Битва за звезды-1. Ракетные системы докосмической эры

Ныне ведутся бесконечные споры о первенстве. Кто и что первым изобрел, кому принадлежит приоритет в той или иной области. В качестве аргументов приводятся расшифровки невразумительных анаграмм (вроде тех, которыми баловался Галилей) и еще более невразумительные дневниковые записи. Подобные споры свидетельствуют о наличии определенного комплекса неполноценности, и особенно печально, когда такой комплекс распространяется с отдельных людей на целую нацию.

На мой взгляд, самая правильная позиция в подобных спорах — нейтральная. Следует спокойно, без истерики, принимать и признавать достижения других, но и не унижать абсурдными сентенциями достижения соотечественников. В конце концов, гордиться своей принадлежностью к какой-то конкретной нации возможно только в том случае, если ты лично что-то сумел сделать для ее процветания; одного факта рождения на конкретной территории еще недостаточно. Скромнее надо быть, скромнее, и к тебе потянутся люди.

Именно на этом простеньком соображении я основывался, нарушив хронологическую последовательность в изложении материала и рассказав сначала о достижениях ракетчиков Третьего рейха. Мне представляется, что это справедливо, поскольку именно разработки Пенемюнде на многие годы вперед предопределили пути развития мировой космонавтики. Кроме того, государство под названием Третий рейх просуществовало всего лишь двенадцать лет и его история закончена — ее можно обсуждать сегодня безотносительно к перспективам и как готовую модель альтернативной, хотя и совершенно чуждой нам, инореальности. Ну а теперь пришла пора вернуться на несколько десятков лет назад и вспомнить о наших собственных достижениях в разработке стратегии завоевания космического пространства. И начнем мы, как то и принято, с Николая Ивановича Кибальчича.

«Воздухоплавательный прибор» Кибальчича

Мы помним, что с середины XIX века различными авторами выдвигались самые необыкновенные проекты использования силы реактивной отдачи в транспортных системах. Но в их ряду революционер Николай Кибальчич стоит особняком. Во-первых, он — человек ярчайшей судьбы. Во-вторых, он сформулировал новый и не встречавшийся в других проектах ракетодинамический принцип создания подъемной силы, исключавшей воздух как опорную среду.

До Кибальчича авторы проектов реактивных летательных аппаратов как в России, так и в других странах предлагали использовать принцип реактивного движения лишь для осуществления перемещения аэростата либо аэроплана в горизонтальном направлении, то есть для приведения летательного аппарата в движение. Подъемная же сила во всех без исключения проектах должна была создаваться либо за счет газа легче воздуха (аэростатический принцип), либо за счет обтекания несущих поверхностей (крыльев) потоком воздуха (аэродинамический принцип). Совершенно на ином принципе был основан летательный аппарат Кибальчича, для полета которого атмосфера не только не была необходима, но даже вредна, так как создавала дополнительное сопротивление.

Николай Кибальчич был одним из шести членов партии «Народная воля», обвиненных в убийстве царя Александра II, произошедшем 13 марта 1881 года (по новому стилю). Суд, состоявшийся с 7 по 9 апреля 1881 года в Петербурге, завершился вынесением смертного приговора всем шести обвиняемым. Организатором группы был Александр Желябов, который во время суда не упускал ни малейшей возможности выступить с обличительной политической речью. Человеком, бросившим бомбу в царя, был Николай Рысаков; участие же Кибальчича выразилось в том, что он изготовил бомбы и обучил Рысакова и других пользоваться ими.

Кибальчич был арестован 29 марта 1881 года. Когда в один из первых дней апреля адвокат вошел в камеру Кибальчича, он, ожидавший встретить фанатичного революционера или отчаянного преступника, увидел перед собой хорошо одетого, спокойного молодого человека, погруженного в глубокое раздумье. Кибальчич думал не о своей судьбе, он был занят изобретением некоего летательного аппарата. И первые же слова, с которыми обратился он к защитнику, были просьбой добиться разрешения писать в камере.

Итогом этих раздумий стала записка, ныне известная под названием «Проект воздухоплавательного прибора». Ее приобщили к делу и положили в архив Департамента полиции, откуда она была извлечена и обнародована лишь через 36 лет — в августе 1917 года.

Согласно Кибальчичу, предложенный им «воздухоплавательный прибор» имел вид платформы с отверстием в центре. Над этим отверстием устанавливалась цилиндрическая «взрывная камера», в которую должны были подаваться свечки» из прессованного пороха. Для зажигания пороховой свечки, а также для замены их без перерыва в горении Кибальчич предлагал сконструировать особые «автоматические механизмы».

