Военный журнал

Танки


Самолеты

Экспериментальный ракетоплан БИ-1

Ракетоплан БИ-1

Экспериментальный ракетоплан БИ-1В начале 1940-х годов самолеты с поршневыми двигателями и воздушными винтами подошли к пределу своего развития. Дальнейшее наращивание энерговооруженности и совершенствование аэродинамики давались все труднее и приносили все меньший эффект. Увеличение мощности силовых установок на сотни лошадиных сил приводило к весьма незначительному росту летных данных, поскольку одновременно росла масса и габариты машины, а КПД винта снижался на больших скоростях и высотах. Выход из этого тупика сулила радикальная смена принципа создания тяги - переход от винтовых силовых установок к реактивным.

В то время уже были известны несколько типов авиационных реактивных двигателей - турбореактивный (ТРД), прямоточный воздушно-реактивный (ПВРД), пульсирующий воздушно-реактивный (ПуВРД) и жидкостный ракетный (ЖРД). Наиболее перспективными считались турбореактивные двигатели (именно на них летают все современные реактивные самолеты), но они являются и наиболее сложными. ПВРД и ПуВРД, напротив, очень просты, но обладают малым диапазоном тяги, относительно низким КПД, а главное, в силу их конструктивных особенностей для включения им необходим сильный воздушный напор. Поэтому самостоятельный взлет самолета с таким двигателем невозможен, ему нужен либо внешний носитель, либо стартовый ускоритель.

Экспериментальный ракетоплан БИ-1

Советский ракетоплан БИ-1 в полете изображение кликабельно

Ракетный двигатель легок, довольно прост, он может обеспечить очень большую тягу, поэтому самолет с таким двигателем обладает исключительной скоростью и скороподъемностью, но и у него есть серьезный недостаток - огромный расход топлива, из-за которого время полета ракетопланов ограничено буквально несколькими минутами. Кроме того, топливо ЖРД двухкомпонентное - оно состоит из горючего и окислителя, который представляет собой чрезвычайно агрессивную и ядовитую жидкость.

Экспериментальный ракетоплан БИ-1

Советский ракетоплан БИ-1 на взлете нажмите на картинку, для ее увеличения

Тем не менее, накануне Второй мировой войны руководство советских ВВС считало, что есть класс боевых самолетов, для которых недостатки ЖРД не являются критичными. Этот класс - истребители-перехватчики. По замыслу военных, при появлении в небе вражеских бомбардировщиков такой истребитель должен был молниеносно взлететь, набрать высоту и произвести атаку, после чего совершить посадку с неработающим мотором, как планер. За счет большого преимущества в скорости и скороподъемности его шансы догнать и уничтожить противника оценивались гораздо выше, чем у обычных поршневых перехватчиков. Дополнительным аргументом в пользу ЖРД было то, что к концу 1930-х годов в СССР успешно прошли испытания нескольких образцов таких силовых установок. Наиболее подходящей из них сочли двигатель, разработанный под руководством Л.А. Душкина под обозначением Д-1-А-1100.

Экспериментальный ракетоплан БИ-1

Макет советского ракетного самолета серии БИ фотография интерактивна

12 июля 1940 года Государственный комитет обороны принял постановление о создании первых отечественных самолетов с реактивными двигателями. Непосредственной разработкой ракетного перехватчика занялась бригада конструкторов из ОКБ В.Ф. Болховитинова под руководством инженеров Александра Яковлевича Березняка и Алексея Михайловича Исаева. Березняк проектировал сам самолет, а Исаев - его силовую установку на базе двигателя Душкина. Так начиналась история создания первого в России и одного из первых в мире реактивных самолетов, получившего индекс БИ, что означало "Березняк-Исаев" или "Ближний Истребитель".

Описание ракетоплана БИ-1.

Самолет БИ-1 - цельнодеревянный одноместный свободнонесущий моноплан с убирающимся шасси и закрытой кабиной.

Фюзеляж: фанерный полумонокок, оклеенный полотном. В носовой части размещено вооружение, а под ним - баллоны с горючим и сжатым воздухом. Далее - кабина пилота, закрытая сдвижным фонарем и защищенная передней и задней бронеплитами толщиной 5,5-мм, а также лобовым бронестеклом. За ней стояли баллоны с окислителем и еще два баллона со сжатым воздухом. В крайнем заднем отсеке фюзеляжа размещался двигатель, укрепленный на сварной раме из стальных труб.

Крыло: многолонжеронное деревянное с коробчатыми лонжеронами и фанерной обшивкой, подкрепленной стрингерами. Вдоль задней кромки на шарнирах подвешены металлические посадочные щитки и элероны с дюралевым каркасом и полотняной обшивкой. Левый элерон снабжен триммером.

