Авиация и космонавтика 2016 05

Авиация и люди. Б.И. Черановский и его "параболы"

Продолжение. Начало см. в"АиК"№4/2016 г.

Планер БИЧ-9 "Гном"

Этот планер, выполненный по нормальной схеме, в некотором смысле повторил более ранние АВФ-12 образца 1924 г. и БИЧ-6 образца 1927 г. Отличался малыми размерами, отсюда и его название - "Гном". БИЧ-9, который построили в 1929 г. на средства московского Осоавиахима, предполагался как рекордный паритель. В период с 6 по 11 октября 1929 г. аппарат был представлен на 6-е планерные состязания в Коктебеле. Летчик В.А. Степанчонок выполнил на нем 3 полета общей продолжительностью 17 мин. Максимальная достигнутая высота составила 100 м. Отмечалась неудачная центровка и недостаточная эффективность элеронов. Утверждалось, что после устранения этих недостатков "Гном" покажет неплохие результаты.

Размах крыла, м 12,0

Длина, м 5,5

Вес конструкции, кг 105,0

Полетный вес, кг 175,0

Нагрузка на крыло, кг/м² 17,8

В отношении планера "Гном" имеет смысл упомянуть его оригинальную окраску в виде небольших многоугольников неправильной формы, которая напоминала немецкий камуфляж времен Первой мировой войны. Подобным образом был также окрашен самолет БИЧ-7 К сожалению, дополнительными подробностями в отношении этого "окрасочного" эпизода автор не располагает.

Модель самолета БИЧ-10

С переходом на московский авиазавод №39, начиная с 1931 г., Черановский приступил к проектированию двухмоторной "параболы" БИЧ-10. До 1933 г. были проведены аэродинамические продувки модели самолета. Затем основные наработки использовались при создании БИЧ-14.

Схема БИЧ-11 в варианте самолета

Планер БИЧ-11, как и последующий БИЧ-12, явился дальнейшим развитием бесхвостых планеров с крыльями упрощенной прямоугольной формы. Был построен в 1933 г., отличался концевыми рулями поворота. Предполагалось, что подобные упрощенные конструкции в случае успешного их испытания, можно рекомендовать для самостоятельной постройки в аэроклубах и кружках планеристов. После полетов на БИЧ-11 С.П. Королев предложил установить на планере ракетный двигатель ОР-2 конструкции Ф.А. Цандера. Был подготовлен проект и изготовлен макет установки, аппарат при этом получил новое обозначение - ракетоплан РП-1. Однако ракетный двигатель к намеченному сроку подготовить не удалось. Поэтому на БИЧ-11 установили поршневой двигатель "Скорпион" мощностью 27 л.с., с которым был осуществлен ряд успешных полетов.

Планер БИЧ-12 отличался от БИЧ-11 отсутствием вертикального оперения. Испытания аппарата состоялись на планерной станции "Первомайская" вблизи одноименной железнодорожной станции под Москвой 23 января 1933 г. Полеты осуществлялись на пологом склоне при помощи резинового амортизатора. Пилоты Молчанов, Подрезков, Романов отмечали, что БИЧ-12 устойчив и приятен в полете. Особенно важным считалось, что предположения конструктора оправдались, планер отлично управлялся по курсу без вертикального оперения при помощи элеронов.

Осенью 1933 г. БИЧ-12 вместе с БИЧ-13 успешно летал на 9-х планерных состязаниях в Коктебеле. Вес конструкции планера составлял 97 кг.

Планер БИЧ-13 имел одинаковый размах и площадь крыла с БИЧ-12, однако был выполнен в виде "параболы". Целью эксперимента стало получение сравнительных характеристик этих двух планеров, отличающихся лишь формой крыла. На обоих планерах рули поворота были заменены закрылками небольшой площади, расположенными по концам крыла, приводимыми в движение ножными педалями. При испытаниях опытными пилотами производились виражи и развороты, при этом не было обнаружено каких либо особенностей в технике пилотирования по сравнению с планерами нормальной схемы.

Первый полет БИЧ-13 состоялся на 9-х планерных состязаниях в Коктебеле, причем пилот В.А. Степанчонок сразу вылетел на парение и парил 26 мин, что явилось блестящим результатом. По отзывам всех летчиков БИЧ-13 обладал настолько хорошей поперечной и путевой устойчивостью, что в спокойном потоке можно было бросить ручку управления и педали.

