Читать книгу Неизвестный «МиГ». Гордость советского авиапрома - Николай Якубович - Страница 10

Одним из главных критериев самолета-истребителя на протяжении многих десятилетий была скорость. Появление в послевоенные годы газотурбинных двигателей, казалось, открыло пути для безграничного развития самолета. Однако вскоре стало ясно, что кроме создания двигателя с большой тягой необходимо снизить аэродинамическое сопротивление (главным образом за счет его волновой составляющей) и решить вопросы устойчивости и управляемости летательного аппарата. Для этого, в частности, требовалось либо снизить относительную толщину крыла до пяти-шести процентов, либо придать ему угол стреловидности свыше 30 градусов.

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.

Но нельзя принижать и роль отечественных специалистов. Еще в годы войны будущий академик В.В. Струминский, основываясь на расчетах, показал, что на скользящих крыльях система уравнений пограничного слоя расчленяется на две независимых группы. Первая – определяет обтекание нормальных сечений к передней кромке крыла, вторая – вдоль по его размаху. В этом разделении и заключается, собственно говоря, эффект скольжения. Поэтому нормальные составляющие скорости набегающего потока и определяют критическое число «Маха», затягивающее начало волнового кризиса. Эти же расчеты впоследствии привели к появлению у стреловидных крыльев аэродинамических перегородок. Результаты же теоретических исследований требовалось подтвердить экспериментально и выдать необходимые рекомендации в ОКБ по аэродинамической компоновке стреловидных крыльев.

В те годы исследования в аэродинамических трубах не позволяли дать однозначный ответ на вопрос: что лучше? Поэтому для правильного выбора дальнейшего пути развития авиационной техники требовалось провести натурный эксперимент. Лидером в этой области оказалось ОКБ С.А. Лавочкина. Советский Союз первым построил после войны реактивный истребитель «160» со стреловидным крылом. Лишь более чем через два месяца похожая машина появилась в американском небе. Достигнутая на нем скорость 1050 км/ч на высоте 5700 метров (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 самолетом срыв носил благоприятный характер и сопровождался движением машины на нос без перехода в штопор, после чего она легко восстанавливала нормальный режим полета.

Несмотря на успех Лавочкин предпринял последнюю попытку создания истребителя «174ТК» с прямым крылом по отработанной реданной схеме. По аналогичной схеме в ОКБ-115, возглавляемого А.С. Яковлевым, разрабатывался истребитель Як-23.

Сравнение машины «174ТК» с истребителем Як-23, вышедшим на летные испытания на полгода раньше, показывает, что при одном и том же двигателе конструкторам ОКБ-301 удалось получить максимальную скорость почти на 50 км/ч выше на более тяжелой машине. 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. Таким образом, авиаконструкторам для достижения наибольшей скорости оставался один путь – продолжить создание самолетов со стреловидными крыльями.

Опытный самолет И-310 (С-1) – первый прототип МиГ-15

История создания самолета-истребителя МиГ-15 неразрывно связана с английской двигателестроительной компанией «Роллс-Ройс», а точнее с ее двигателем «Нин». 17 июня 1946 года вышло постановление Совета Министров СССР, разрешавшее Министерству авиационной промышленности закупить в Англии 10 экземпляров этих двигателей. Третьим пунктом документа предписывалось Минавиапрому внести предложение о постройке двух экспериментальных самолетов с этими ТРД. Первым в списке МАП стояло ОКБ-155, возглавлявшееся Артемом Микояном – братом Анастаса Микояна до 1947 года являвшегося министром торговли (включая внешнюю) СССР. Именно через Министерство торговли и осуществлялась покупка английских двигателей.

Следует сказать, что моторостроители в нашей стране не дремали и еще до закупки «Нина» приступили к проектированию его аналога, используя доступную техническую информацию, включая публикации в авиационных журналах. Но англичане, проявив коммерческую активность, опередили нас.

Началом разработки МиГ-15 (И-310, заводское обозначение изделие «С») до недавнего времени считался январь 1947 года, но, сопоставив решение Советского правительства о приобретении английских двигателей и тот факт, что информация о них по различным каналам поступала в нашу страну, неизбежно приходишь к выводу о начале формировании облика истребителя, ставшего «корейским сюрпризом», как минимум осенью 1946 г.