Машина сначала должна была набрать высоту, а потом перейти на горизонтальный полет, для чего «взрывную камеру» следовало наклонять в вертикальной плоскости. Скорость предполагалось регулировать размерами пороховых «свечек» или их количеством. Устойчивость аппарата при полете обеспечивалась продуманным размещением центра тяжести и «регуляторами движения в виде крыльев».

Мягкая посадка «воздухоплавательного прибора» должна была осуществляться простой заменой более мощных пороховых «свечек» на менее мощные.

Нетрудно видеть, что летательный аппарат Кибальчича принципиально был пригоден и для полетов в безвоздушном пространстве. Сам автор об этом не говорил. Он ставил перед собой более скромную задачу, что явствует из названия проекта. Никто из изобретателей ракетных транспортных систем того времени не смотрел на свое изобретение как на средство, позволяющее покинуть пределы земной атмосферы — то была тема для фантастов. И все же первый проект ракетного космического корабля был уже не за горами.

Летательные аппараты Неждановского

Почти одновременно с Кибальчичем, но совершенно независимо от него и, по всей вероятности, даже не зная о его проекте, над проблемой реактивного полета начал работать другой русский ученый-изобретатель — Сергей Сергеевич Неждановский.

Вопросами воздухоплавания Неждановский начал заниматься в конце 70-х годов, а в июле 1880 года он впервые пришел к мысли о возможности устройства реактивного летательного аппарата, о чем свидетельствует относящаяся к этому времени запись в его рабочей тетради: «Летательный аппарат возможен при употреблении взрывчатого вещества; продукты его горения извергаются через прибор вроде инжектора».

В конце 1880 года Неждановский делает уже некоторые вычисления, относящиеся к ракетному летательному аппарату, приводимому в движение за счет реакции пороховых газов. Рассчитав два варианта двигателя (при давлении пороховых газов, равном 150 и 200 атмосфер), Неждановский пришел к следующему выводу: «Думаю, что можно и не мешает устроить летательный аппарат. Он может носить человека по воздуху по крайней мере в продолжение 5 минут. Раструб, выпуская воздух с наивыгоднейшей скоростью, доставит экономию в горючем материале и увеличит время и продолжение полета».

В 1882 году Неждановский вновь возвращается к мысли о возможности устройства реактивного летательного аппарата и рассматривает различные варианты двигателей, действующих реакцией углекислого газа, водяного пара и сжатого воздуха. В частности, им была высказана мысль о возможности устройства реактивного двигателя «по принципу магазинных ружей или митральез в 2 или 3 ствола, опять-таки для того, чтобы иметь возможность управлять силою и временем полета».

В том же году Неждановский высказывает мысль о возможности устройства двух типов реактивных летательных аппаратов тяжелее воздуха — с крыльями и без них. Кроме того, им была указана возможность применения одного из предложенных реактивных двигателей, действовавшего реакцией сжатого воздуха, для горизонтального перемещения летательных аппаратов легче воздуха («воздушного шара сигарообразной формы»),

В отличие от большинства изобретателей, занимавшихся до него решением проблемы реактивного полета, Неждановский почти совершенно не занимался разработкой конструкции летательных аппаратов, уделяя основное внимание проблеме создания двигателя и поиску оптимального топлива для него.

Особого внимания заслуживает предложение Неждановского применять в качестве источника энергии взрывчатую смесь, состоящую из двух жидкостей — горючего и окислителя. В своей рукописи, относящейся к 1882–1884 годам, он писал:

Это уже похоже на принцип работы жидкостного ракетного двигателя. Следует, однако, указать, что при этом Неждановский исходил лишь из эксплуатационных соображений. Такие важные преимущества жидкостных ракетных двигателей, как независимость их работы от условий окружающей среды и значительно большая энергоемкость по сравнению с другими известными в то время реактивными двигателями, были оставлены изобретателем без внимания.

Ракета Александра Федорова

Из всех ранних проектов космических кораблей, опубликованных в дореволюционной России, один имеет особое значение. Он принадлежит изобретателю Александру Петровичу Федорову, которого я уже упоминал в главе 1.

О жизни Федорова мало что известно, но его труд «Новый принцип воздухоплавания, исключающий атмосферу как опорную среду» стал тем малым камешком, который породил лавину.

В этой работе, опубликованной в Петербурге в 1896 году, изобретатель отмечал, что все предложенные до него проекты летательных аппаратов были так или иначе основаны на применении атмосферы в качестве опорной среды, и указывал, что его проект «идет вразрез с установившимся основным положением к разрешению задачи и пытается поставить эту последнюю на новый путь». (Заблуждение Федорова простительно, если учесть, что работы Кибальчича и Неждановского на тот момент еще не были опубликованы.)