Инженер ЦАГИ А.И. Сильман отмечал, что эта "парабола" Черановского была самой удачной из четырех других безхвостых планеров-участников состязаний.

Двухмоторный БИЧ-14 в ходе проведения испытаний, 1934 г.

Схема БИЧ-14

Двухмоторный БИЧ-14 в процессе строительства на авиазаводе №39

Этот самолет представлял собой "летающее крыло" с традиционной для многих конструкций Черановского формой в плане в виде "параболы". Два двигателя М-11 мощностью 100 л.с., прикрытые кольцами "Тауненда", были установлены в передней кромке крыла. Конструктивно деревянное крыло состояло из четырех лонжеронов и частого набора нервюр. Обшивка полотняная. В центре крыла размещалась пятиместная кабина с обшивкой из дюраля, плавно переходящая в однокилевое хвостовое оперение.

БИЧ-14 представлял собой достаточно крупный самолет, поэтому имел центроплан с размахом 3,3 м и отъемные консоли. Шасси убиралось в крыло поворотом назад.

Самолет построили в 1934 г. на авиазаводе №39, по плану он проходил как одна из работ Центрального конструкторского бюро, поэтому имел второе, внутреннее обозначение - ЦКБ-10.

БИЧ-14 впервые облетал летчик- испытатель Ю.И. Пионтковский в конце 1934 г. После доработок в 1936 г. испытывался в НИИ ВВС. Летали П.М. Стефановский, М.А. Нюхтиков, И.Ф. Петров.

В книге "Триста неизвестных" Стефановский так описал свои впечатления: "Облет БИЧ-14 сделал летчик-испытатель завода-изготовителя Ю.И. Пионтковский. И неудачно. Из-за неправильной центровки и несовершенного управления самолет потерпел аварию. Конструктор, как нередко бывало и в других подобных случаях, не признал за машиной каких-либо недостатков и во всем обвинил летчика. Пионтковский в знак протеста отказался летать на черановском "полблине".

НИИ ВВС, заинтересованный в продолжении экспериментов с бесхвостыми самолетами, отремонтировал БИЧ-14 на своем опытном заводе. В принципе верный девиз "все, что не является несущей или тянущей поверхностью - суть вредные придатки аппарата" становился чем-то вроде моды.

И вот мне снова довелось стать испытателем беcхвостого самолета, на этот раз конструкции Черановского. Наученный горьким опытом с калининским "самолетом наоборот", зная о неудачном полете Юлиана Пионтковского, я не спешил подняться в воздух. Рулил на разных скоростях по аэродрому, выполнял разбеги и подскоки, тщательно изучая поведение машины на земле. Конструктор не мог считаться с авторитетом института, безропотно устранял все замеченные недостатки.

Словом все шло обычным порядком. Настала пора проверить БИЧ-14 в воздухе. Как все бесхвостые, он очень легко оторвался от взлетно-посадочной полосы и начал набор высоты. С нарастанием скорости самолет стало тянуть вниз. Энергично выбираю штурвал на себя. Нагрузка становится неимоверной. Хотя никакого прибора для ее измерения нет, чувствую, она достигла килограммов пятидесяти. Прекращать взлет поздно: полоса осталась позади, впереди - сосновый лесок.

Сильный рывок штурвала - и машина перескочила через этот лесок. Нестерпимо палит солнце. Потные ладони соскальзывают со штурвала. Самолет неустойчив, словно помещен на острие шила: в любой момент может занять какое угодно положение, даже перевернуться на спину. Нет никаких сил справиться с ним. Дервенеют мышцы. Вот выскользнет штурвал из потных, будто смазанных маслом рук, и бесхвостый урод мгновенно нырнет в отвесное пикирование. А из пике его ни за что не вырвешь.

Напрягаюсь до невероятности, штурвал становится все тяжелее и тяжелее. В отчаянии обхватываю его обеими руками, как когда-то, будучи грузчиком, брал в охапку грузные мешки, сцепляю пальцы. Вроде легче. Постепенно, с маленьким креном, делаю разворот, чтобы описать положенный круг и зайти на посадку против ветра.

Вместо круга по границам аэродрома самолет вычерчивает громадный кружище. Все-таки улавливаю встречный ветер. Он дует почти в створ взлетной полосы.