Второй экземпляр будущего МиГ-15 (С-2)

Основанием же для создания будущего МиГ-15 стало постановление ЦК КПСС и Совета Министров СССР № 493–192 от 11 марта 1947 г. Правительственным документом предписывалось предъявить на испытания самолет, способный развивать у земли скорость 1000 км/ч и на высоте 5000 метров – 1020 км/ч. Подниматься на 5000 метров за 3,2 минуты, иметь практический потолок 13 км и максимальную дальность при полете на высоте 10 км – 1200 км. При этом разбег не должен был превышать 700, а пробег – 800 метров.

Его вооружение должно было состоять из пушки калибра 45-миллиметровых и двух 23-миллиметровых орудий. Заданием предусматривалась возможность увеличения дальности полета путем подвески дополнительных топливных баков или размещение 200-кг бомбовой нагрузки.

Эти требования отражали назначение нового истребителя: активное ведение воздушного боя с истребителями и бомбардировщиками противника, отражение налетов вражеской авиации, действия по наземным целям и воздушная разведка. И все же главным противником будущего МиГ-15 считались самолеты-бомбардировщики, способные нанести огромный урон как промышленным объектам и гражданскому населению, так вооруженным силам.

Самолет С-3

15 апреля 1947-го приказом МАП № 210 коллективу ОКБ-155 А.И. Микояна утвердили задание на разработку фронтового истребителя с герметической кабиной и турбореактивным двигателем «Нин I», который предписывалось построить в двух экземплярах. Спустя 15 дней главком ВВС маршал авиации К.А. Вершинин утвердил тактико-технические требования к новому фронтовому истребителю, единственным отличием которых было оснащение истребителя пушкой Н-37 вместо 45-миллиметрового орудия. Руководство созданием новой машины возложили на заместителя главного конструктора ОКБ-155 А.Г. Брунова и ведущего инженера А.А. Андреева.

Главной особенностью самолета стало крыло стреловидностью 35 градусов.

К подготовке серийного производства двигателя «Нин» на заводе № 45, получившего обозначение РД-45, приступили в мае 1947 года. При этом на копирование двигателей и их испытания ушло шесть «Нинов». Следует отметить, что компания «Роллс-Ройс» гарантировала тягу двигателя 4500 фунтов (2040 кгс), в то же время на стенде они устойчиво развивали 5000 фунтов (2270 кгс).

Самолет «СВ»

И-310 предписывалось сдать на государственные испытания в декабре 1947 года, но этот срок не выдержали, поскольку лишь за 12 дней до нового года довелось передать машину на заводские летные испытания. 30 декабря 1947 года самолет «С-1» с двигателем «Нин-I», пилотируемый летчиком-испытателем В.Н. Югановым, совершил первый полет. Ведущим инженером по испытаниям самолета «С» был К.П. Ковалевский. К концу марта 1948 года на первом прототипе по программе заводских испытаний выполнили 17 полетов.

Самолет еще проходил заводские испытания, а 15 марта 1948 года в соответствии с постановлением правительства № 790–255 его под обозначением МиГ-15 с двигателем РД-45 запустили в серийное производство на заводе № 1 имени И.В. Сталина в Куйбышеве.

В апреле к испытаниям подключился второй опытный экземпляр истребителя С-2. Летчик-испытатель С.Н. Анохин поднял машину в воздух 5 апреля 1948 года. В отличие от первого опытного самолета на С-2 установили двигатель «Нин II», развивавший на взлете гарантированную тягу на 230 кгс больше, по сравнению с «Нин I» и одновременно на 80 мм сместили вперед крыло, под которым предусмотрели узлы подвески дополнительных топливных баков. При этом изменили профиль корневой части несущей поверхности. Частично усилили фюзеляж, заменив в нескольких местах обшивку более толстой. Были и другие, более мелкие отличия.

Самолет «СД» – опытный экземпляр МиГ-15бис

Заводские испытания продолжались до 25 мая 1948 года. К тому времени на первом опытном самолете было выполнено 38 и на втором – 13 полетов. Через два дня 27 мая второй опытный МиГ-15 предъявили на государственные испытания, и С.Н. Анохин перегнал его в Чкаловскую. 5 июля 1948 года к испытаниям подключили и первый, доработанный экземпляр машины. Он предназначался для проверки вооружения и системы аварийного сброса фонаря. Первый этап испытаний в Научно-испытательный институт ВВС (НИИ ВВС) продолжался до 25 августа 1948 года.