Оперение: также деревянное с обшивкой из фанеры. Интересной особенностью машины являлись небольшие круглые дополнительные кили, укрепленные на концах стабилизатора. Они были установлены после продувок макета самолета в аэродинамической трубе для улучшения путевой устойчивости.

Двигатель: ракетный однокамерный типа Д-1-А-1100, что означало "двигатель первый азотнокислый с тягой 1100 кг". Из названия видно, что окислителем являлась концентрированная азотная кислота, а горючим служил керосин. Поскольку в контакте с кислотой он мгновенно вспыхивал, для безопасности их емкости разнесли по фюзеляжу: баки с горючим установили перед кабиной, а с окислителем - сзади, за бронеспинкой. Первоначальным проектом силовой установки предусматривалась турбонасосная подача топливных компонентов, но затем для ускорения работ остановились на более простой - вытеснительной, то есть горючее и окислитель подавались в двигатель под давлением воздуха, сжатого до 145 атмосфер. При этом все баки пришлось делать в виде массивных сварных баллонов из никелированной стали толщиной 3-мм. Двигатель расходовал до б кг топлива в секунду, поэтому его запасов хватало для работы в течение 3-5 минут в зависимости от развиваемой тяги. Этого было достаточно, чтобы взлететь, набрать высоту и атаковать вражеский бомбардировщик.

Шасси: трехстоечное с хвостовой опорой. Основные стойки убирались с помощью пневмосистемы в ниши на нижней поверхности крыла и закрывались дюралевыми створками. Хвостовое колесо неубирающееся, а его стойка была закрыта большим плоским обтекателем. Зимой колесное шасси можно было заменить на лыжное, при этом возможность его уборки сохранялась.

Вооружение: устанавливалось не на всех экземплярах машины. Штатный комплект вооружения состоял из двух автоматических пушек ШBAK калибра 20-мм, установленных на деревянном лафете под съемной металлической крышкой в верхней передней части фюзеляжа, перед кабиной. Боекомплект пушек был очень мал, всего по 45 снарядов на каждую, но это не удивительно, если учесть, что самолет рассчитывался всего на одну атаку в боевом вылете. С учетом скорострельности пушек ШBAK, составлявшей 800 выстрелов в минуту, 45 снарядов могло хватить на ведение огня в течение примерно 3-4 секунд.

Хвостовое оперение. Кабина пилота. За лобовым стеклом виден довольно грубо сделанный макет прицела. Внутренние щитки и ниши для уборки шасси. Хорошо видно, что глубина ниш не соответствуют оригиналу (стойки в них просто не поместятся), а тяга воспроизведена условно.

Модификации самолета-ракеты
  • БИ-1. Первый прототип без вооружения. Под носовой частью фюзеляжа крепился буксировочный крюк. В ходе испытаний в качестве планера площадь руля направления была увеличена для повышения его эффективности на малых скоростях, а киль и стабилизатор для повышения жесткости конструкции соединили между собой диагональными раскосами.
  • БИ-2. Второй опытный экземпляр с двигателем Д-1 -А-1100, вооружением и фотопулеметом для контроля результатов стрельбы. Испытывался на лыжном шасси. Летных испытаний вооружения не проводилось. Третий и четвертый экземпляры выглядели аналогично.
  • БИ-ВС ("Войсковая серия") Серийный образец. Отличался наличием радиостанции РСИ-4 и небольшой бомбовой кассеты под фюзеляжем для 10 мелких осколочных бомб с дистанционными взрывателями. Предполагалось, что истребитель, израсходовав боекомплект пушек, сможет на высокой скорости пролететь над строем бомбардировщиков и высыпать на них эти бомбы, чтобы причинить врагу дополнительный ущерб. Ни один БИ-ВС не был достроен.
  • БИ-5 и БИ-6. Самолеты с новым двигателем Исаева РД-1, оснащенным электродуговым запалом для более надежного воспламенения топлива и регулируемыми "запирающими" форсунками для экстренной остановки. Вооружение отсутствовало. Прочность киля и стабилизатора была повышена, что позволило отказаться от раскосов между ними. Оба прототипа испытывались только в планерном варианте, без включения двигателей, при этом БИ-5 летал с лыжным шасси, а БИ-6 - с колесным.
  • БИ-ПВРД. Самолет с комбинированной силовой установкой, состоящей из ракетного двигателя РД-1 и двух прямоточных воздушно-реак-тивных двигателей И. А. Меркулова ДМ-4, укрепленных на концах крыла. Он предназначался только для испытаний в аэродинамической трубе, поскольку не был решен вопрос размещения топлива для ПВРД, а установка дополнительных топливных баков потребовала бы коренной переделки машины.
  • БИ-7. Последний летавший прототип, проходивший испытания в январе - марте 1945 года. Конструктивно аналогичен БИ-5. По некоторым данным, существовали еще два прототипа.
  • БИ-8 и БИ-9, но почти никакой информации о них пока не найдено. Известно только, что на летные испытания они не передавались, а возможно, и не были закончены в постройке.

