Экспериментальные самолёты России. 1912-1941 гг.
Шрифт:
«Если не задаваться установлением каких-либо особых рекордов, то, несомненно, в настоящее время уже представляет смысл постройка аппарата-лаборатории, при посредстве которой можно было бы систематически производить изучение работы различных ракетных агрегатов в воздухе.
На нём можно было бы поставить первые опыты с воздушным ракетным двигателем и целую серию иных опытов, забуксировывая предварительно аппарат на нужную высоту. Потолок такого аппарата может достигнуть 9-10 км.
Осуществление первого ракетоплана-лаборатории для постановки ряда научных исследований в настоящее время хотя и трудная, но возможная и необходимая задача, стоящая перед советскими ракетчиками уже в текущем году» [266] .
266
Творческое
В следующем году общие соображения приобрели конкретные формы. В январе С.П. Королёв и С.С. Щетинков представили руководству РНИИ тактико-технические требования на «объект № 218» — экспериментальный ракетоплан с двигателями на жидком и твёрдом топливе (последние предполагалось использовать как ускорители при наземном старте). При работе ракетных двигателей в течение 400 секунд ракетный самолёт должен был набирать высоту 25 км и развивать скорость более 1000 км/ч [267] . Рассматривалось несколько вариантов летательного аппарата, отличавшихся один от другого видом топлива, геометрическими параметрам и количеством членов экипажа.
267
Там же. С. 126–127.
К лету в качестве основного был выбран проект двухместного самолёта РП-218 нормальной схемы с трапециевидным крылом сравнительно небольшого удлинения. В передней части фюзеляжа находилась герметичная кабина, в которой один за другим сидели лётчик-испытатель (лицом вперёд) и инженер-испытатель (лицом назад). За кабиной располагался цилиндрический топливный бак с внутренней перегородкой, отделявшей окислитель от горючего, вокруг него — баллоны для сжатого газа, служившие аккумулятором давления для вытеснительной системы подачи. В хвостовой части монтировался трёхкамерный азотно-кислотно-керосиновый ЖРД тягой 900 кгс.
Ракетоплан предполагалось использовать как экспериментальную машину для исследования динамики полёта пилотируемого ракетного летательного аппарата, вопросов аэродинамики больших скоростей, изучения состояния человека в условиях герметической кабины и больших перегрузок, а также для исследования стратосферы.
Проект РП-218.
Тяговооружённость аппарата позволяла ему взлетать с земли и быстро набирать высоту. В дальнейшем предполагалось поднимать РП-218 на высоту с помощью самолёта типа ТБ-3 и запускать его оттуда в стратосферу. После израсходования топлива ракетоплан должен был подниматься вверх по инерции до достижения динамического потолка и затем планировать к земле. Для посадки предусматривалось убираемое в полёте в обтекатели двухколёсное шасси. Аппарат должен был иметь длину 7,5 м, размах крыла 7,4 м, нагрузку на крыло 204 кг/м2. Предполагалось, что стартовый вес РП-218 составит 1600 кг, вес топлива — 750 кг, вес полезного груза — 160 кг, время работы двигателя — 120 с, максимальная высота полёта при старте с земли — 9 км, при воздушном старте — 25 км, скорость полёта при взлёте с земли — 720 км/ч, при использовании самолёта-носителя — 935 км/ч.
16 июня 1936 г. Технический совет РНИИ после рассмотрения предложения С.П. Королёва вынес следующее решение:
«1. Эскизный проект 218 объекта — утвердить.
2. В программу работ включить испытания планера с ракетным двигателем небольшой тяги.
3. Отделы Института должны рассмотреть работу по 218 в планах 1937 года как одну из ведущих работ Института» [268] .
Планер с ракетным двигателем предназначался для проверки работы ЖРД в полёте, испытания устойчивости и управляемости. Его решили делать на основе двухместного планера Королёва СК-9, снабдив двигателем ОРМ-65 конструкции В.П. Глушко — наиболее отработанным ЖРД в то время. В этом двигателе с максимальной тягой 175
268
АРАН. Р 4. Оп. 14. Д 105. Л. 9.
Дополнительную поддержку своим начинаниям Королёв и его единомышленники получили из отзыва Военно-воздушной академии им. Н.Е. Жуковского. В документе, подписанном 11 января 1937 г. начальниками кафедр тактики и огневой подготовки академии, отмечалось, что самолёты с ракетным двигателем дадут резкое превосходство над самой совершенной техникой противника и что дальнейшая работа над ракетным двигателем и его внедрением в авиацию являются необходимым и перспективным делом [269] .
269
АРАН. Р 4. Оп. 14. Д. 103. Л. 76–79.
СК-9 был построен на Московском планерном заводе в 1935 г. Королёв спроектировал его с учётом предстоящей установки жидкостного ракетного двигателя. Этим объясняется необычно большие для планера габариты фюзеляжа, приподнятое над фюзеляжем хвостовое оперение и повышенный запас прочности. Аппарат имел цельнодеревянную конструкцию со среднерасположенным крылом. Благодаря чистоте форм и большому размаху крыла он обладал высоким аэродинамическим качеством. Посадка происходила на ясеневую лыжу, окованную стальными листами и соединённую с фюзеляжем через набор резиновых амортизационных колец, закрытых брезентовым полотном. Управление рулями — тросовое.
СК-9 показал хорошие лётные свойства во время буксирного перелёта за самолётом Р-5 из Москвы в Крым и обратно осенью 1935 г. На части маршрута планером управлял сам конструктор. В Коктебеле СК-9 с успехом участвовал на XI Всесоюзных планерных состязаниях.
В 1937 г., после включения темы «218» в план работ института, началась переделка СК-9 в аппарат с ракетным двигателем. Планеру с ЖРД присвоили индекс «218-1». Вскоре в связи с реорганизацией структуры института (теперь он назывался НИИ-3) первая цифра в шифре изделия была изменена, чтобы соответствовать новому номеру отдела, ведущего его разработку. РП-218-1 стал обозначаться РП-318-1 и под этим индексом вошёл в историю.
Так как СК-9 был целиком из дерева, рули высоты и направления и хвостовую часть фюзеляжа частично обшили листами нержавеющей стали. Топливные баки — два для окислителя и один для горючего — установили на месте второго пилота. Их поместили в противопожарные алюминиевые ванны, это была также защита от случайного попадания едкой азотной кислоты на детали фюзеляжа. Баллоны со сжатым воздухом для вытеснительной системы подачи горючего и окислителя в камеру сгорания разместили в крыльевых багажных отсеках планера, по два баллона с каждой стороны фюзеляжа. Подвод воздуха из них осуществлялся через управляемый лётчиком редуктор и клапаны. В хвостовой части смонтировали сварную трубчатую раму для крепления ЖРД и топливные краны, управляемые из кабины. Запуск двигателя производился пиротехнической шашкой, воспламеняемой от нагреваемой электричеством стальной нити. Взлёт должен был происходить с помощью самолёта буксировщика или наземной ракетной катапульты. В работах, кроме Королёва, участвовали конструкторы Е.С. Щетинков, А.С. Косятков, А. В. Палло, техник А.М. Дурнов, краснодеревщик Громов.
Схема РП-318-1.
В сентябре приступили к наземной отработке силовой установки. Огневые испытания начались в декабре и завершились в апреле следующего года. Сначала ЖРД для безопасности размещали за бронеплитой, потом, убедившись в его надёжности, установили на штатном месте, в хвостовой части ракетоплана. Всего было 30 огневых испытаний. Опыты показали, что ёмкости баков должно хватить на 100 секунд работы двигателя на режиме максимальной тяги.