Сбрасываю обороты двигателей до скорости планирования. Скорость уменьшается, и бесхвостка тут же приобретает прекрасную управляемость.

- Что же, только для взлетов и посадок она и сделана?! - кипячусь на разборе и требую от конструктора: - Установите триммеры на руль глубины.

Иначе летать нельзя. Нагрузки в полете чрезмерны.

Не самолет, а жеребенок выпасной".

Мнение о недоработанноcчти, недостаточной устойчивости и управляемости кроме Стефановского подтвердили и другие испытатели. В результате, БИЧ-14 не прошел государственных испытаний в НИИ ВВС и далее не совершенствовался.

Размах крыла, м 16,2

Длина, м 6,0

Площадь крыла, м² 60,0

Вес пустого, кг 1285

Вес полетный, кг 1900

Нагрузка на крыло, кг/м² 31,6

Скорость максимальная, км/ч Около 220

Скорость минимальная, км/ч 70

Фото орнитоптера БИЧ-16

Авторский рисунок орнитоптера БИЧ-16

Схема БИЧ-16

Достоверных сведений об объекте с таким обозначением не обнаружено.

Планер-орнитоптер БИЧ-16 был выполнен по схеме "летающее крыло". Левая и правая часть крыла подвижны, соединены между собой шарнирами. К наружным концам лонжеронов крыла шарнирно прикреплены лонжероны загребных или пропеллирующих лопастей. На задней кромке крыла размещены рули высоты, они же элероны. В центре конструкции снизу размещена посадочная лыжа-рессора, сзади - небольшой киль.

Для осуществления полета пилот становился на лыжу вертикально, затем привязывался, руки находились в системе управления. Маховые движения крыла осуществлялись за счет силы ног путем приседания и последующего распрямления.

Размах крыла, м 8,14

Длина, м 2,28

БИЧ-16 был включен в план ГУАП на 1934 г/, его изготовили на авиазаводе №39 в декабре указанного года. О полетных испытаниях сведений не обнаружено.

Схема самолета БИЧ-17

В 1935 г. Черановский был переведен на завод №38, на котором автор динамореактивных пушек (ДРП) Л.В. Курчевский организовал по решению Наркомтяжпрома самолетостроительную группу. Вся организация получила наименование Управление специальных работ (УСР). Известно, что для реализации различных проектов самолетов Курчевский пригласил конструкторов Б.И. Черановского, В.Б. Шаврова, С.А. Лавочкина, С.Н. Люшина. Черановский спроектировал и строил самолет-истребитель БИЧ-17 по схеме "параболы" с двигателем М-22. Вооружение БИЧ-17 должно было состоять из двух пушек АПК-4, установленных в крыле. Заметным отличием от предыдущих проектов в БИЧ-17 явилось крыло в виде обратной "чайки" для обеспечения путевой устойчивости. Конструкция самолета цельнодеревянная, шасси убираемое.

В связи с ликвидацией УСР в феврале 1936 г. постройка БИЧ-17 была прекращена на 60% готовности планера самолета.

Подтвержденных геометрических размеров и других технических параметров БИЧ-17 на настоящий момент не обнаружено.

Планер-орнитоптер БИЧ-18 в полете

Схема планера БИЧ-18

Конструктор Черановский у планера БИЧ-18

Общий вид планера БИЧ-18

В 1936-1937 гг. при поддержке Осоавиахима Черановским был спроектирован и построен планер-орнитоптер БИЧ-18. Планер был выполнен в виде биплана, что по замыслу конструктора при маховых движениях крыльев должно было препятствовать колебаниям фюзеляжа. Крепление крыльев к фюзеляжу осуществлялось с помощью специальных шарниров, верхние крылья были снабжены элеронами. Крылья приводились в движение мускульной силой при помощи ножных педалей. Частота колебаний составляла 1,5 колебания в секунду, при этом маховый процесс можно было остановить в любой фазе.

Журнал "Самолет", №9/1937 г. сообщал, что 10 августа текущего года были проведены первые полеты планера-орнитоптера БИЧ-18 конструкции Б.И. Черановского. Указывался вес конструкции - 78 кг, размах крыльев 7 м, верхнее крыло типа "чайка", обычное для планера, нижнее крыло типа "обратной чайки". Оба крыла подвижные, допускающие взмахи при помощи привода от ножных педалей. Хвостовое оперение обычное. Все управление рулями и элеронами сосредоточено в ручке управления. Планер очень легкой, ажурной "геодезической" конструкции. Программа испытаний была разработана комиссией под руководством инженера М.К. Тихонравова.

