в 1946 году в результате правительственной перестановки оно стало Министерством авиационной промышленности (МАП). В этом качестве она возглавлялась М.В. Хруничевым и по большей части вела самостоятельное существование в рамках советского военно-промышленного комплекса. Руководители МАП обладали большими полномочиями в контроле над проектированием и разработкой новых военных самолетов, и в 1953 году Хруничева сменил П.В. Дементьев. Последний проработал двадцать четыре года, пока его не сменил В.А. Казаков (с 1977 по 1981 год). , И.С. Силайцев (1981-1985 гг.) и, наконец, А.С. Сыстов. который занимал этот пост до распада СССР в 1991 году.
Централизованно планируемый характер закупок советских самолетов создавал ситуацию, когда, например, доступ к аэродинамическим трубам зависел от официального разрешения проекта. В Америке и Великобритании потребность в развитии новых проектов все еще была жизненно важной, но в этих странах было больше возможностей для развития частных предприятий, чем это обычно имело место в Советском Союзе.
В книге «Русская авиация и авиация в двадцатом веке» (Фрэнк Касс, 1998) 1950-е и 1960-е годы описываются как «золотой век» советской авиации, поскольку «национальные стратегические приоритеты обеспечивали постоянную потребность в новых военных и гражданских самолетах и почти неограниченные финансовые средства». поддерживать
Алексеев 1-21 серия
Алексеева 1-211 и 1-215
В годы Великой Отечественной войны Семен Алексеев тесно сотрудничал с ОКБ Семёна Лавочкина, в частности над истребителями с поршневыми двигателями Ла-5 и Ла-7. В 1946 году Алексеев стал главным конструктором авиазавода № 21 в Горьком и сыграл важную роль в создании различных типов самолетов серии реактивных истребителей, получивших общее обозначение 1-21.
29 апреля 1946 года Совет Народных Комиссаров издал официальную директиву о разработке новых реактивных истребителей, которые должны были быть оснащены реактивными двигателями, обладающими большей тягой и летными характеристиками. Это была общая директива, адресованная нескольким ОКБ, и ответом Алексеева было «истребитель-2Г», обозначение, происходящее от номера завода. Работы над этим самолетом начались весной, а проект перспективной разработки был готов в августе следующего года. Самолет с двумя двигателями, скорость 980 км/ч и 970 км/ч на высоте 5000 м. Однако этот двигатель отстал от графика разработки, и когда первый прототип 1-21 (версия 1-211 или 1-21 Г) совершил свой первый полет осенью 1947 года (вероятно, 13 октября), два ТР- ls был заменены. Проект 1-210 (1-21 версия Zero!) был предложен с двумя двигателями BMW 003, но они обеспечивали максимальную скорость, не соответствующую требованиям. Хотя в нижней части носа предполагалось разместить три 37-мм пушки, прототип 1-211, судя по всему, имел только 23-мм пушки.
Ранние летные испытания показали, что 1-211 показал характеристики, превзошедшие первоначальные оценки для установки ТР-1, и превзошел конкурирующий Су-11, но проблемы с двигателями и авария при приземлении привели к тому, что он остался единственным пример типа, который был построен. Летные испытания производителя показали 1-211 практический потолок 13600 м и время достижения высоты 5 000 м за 3 минуты. Однако за несколько месяцев до полета 1-211 начались работы над модернизированной версией двигателя с двумя британскими агрегатами Derwent V, получившей название 1-215, и была использована возможность переоборудовать планер 1-211. Как и 1-215, самолет совершил свой второй первый полет 18 апреля 1918 года и был принят благосклонно, но он не соответствовал требованиям ВВС (которые сами по себе со временем развивались), а это означало, что никогда не было никаких шансов на успех.
Конкурирующий Як-23 с тем же двигателем был немного медленнее, но показал лучшую скорость набора высоты и большую маневренность.
Однако второй 1-215 был построен (как 1-215D) для опробования ходовой части вместо трехколесной конструкции первой машины. Когда 1-215D впервые поднялся в воздух в октябре 1949 года, это доказало, что идея сработала. В августе 1948 ОКБ Алексеева было закрыто, а через два месяца он стал новым руководителем ОКБ-1. Однако работа над проектами истребителей подошла к концу, и те прототипы, которые летали, впоследствии были списаны.
Продолжение следует...