Согласно проекту Федорова, летательный аппарат приводился в движение при помощи системы труб — одна в другой. Сжатый газ через боковые патрубки поступает в кольцеобразную полость, образуемую стенками внешней и внутренней трубы, наполняет ее, затем через отверстие внутренней трубы выходит наружу. При этом давление газа на верхнюю (закрытую) часть внешней трубы ничем не уравновешивается.

«Стало быть, — писал Федоров, — наша труба, как и ракета в полете или рывке при отдаче, получит стремление двигаться по своей оси <…>, иначе говоря, к трубе будет приложена сила, направление которой всегда, при всяком положении трубы, будет совпадать с продольной осью последней и идти от открытого конца к закрытому».

Далее он указывал: «…Если мы составим систему таких труб, в которой: 1) одни из них стоят вертикально, выпускными отверстиями вниз, 2) другие лежат горизонтально по продольной оси системы и 3) спиралями, обвивающими вертикальную ось системы, то первая группа даст нам подъем, вторая — поступательное движение, а третья — вращение вокруг вертикальной оси, т. е., иначе сказать, заменит нам руль; следовательно, наша система будет обладать всеми данными для свободного полета».

Значение работы Александра Федорова не исчерпывается содержащимися в ней идеями. Она сыграла огромную роль в истории космической техники, послужив исходным пунктом для рассуждений Константина Циолковского. Вот как рассказывает об этом сам Константин Эдуардович: «В 1896 году я выписал книжку А. П. Федорова «Новый принцип воздухоплавания…» Мне показалась она неясной (так как расчетов никаких не дано). А в таких случаях я принимаюсь за вычисления самостоятельно — с азов. Вот начало моих теоретических изысканий о возможности применения реактивных приборов к космическим путешествиям».

Ракеты и ракетные поезда Константина Циолковского

Константин Эдуардович Циолковский — одна из самых неоднозначных фигур в истории. С одной стороны, никто не может отрицать его заслуг перед человечеством на поприще разработки теоретических основ космонавтики. С другой стороны, он был активнейшим сторонником и пропагандистом людоедской философии чистки генофонда человечества, отстаивая принципы, которые привели бы в ужас даже Гитлера со товарищи. И, наверное, правильно, что человечество помнит первое и постаралось забыть второе, оставив Константину Эдуардовичу оставаться в истории на правах чистого гения, открывшего для всех нас космос.

О Циолковском написано достаточно книг, и я не буду здесь пересказывать его биографию — она хорошо известна. Наша задача состоит в том, чтобы отметить те его проекты, которые так или иначе связаны с вопросом межпланетных перелетов. Замечу, что, как это часто случается с гениями, обогнавшими свое время, ни один из проектов, предложенных Константином Эдуардовичем, так никогда и не был реализован, но зато идеи, заложенные в них, широко используются и по сей день. Время от времени даже случались «переоткрытия» Циолковского, когда вдруг выяснялось, что «новая» и активно обсуждаемая идея уже была сформулирована в одном из его трудов.

Разумеется, Циолковский тоже начинал не на пустом месте. И ранние проекты его основывались на идеях, вычитанных из книг.

Впервые мысль о возможности строительства космического корабля возникла у Циолковского в 1873 году — когда он, в возрасте 16 лет, проходил курс самообучения в Москве. Устройство для запуска межпланетного снаряда по проекту Циолковского представляло собой закрытую камеру, в которой вращалась карусель с противовесами. В нужный момент камера открывалась и снаряд выбрасывался под действием центробежной силы.

Впоследствии Циолковский перебрал практически все известные схемы космических движителей: от аэростатических до электроракетных.

В 1883 году в рукописной работе «Свободное пространство» он пришел к выводу, что единственно возможным способом перемещения в пространстве, где практически не действуют ни силы тяготения, ни силы сопротивления среды, является способ, основанный на действии реакции отбрасываемых от данного тела частиц вещества. Однако начало его серьезных теоретических изысканий в этой области относится к 1896 году. Главная заслуга Циолковского заключается в том, что он объединил техническую идею ракеты с темой межпланетных полетов, создав теорию движения космических ракет.

В 1903 году Циолковский опубликовал свой классический труд «Исследование мировых пространств реактивными приборами», в котором впервые была научно обоснована возможность осуществления космических полетов при помощи ракеты и даны основные расчетные формулы ее полета. В этой же работе было уделено большое внимание вопросу нахождения наилучшего топлива для космической ракеты. До конца XIX века находили применение лишь реактивные двигатели на твердом топливе — пороховые ракеты. Однако Циолковский показал, что для ракет дальнего действия наиболее эффективным явится двигатель, работающий на жидком топливе с окислителем, и дал принципиальную схему такого двигателя.