Модификации самолета-ракеты

Эксплуатация самолета.

Истребитель БИ так и не удалось ввести в эксплуатацию, поэтому в данном разделе будет описана драматическая история постройки и испытаний этой машины.
Эскизный проект истребителя БИ был сделан в начале лета 1941 года всего за 12 дней. 9 июля его послали на рассмотрение в Кремль. В сопроводительном письме указывалось, что на детальную проработку проекта и постройку прототипа требуются, как минимум, три месяца. Вскоре вышло постановление Государственного комитета обороны, подписанное Сталиным, в котором проект был одобрен, разработчикам выделялось все необходимое, но прототип предписывалось сдать через 35 дней!
Поскольку перечить Сталину никто не решился, коллективу КБ и опытного завода пришлось буквально перейти на казарменное положение и работать круглосуточно с короткими перерывами на сон. На изготовление бумажных рабочих чертежей не было времени, поэтому их вычерчивали прямо в заводском цеху на листах фанеры, из которых тут же вырезали заготовки деталей.

Экспериментальный ракетоплан БИ-1

Различные ракурсы советского ракетного истребителя БИ-1 нажмите на картинку, для ее увеличения

35-дневный срок выдержать все же не удалось, но уже через 40 дней готовый прототип был представлен. Такие темпы работ, да еще по абсолютно новой уникальной машине, являлись просто фантастическими и небывалыми в истории мировой авиации. Вдвойне удивительно, что самолет, сделанный в такой спешке, оказался в целом удачным. 1 сентября ракетный перехватчик БИ-1 отправили на аэродром. Это был самолет очень малых размеров и чистых аэродинамических форм. В первых полетах он стартовал на буксире за бомбардировщиком Пе-2, после набора высоты отцеплялся и совершал посадку "по-планерному". Согласно отчету испытателя Б.Н. Кудрина, БИ-1 в качестве планера оказался устойчивым, хорошо управляемым, пилотировать его было легко и приятно, почти никаких доработок не требовалось.

Экспериментальный ракетоплан БИ-1

Вид спереди на советский самолет-ракетоплан БИ-3

Наземные тесты силовой установки давали меньше поводов для оптимизма. Работа с азотной кислотой была очень сложна и опасна. Даже капля этой жидкости при попадании на кожу вызывает ожог, кроме того, она активно разъедала баки, трубопроводы и уплотнения. Тем не менее на октябрь намечалось начало летных испытаний самолета с работающим двигателем, но этим планам помешала война. Германские войска стремительно наступали, приближаясь к Москве. 16 октября Народный комиссариат авиационной промышленности принял решение о срочной эвакуации КБ Болховитинова и его опытного завода, а также всего, что было связано с программой БИ, на Урал. Это заставило надолго прервать испытания. На новом месте создатели реактивного истребителя разместились в наскоро сколоченных деревянных бараках в поселке Билимбай под Свердловском (ныне Екатеринбург). В январе 1942 года после монтажа самого необходимого оборудования и несмотря на 40-градусные морозы, работы возобновились. Новым летчиком-испытателем взамен заболевшего Кудрина стал Григорий Яковлевич Бахчиванджи.

Экспериментальный ракетоплан БИ-1

Вид сверху на советский самолет-ракетоплан БИ-3

Приближался момент первого "ракетного" старта, но 20 февраля во время очередной "прогонки" двигателя на наземном стенде в камере сгорания произошел взрыв. К счастью, никто серьезно не пострадал, но выяснение и устранение причины аварии снова отодвинуло начало полетов. В апреле БИ-1 доставили на свердловский аэродром Кольцово. Именно там 15 мая 1942 года капитан Бахчиванджи поднял в воздух первый в России и второй в мире (после немецкого Me-163) истребитель на ракетной тяге. Полет продолжался всего три минуты, но это было знаменательное событие. В отчете Государственной комиссии по испытаниям говорилось: "Взлет и полет самолета БИ-1 с ракетным двигателем, впервые примененным в качестве основного двигателя самолета, доказал возможность практического осуществления полета на новом принципе, что открывает новое направление развития авиации".