Ведущими на этапе государственных испытаний были инженер А.С. Розанов и летчик В.Г. Иванов. Облетали машину Ю.А. Антипов, И.М. Дзюба, А.Г. Кочетков, А.Г. Прошаков и П.М. Стефановский.

Серийный МиГ-15бис в экспозиции музея В. П. Чкалова

г. Чкалов Нижегородской области

Самолет, по итогам испытаний в НИИ ВВС, рекомендовался в серийное производство после устранения выявленных дефектов, основными из которых посчитали: недостаточную эффективность элеронов, чрезмерные усилия на командных органах управления от рулей и элеронов, раскачку самолета при полете на максимальной скорости и при стрельбе из 37-миллиметровой пушки, слишком большое время уборки шасси, которое следовало сократить до шести-восьми секунд, отсутствие воздушных тормозов. Рекомендовалось заменить металлический топливный бак в фюзеляже – резиновым.

В ходе государственных испытаний летчики НИИ ВВС провели несколько воздушных боев с истребителями Спитфайр IX», Ла-9 и Як-25-2 с прямым крылом и двигателем «Дервент V», проходившим тогда государственные испытания.

«Спитфайр IX», летевший на высоте 12 км, тогда был успешно перехвачен. Что касается Ла-9, то преимущество этого истребителя было лишь на виражах и вступать в маневренный бой с подобными поршневыми истребителями пилотам «МиГов» было опасно. Но бой на виражах, как известно, – оборонительный. На вертикалях же преимущество МиГ-15 было исключительным, но только в скороподъемности, поскольку занять выгодную позицию для маневренного боя летчику «МиГа» не удалось.

Опытный перехватчик СП-1 с РЛС «Торий»

Куда неожиданней оказались результаты воздушного боя МиГ-15 с прямокрылым опытным истребителем Як-25-2, проходившего на высоте 10 км. Определить преимущества того или иного самолета тогда не удалось, поскольку после сближения летчики быстро теряли друг друга.

Но главный вывод все же был сделан. Новая техника диктовала и поиски новых приемов воздушного боя.

Истребитель сопровождения МиГ-15Сбис отличался подвесными топливными баками увеличенной емкости

За два дня до окончания государственных испытаний И-310 (23 августа 1948 года) в его «биографии» произошло немаловажное событие, вышло постановление Совета Министров СССР о принятии самолета на вооружение и присвоения ему обозначения МиГ-15. Для серийного производства самолета кроме предприятия в Куйбышеве выделили еще два завода: № 153 – в Новосибирске и № 381 – в Москве.

Справедливости ради следует отметить, что согласно постановлению Совета Министров СССР от 12 июля того же года на вооружение планировалось принять два истребителя с герметичными кабинами: с двигателями РД-500 (Ла-15) и РД-45. Что и было реализовано, но с появлением МиГ-15 взгляды военных на состав истребительной авиации быстро изменились.

Спустя месяц после завершения первого этапа государственных испытаний Совет Министров СССР обязал главного конструктора Микояна устранить все выявленные в НИИ ВВС дефекты и предъявить на контрольные испытания третий экземпляр самолета.

Опытный перехватчик СП-5 с двухантенной РЛС «Изумруд»

Контрольные испытания самолета № 3 (С-3), на котором предусмотрели и бомбовое вооружение (ФАБ-50, ФАБ-100 или АО-25), проходили с 4 ноября по 3 декабря того же года в Крыму на аэродроме Саки.

По сравнению с предшественниками на С-3 установили, в частности, тормозные щитки, в двигательном отсеке расположили противопожарное оборудование, доработали киль и элероны, ввели весовую компенсацию руля высоты и для уменьшения запаса поперечной устойчивости уменьшили угол поперечного V крыла с -1 до -2 градусов.

Опытный самолет «СУ» с ограниченно подвижными пушками

Как следует из акта по их результатам, «несмотря на проведенные конструкторами повышение эффективности элеронов и облегчение управление самолетом <…> эффективность элеронов осталась недостаточной, а управление самолетом тяжелым, что не позволяет полностью использовать технические возможности самолета».