В то время Циолковский еще не давал конструктивного проекта своего звездолета, считая необходимой детальную проработку его идеи с принципиальной стороны. Поэтому в книге «Исследование мировых пространств реактивными приборами» 1903 года мы встречаем описание конструктивно очень простой ракеты:

Значение работы Циолковского «Исследование мировых пространств реактивными приборами» трудно переоценить. Однако в первом десятилетии XX века эта книга осталась незамеченной как в России, так и за границей. Вторично она была напечатана (в значительно расширенном виде) в 1911–1912 годах в журнале «Вестник воздухоплавания».

В этой расширенной работе Циолковский впервые высказал мысль об использовании энергии распада атомов:

Одновременно он выдвинул идею создания электроракетных двигателей, указав, что «с помощью электричества можно будет со временем придавать громадную скорость выбрасываемым из реактивного прибора частицам».

В дальнейших работах Циолковский более подробно развивает и совершенствует свои проекты, не оставляя мысли о полетах в межпланетном пространстве. Вот как он описывает космическую ракету в 1914 году:

Система управления ракетой осуществляется с помощью «газовых рулей» и выглядит следующим образом:

Любопытно описание старта и полета этой ракеты, приведенное Циолковским в работе «Космический корабль» (1924 год):

Следующую свою ракету 1915 года Константин Циолковский описывает так:

В более поздний период жизни Циолковский в своих исследованиях в области межпланетных сообщений основное внимание уделял двум проблемам — достижению космических скоростей и нахождению оптимального топлива для ракеты. Работая над разрешением первой проблемы, Циолковский уже в 1926 году пришел к выводу, что ракета сможет достигнуть космических скоростей лишь в том случае, если получит сравнительно высокую начальную скорость без затраты своего собственного запаса топлива. Проанализировав возможные способы сообщения ракете предварительной скорости, Циолковский пришел к выводу, что «самый простой и дешевый в этом случае прием — ракетный, реактивный». Исходя из этого, он предложил применить для достижения космических скоростей двухступенчатую ракету, первая ступень которой (по терминологии Циолковского — «земная ракета») должна была двигаться по Земле и в плотных слоях атмосферы.

Циолковским был также произведен расчет запаса топлива, массы конструкции, скорости и других параметров каждой ступени.

Дальнейшее развитие теория многоступенчатых ракет получила в книге Циолковского «Космические ракетные поезда» (1929 годы) и в одной из глав рукописи «Основы построения газовых машин, моторов и летательных приборов», которая при жизни ученого так и не была опубликована.

Циолковский предложил два способа достижения космических скоростей: при помощи ракетного поезда и при помощи эскадрильи ракет. Оба способа имели много общего и заключались в том, что в полет отправлялось несколько ракет, из которых конечной цели достигала только одна. Остальные же ракеты играли роль ускорителей и после израсходования топлива возвращались на Землю.

Однако при первом способе (космический ракетный поезд) ракеты соединялись последовательно, одна за другой, и работала только одна головная ракета. После израсходования топлива головная ракета отделялась от ракетного поезда, после чего начинала работать вторая ракета, ставшая теперь головной, и так далее.

При втором способе (эскадрилья ракет) ракеты соединялись параллельно и работали все одновременно, но использовали топливо не целиком, а лишь наполовину. После этого топливо одной части ракет сливалось в полупустые баки другой части ракет, которые продолжали дальнейший путь с полным запасом горючего. Пустые же ракеты отделялись от эскадрильи и возвращались на Землю. Процесс переливания продолжался до тех пор, пока от эскадрильи не оставалась одна ракета.

Рассмотрим проект ракетного поезда, предложенный Циолковским.

Сразу же оговорив, что проект представлен в самом общем виде, Константин Эдуардович переходит к характеристикам ракеты, составляющей «ракетный поезд». Ее поперечник составляет 3 метра, длина — 30 метров, толщина стенок — 2 миллиметра, общий вес ракеты с полезной нагрузкой — 9 тонн. Запас взрывчатых веществ на всю ракету весит 27 тонн. Объем обитаемого пространства составляет 78 м³. Если экипаж будет состоять из 10 человек, то каждому достанется около 8 м³, или кубическая комната с ребром в 2 метра. Кислорода при удалении продуктов дыхания должно хватить на 16 дней полета.