Экспериментальный ракетоплан БИ-1

Вид сбоку на советский самолет-ракетоплан БИ-3

Радость создателей машины не была омрачена даже тем, что при планировании на посадку Бахчиванджи, ранее никогда не летавший на БИ-1, слегка ошибся с выравниванием и подломил шасси. Поломку сочли незначительной и легко устранимой. Долгожданный успех вдохновил руководство страны. Было принято решение о постройке еще двух прототипов уже с вооружением, а также небольшой серии в 30 машин для войсковых испытаний в строевых частях. Но БИ-1 больше не летал, поскольку вскоре выяснилось, что за время многочисленных наземных проб двигателя пары азотной кислоты разъели конструкцию машины, и она потеряла прочность. Между тем боевые действия на фронтах Великой Отечественной войны показали, что советская истребительная авиация способна бороться с вражескими бомбардировщиками и без применения ракетных перехватчиков. Это отразилось на темпах работ: от создателей ракетоплана БИ уже не требовали "авральной" спешки, а потому второй и третий прототипы были готовы только к концу года.

10 января 1943 года Бахчиванджи выполнил на БИ-2 второй ракетный полет, а 12 января подключившийся к испытаниям летчик К.А. Груздев совершил третий полет. Как и первый полет, он закончился поломкой шасси на посадке. Пилот не пострадал, но самолет исключили из программы испытаний. Бахчиванджи продолжил облетывать третий экземпляр. В шестом полете 21 марта он установил мировой рекорд скороподъемности - 160 метров в секунду. К сожалению, из-за секретности этот рекорд так и не был официально зарегистрирован на международном уровне.

На 27 марта был намечен седьмой полет с целью достижения и замера максимальной скорости, которую способна развить машина. Он оказался роковым как для летчика, так и для всей программы БИ. Сразу после отключения двигателя, когда скорость БИ-3 была наивысшей, истребитель вдруг опустил нос, перешел в крутое пикирование и через несколько секунд врезался в землю. Раздался мощный взрыв. Причина катастрофы долго оставалась невыясненной. Одни предполагали отказ системы управления, другие - внезапную потерю сознания летчиком, но все это были лишь домыслы. Большинство же склонялось к тому, что по мере приближения к звуковому барьеру с самолетом начинает происходить нечто неведомое, но как с этим бороться никто не знал, поскольку аэродинамика трансзвуковых скоростей была еще совсем неизученной. И только к концу года, после запуска первой в СССР высокоскоростной аэродинамической трубы Т-106 и продувки в ней макета БИ, ученые узнали об эффекте затягивания в пикирование самолетов с прямым крылом и "дозвуковым" профилем на скоростях свыше 800 км/ч. Тогда стало ясно, что для таких режимов полета аэродинамическая схема советского реактивного "первенца" не пригодна.

В результате постройка войсковой серии была прекращена, хотя примерно 20 самолетов уже находились в высокой степени готовности. Прототипы с номерами от 4 до 7 "по инерции" все-таки достроили для испытаний двигателя РД-1 и других исследований на относительно малых скоростях. В начале 1945 года летчики Кудрин и Байкалов совершили на БИ-7 еще два полета, но при этом их скорость не превышала 600 км/ч, а скороподъемность - 87 метров в секунду. В том же году все экземпляры БИ списали и отправили на слом. К сожалению, ни одного из них не сохранилось до наших дней, а в Монинском авиамузее стоит натурный макет, который лишь в общих чертах воспроизводит внешний облик машины. Карьера перехватчика БИ была короткой и не очень удачной. Но хотя ему не нашлось места в строю, и летчики не совершали на нем боевых подвигов, его вполне можно отнести к самолетам-легендам, поскольку этот деревянный "малыш" открыл нашей авиации дверь в реактивную эру.

В заключение статьи надо добавить, что оба его создателя более не занимались постройкой самолетов, но зато достигли больших высот в ракетно-космической тематике. А.Я. Березняк организовал ОКБ-155 (ныне ФГУП "Радуга"), ставшее ведущим советским разработчиком крылатых и авиационных ракет, a A.M. Исаев был основателем конструкторского бюро ОКБ-2 по созданию ракетных двигателей.

БИ-1

Модификация
БИ-1
Экипаж, человек
1
Длина, метров
6,40
Размах крыла, метров
6,48
Высота, метров
нет данных
Площадь крыла, метров2
7,0
Масса пустого, кг
790
Нормальная взлетная масса, кг
1650
Практический потолок, метров
9000
Скороподъёмность, м/сек
166
Продолжительность полета, мин
10

БИ-3

Модификация
БИ-3
Экипаж, человек
1
Длина, метров
6,40
Размах крыла, метров
6,48
Высота, метров
нет данных
Площадь крыла, метров2
7,0
Масса пустого, кг
790
Нормальная взлетная масса, кг
1683
Практический потолок, метров
4000
Скороподъёмность, м/сек
160
Продолжительность полета, мин
нет данных

© WIKIWAR.RU