В процессе испытаний пилот Пищучев совершил четыре пробных полета на аэродроме в подмосковном поселке Тайнинка. Запуск производился при помощи резинового амортизатора на высоту 7-10 м. Первые два планирующих полета без взмахов нижнего крыла орнитоптер совершил на расстояние 120-130 м. В четвертом полете пилот сделал 6 взмахов и пролетел 430 м на высоте 7-10 м.

Всего было совершено около 150 полетов. Заметно было небольшое увеличение дальности полета при взмахах крыльев.

Размах крыльев, м 7,0

Площадь крыльев, м² 8,0

Вес конструкции, кг 78-80

Последующие исследования БИЧ-18 при помощи дыма показали, что толстые несущие крылья планера не создавали пропеллирующего эффекта, т.е. не создавали тяги. Черановский считал, что динамическая крутка в полете будет обеспечена деформацией крыла, однако на практике этого не произошло. Поэтому позднее были спроектированы и построены "гибкие" крылья такой же формы и площади. При первом испытании эти крылья шумно завибрировали, налицо были все признаки флаттера без появления подъемной силы. Поэтому были забракованы и эти крылья.

К проблеме орнитоптера Черановский вернулся в 1950-х гг., однако до практического осуществления очередного такого летательного аппарата дело не дошло.

Достоверных сведений об объекте с таким обозначением не обнаружено.

Между тем, в начале 1939 г. Черановский подготовил проект экспериментального истребителя-бесхвостки с двигателем М-88. Этот истребитель должен был обладать нагрузкой на крыло 120-140 кг/м², развивать максимальную скорость до 550 км/ч.

11 января 1939 г. начальник НИИ ВВС бригинженер Филин и военком НИИ ВВС батальонный комиссар Холопцев подготовили отзыв на предложение конструктора, в котором сомневались в возможностях Черановского справиться с решением такой задачи, как создание скоростного самолета-истребителя (история с БИЧ-14 не забылась). Сомнения, прежде всего, касались вопросов устойчивости и управляемости, поэтому считалось, что первоначально следует создать бесхвостый экспериментальный самолет с нагрузкой на крыло 40-60 кг/м² и полетной скоростью 350-400 км/ч.

Интересно,что у Черановского экспериментальный самолет с подобными характеристиками уже находился в разработке. Им стал гоночный БИЧ-21, о котором говорится в дальнейшем повествовании.

У мотоустановки БИЧ-20 Б.И. Черановский, Р.А. Пишучев, С.Н. Дружинин

Испытания БИЧ-20 на лыжном шасси в январе 1939 г.

Компоновочная схема первоначального варианта БИЧ-20 "Пионер"

Схема БИЧ-20

К концу 1938 г. в аэроклубе "Чайка" в подмосковных Подлипках был построен небольшой спортивный самолет БИЧ-20 "Пионер", проект которого проходил по конкурсу на "безопасный самолет". БИЧ-20 был испытан пилотом Р.А. Пищучевым на аэродроме в Тайнинке. Плохой аэродром, рыхлый снег и очень слабый мотор мощностью 18 л.с. затрудняли взлет, однако утверждалось, что после взлета самолет показал отличные качества.

После проведения доводок и устранения недостатков, установки более мощного двигателя мощностью 26 л.с., состоялись повторные испытания и полеты БИЧ-20. Летал пилот Виктор Расторгуев, который 4 и 10 января 1939 г. на аэродроме Центрального аэроклуба им. Чкалова совершил 3 полета общей продолжительностью 34 мин.

По результатам испытаний говорилось, что самолет на рулежке хорошо чувствует руля поворота, разбег при ветре 2-3 м/с составил 90-110 м. При полностью отданной ручке от себя самолет поднимает хвост через 30-35 м разбега. На разбеге хорошо сохраняет направление взлета и отлично реагирует на действия рулевого управления. Взлет осуществляется на скорости 75 км/ч, наивыгоднейшая скорость набора высоты 90 км/ч, максимальная скорость в горизонтальном полете 140 км/ч. Устойчив на всех режимах, хорошо реагирует на рули. Планирует устойчиво на скорости 110 км/ч, посадочная скорость 65 км/ч.