В выводах «Акта….», в частности, отмечалось:

«1. Максимальная горизонтальная скорость самолета ограничена на высотах от земли до 600 м допустимой скоростью флаттера – 900 км/ч по прибору, чему соответствует истинная скорость 905 км/ч.

Максимальную скорость в диапазоне от 600 до 1600 м <…> получить не удалось из-за чрезмерно больших усилий, необходимых для парирования кренящего момента…

8. Самолет допускает выполнение всех фигур пилотажа.

9. Время выполнения и радиус наивыгоднейшего виража самолета:

Высота 5000 м – 40 секунд и 1050 м,

10 000 м – 71 секунда и 2000 м.

10. Набор высоты за боевой разворот

с высоты 5000 м составляет 2340 м,

с высоты 11 070 м составляет 1280 м.

11. Время разгона от 0,7 до 0,95 максимальной скорости

Высота 5000 м – 1,5 минуты,

11 000 м – 2,2 минуты.

12. При выпуске воздушных тормозов на больших скоростях возникает кабрирующий момент, вызывающий резкое изменение усилий на ручке на 10–13 кг…

13. В продольном отношении в диапазоне скоростей от минимальной до 0,86-0,87 скорости звука самолет устойчив.

14. Максимальное число М достигается на высоте 14 100 м и равно 0,91. Поведение самолета при М=0,91 удовлетворительное.

15. В поперечном и путевом отношении самолет МиГ-15 статически и динамически устойчив как с зафиксированным, так и с освобожденным управлением.

16…величины усилий от элеронов превышают требуемые <…> в 2–2,5 раза

– при создании единицы перегрузки при различных эксплуатационных центровках к ручке управления необходимо прикладывать усилие в 3,8–6 кг при норме 1,5–3 кг.

– величина усилий на педалях, требующихся для создания крена в один градус, составляет 3,36–3,6 кг вместо допустимых 1,5–3 кг.

17. Эффективность элеронов недостаточна…

18. Поперечная балансировка <…> неудовлетворительна…

19. По данным завода № 155, полученным при статических испытаниях самолета статическая прочность крыла соответствует ny=7, при полетном весе 4600 кг, что не удовлетворяет «Нормам прочности», согласно которым ny=8…

22. Применение стали 30ХГСА с обработкой до предела текучести 170 кг/мм² для главной балки крыла недопустимо, так как <…> имеет склонность к хрупкому разрушению…».

Опытный учебно-тренировочный истребитель СТ-1

В том же документе был приведен перечень дефектов из 23 позиций. Военные испытатели, в частности, потребовали в очередной раз повысить эффективность элеронов, уменьшить усилия от рулей и элеронов на ручке управления самолетом и педалях, доведя их до требуемых значений, устранить рыскание самолета в конце пробега при торможении и его раскачивание при стрельбе из 37-миллиметровой пушки на больших высотах, устранить резко нараставший кабрирующий момент после открытия воздушных тормозов на больших скоростях, сбивавший наводку на цель при атаке противника, довести бронирование самолета до требуемого нормами ВВС и установить сбрасываемые подвесные топливные баки.

Серийный учебно-тренировочный истребитель УТИ МиГ-15 с двигателем РД-45Ф

Устранить выявленные дефекты предписывалось к 1 мая 1949 года, одновременно было предложено разработать двухместный учебно-тренировочный вариант истребителя.

Устранение выявленных недостатков проводили на третьем самолете первой серии завода № 1, получившем в ОКБ-155 обозначение «СВ». Согласно апрельскому 1948 года постановлению правительства эту машину предписывалось предъявить на повторные государственные испытания в НИИ ВВС к июню 1949 года. Однако, чтобы не терять время, весной того же года в 29-м гвардейском иап (командир А. Куманичкин) 324-й иад (командир Чупиков) в подмосковной Кубинке началось освоение 20 самолетов МиГ-15 четвертой и пятой серий завода № 1. Одновременно в полку шла подготовка к традиционному первомайскому военному параду в Москве. Лишь после этого и подведения первых итогов освоения машины строевые летчики 20 мая приступили к войсковым испытаниям, продолжавшимся до середины сентября 1949 года. Как и следовало ожидать, этим самолетам были свойственны практически все дефекты, выявленные в ходе контрольных испытаний «С-3», устранить которые в полном объеме в начале серийного производства просто не успели. Естественно, обнаружились и новые недостатки, впрочем, для этого и проводят войсковые испытания. В частности, на самолете не был предусмотрен запуск ТРД в воздухе после его остановки. Да и на земле эта процедура требовала определенных усилий. Куда проще было запускать двигатели самолета МиГ-9, на которых стояли не электрические, а поршневые «пускачи», не требовавшие автономных источников электроэнергии.

Опытный учебно-тренировочный истребитель МиГ-15П с РЛС «Изумруд»

Следовало доработать и систему аварийного покидания самолета, в частности, автоматизировать процесс отделения летчика от кресла и раскрытия парашюта.

И все же первый опыт эксплуатации показал, что подготовка к вылету МиГ-15 значительно упростилась по сравнению с предшественниками, как поршневыми, так и реактивными. В акте по результатам войсковых испытаний записали: «Самолет МиГ-15 по своим летным и боевым качествам является одним из лучших современных реактивных истребителей».

Высокая оценка, способствовала быстрому вытеснению из отечественных ВВС самолетов Як-23 и Ла-15, не имевших резервов для дальнейшего развития, в силу недостаточной тяги двигателя РД-500.

Самолет СД-21 с неуправляемыми авиационными реактивными снарядами АРС-212

В ходе серийного производства постепенно устранялись выявленные во время испытаний дефекты. Почти одновременно избавились от заглоханья двигателей на большой высоте, внедрив устройство наддува топливных баков от компрессора двигателя и снизили нагрузки на ручку управления самолетом от элеронов, увеличив их аэродинамическую компенсацию с 18 до 22 процентов и установив гидроусилитель. Тогда же на одном самолете (получившем в ОКБ обозначение СВ) Куйбышевского авиационного завода вместо гироскопического прицела АСП-1Н (дальность прицельной стрельбы от 180 до 800 метров при размерах цели от 10 до 35 метров), скопированного с английского в годы войны, установили АСП-3Н, а пушки НС-23КМ заменили на НР-23, отличавшиеся большей скорострельностью (850 выстрелов в минуту против 550 у НС-23), но потяжелевшие при этом лишь на 2 кг. Были и другие отличия, способствовавшие облегчению эксплуатации самолета и улучшению его летных данных.

Самолет СД-5 с реактивными орудиями для неуправляемых реактивных снарядов С-5

Этот самолет стал фактически первой летающей лабораторией на базе МиГ-15, на которой отрабатывались новые технические решения перед внедрением их на серийных машинах.

МиГ-15 оказался одним из лучших истребителей конца 1940-х – начала 1950-х годов, и в этом, безусловно, большая заслуга А.И. Микояна. Позже Семен Алексеевич Лавочкин скажет:

«В этом талантливом конструкторе удачно сочетаются два начала – изобретатель и инженер. Вот почему машины, которые конструирует А.И. Микоян, смелые по идее, не фантастичны, а реальны, осуществимы на практике…

Мне запомнилась первая встреча с Артемом Ивановичем. Это было летом 1940 года. На одном из небольших заводов под Москвой велись испытания установки для прессования древесины. Среди авиационных работников в то время находилось немало скептиков, не разделявших идеи использования нового дешевого материала для производства самолетов. Мощная машина, построенная из прессованной фанеры! Да разве она сможет летать на больших скоростях? Реально ли это?

Молодой конструктор с присущим ему темпераментом начал изучать новое дело. Его интересовали все детали производства, технологический процесс. На заводе мы с ним познакомились, разговорились о своих делах. Он делился своими идеями, внимательно выслушивал мои. В этом обаятельном человеке, остроумном собеседнике я почувствовал серьезного и энергичного инженера, человека смелой фантазии».

Четыре завода (в Куйбышеве, Новосибирске, Комсомольске-на-Амуре и Саратове) в общей сложности построили 1266 МиГ-15. Дальнейшее развитие машины пошло по пути расширения его функциональных возможностей и повышения тяги двигателя.