К недостаткам самолета пилот отнес жесткую установку двигателя на мотораме. Общий вывод в отношении БИЧ-20: никакой разницы в сравнении с нормальным типом самолета по управляемости и другим летным качествам нет, несмотря на оригинальную конструкцию. В управлении простой, обзор хороший.

Размах крыла, м 6,9

Длина, м 3,56

Площадь крыла, м² 9,0

Вес пустого, кг 181

Вес полетный, кг 287

Нагрузка на крыло, кг/м² 32

Скорость максимальная, км/ч 166

Скорость минимальная, км/ч 49

В конце 1938 г., под впечатлением создания удачного БИЧ-20 Черановский приступил к проектированию специального гоночного самолета СГ-1, предназначенного для участия в намеченных скоростных состязаниях спортивных самолетов. Самолет создавался в период, когда в Европе наблюдалось увлечение скоростными самолетами "Кодрон" с предельно совершенной аэродинамикой. По замыслу конструктора, СГ-1 с двигателем Рено "Бенгали" должен был иметь заметно более высокие скоростные характеристики чем "Кодрон" С.690 с таким же двигателем.

Проект самолета СГ-1 был подготовлен в начале 1939 г. В отзыве об эскизном проекте СГ-1, подготовленном бригадным инженером В.С. Пышновым 21 февраля 1939 г. говорилось, что применение схемы "летающее крыло" для гоночного самолета весьма рационально. Пышнов заключал, что данная схема позволяет получить минимальный вес при сравнительно тонком крыле. Благодаря схеме крыла "обратная чайка" уменьшается сопротивление крыла и фюзеляжа в месте их сопряжения. Вопрос устойчивости и управляемости никаких сомнений не вызывает, так как такая схема достаточно проверена на других машинах Черановского. Расчет максимальной скорости заслуживает доверия. Пышнов заключал свой отзыв о проекте Черановского утверждением, что самолет СГ-1 способен достичь рекордных показателей скорости.

8 марта 1939 г. авиаконструктор А.С. Яковлев подписал свой отзыв о самолете БИЧ-21: "самолет представляет интерес для проверки боевого применения безхвостки".

У самолета БИЧ-21 Б.И. Черановский, летчики Ф.С. Воейков, И.Г. Дарьяльский. 26 марта 1940 г.

Черановский осматривает крыло для продувочной модели СГ-1

Черановский с коллегами у самолета БИЧ-21.

Испытания БИЧ-21 весной 1940 г.

Длина в линии полета, м 4,7

Размах крыла, м 6,5

Площадь крыла, м² 9,0

Нагрузка на крыло, кг/м ² 71,5

Вес пустого, кг 526

Полетный вес, кг 643

Максимальная скорость, км/ч 424*

Посадочная скорость, км/ч 77

* Скорость расчетная.

БИЧ-21 начали строить в 1939 г. на средства Осоавиахима. Самолет представлял собой цельнодеревянный моноплан с крылом "обратная чайка", был оснащен двигателем Рено "Бенгали" мощностью 220 л.с. БИЧ-21 имел совершенные аэродинамические формы, был оборудован подвесными закрылками перевернутого профиля по всему размаху крыла. Конструкция самолета отличалась малым весом, шасси убирались с поворотом назад при помощи пневмосистемы.

Модель БИЧ-21 продули в аэродинамической трубе ЦАГИ Т-5, после чего было сделано заключение о приемлемых значениях продольной устойчивости и управляемости. Боковая устойчивость признавалась как недостаточная, кроме того, как малый определялся противокапотажный угол.

Самолет был построен в конце 1939 г. и в начале 1940 г. испытан пилотом Воейковым. Полетная скорость достигала 417 км/ч. В процессе испытаний подтвердилось, что самолет обладает недостаточной путевой устойчивостью. После нескольких полетов на БИЧ-21 увеличили вертикальное оперение.

В апреле 1941 г. был предпринят очередной полет с демонстрационными целями, при разбеге самолет скапотировал. В связи с началом войны, летом 1941 г. все работы по БИЧ-21 прекратились.

Окончание следует

Владимир Ильин