Так как всем ракетам, составляющим «поезд», предстоит планирование при возвращении на Землю, то каждая ракета имеет следующее устройство.

«Одиночная надутая оболочка, — пишет Циолковский, — имеющая по необходимости форму точеного на токарном станке тела (тела вращения), планировать будет слабо. Надо соединить, например, три таких поверхности. Надутые воздухом или кислородом примерно до двух атмосфер, они представят собою весьма прочную балку. Крылья мы не можем предложить вследствие значительного их веса».

В качестве главного элемента управления используются рули: направления, высоты и противодействия вращению. Они должны действовать не только в воздухе, но и в пустоте. Рули находятся в задней части каждой ракеты. Их две пары. За ними расположены «взрывные» трубы числом не менее четырех. Направление выхлопа в сторону, чтобы не задеть заднюю ракету.

Носовая часть замыкающей ракеты «поезда» занята людьми. Наблюдение за окружающим пространством осуществляется через маленькие кварцевые окна — они нужны для оперативного управления ракетой в момент старта. Большие окна обозрения до момента выхода за пределы атмосферы закрыты ставнями.

За жилым помещением следует машинное отделение (насосы и двигатели для них), наконец, кормовая часть занята взрывными трубами и окружающими их баками с нефтью. Последние окружены баками со свободно испаряющимся жидким кислородом

Вот как описывает Циолковский старт «ракетного поезда»:

Как видите, «ракетный поезд» Циолковского — это вовсе не современная многоступенчатая ракета-носитель.

Идея «эскадрильи ракет» была сформулирована в главе «Наибольшая скорость ракеты» из работы «Основы построения газовых машин, моторов и летательных приборов», опубликованной в 1947 году.

Работа эта примечательна еще и тем, что в ней Константин Эдуардович выступает вразрез со своими предыдущими заявлениями, исключающими ракетный аэроплан как еще один путь возможного развития космической техники.

Подавляющее большинство историков космонавтики сходятся на том, что, несмотря на многообразие идей, выдвинутых Циолковским, он все же сумел сконцентрироваться на «единственно верном» направлении — разработке теории мощных ракет с жидкостным двигателем. Однако это не совсем так. В работе «Наибольшая скорость ракеты» Циолковский как раз анализирует способ достижения космических скоростей посредством ракетоплана. В сущности, упомянутая «эскадрилья ракет» — это несколько ракетопланов, часть которых являются «заправщиками», осуществляя дозаправку «космического ракетоплана» по мере подъема над Землей.

Более того, в этой работе Циолковский приводит приблизительную программу поэтапного совершенствования ракетопланов: от первого «несовершенного и слабого реактивного аэроплана» до группы ракетопланов из 16 машин, способных осуществить выход за пределы атмосферы. Все это напоминает нам «дерзновенные мечтания» Макса Валье, однако вряд ли Константин Эдуардович опирался на труды немецкого популяризатора — скорее всего, к необходимости изменения взглядов в пользу ракетоплана его подвел Фридрих Цандер.

Ракетопланы Фридриха Цандера

В работе «Основы построения газовых машин, моторов и летательных приборов» Циолковский, в частности, пишет, что его предыдущие проекты (разгонные железнодорожные эстакады и ракетные поезда) осуществимы, но на данном этапе (речь, напомню, идет о 30-х годах) они слишком дороги. Далее Константин Эдуардович рассказывает читателю, как можно быстро и дешево достичь космических скоростей:

«Прием же группы первых слабых машин и переливание взрывчатых веществ гораздо доступнее для состояния умов современного человечества. Уже один ракетоплан побудит к последующему опыту с двумя одинаковыми и несовершенными приборами.

Сами по себе они ценны, т. е. и в одиночку могут служить народам. Опыты с несколькими ракетопланами будут производиться между прочим, как интересные трюки. Но эти трюки приведут неизбежно к получению космических скоростей.

Итак, основа этого успеха — получение первого, хотя бы и плохого ракетоплана. Построение таких же одинаковых снарядов двинет дело увеличения скоростей, которому как бы нет предела».

Гениальный ученый, видимо, не понимал, что тиражирование «плохих» ракетопланов, скорее, вредит делу достижения космических скоростей, дискредитируя саму идею. Но жил в России человек, который считал, что ракетопланы должны быть хорошими, потому что именно им суждено стать тем транспортным средством, которое позволит человеку подняться за пределы атмосферы. Этого человека звали Фридрих Артурович Цандер.

Вопросами межпланетных сообщений Цандер начал интересоваться очень рано. Уже в детские годы он с увлечением читал научно-фантастические книги о путешествиях на другие планеты и мечтал о полетах к звездам.

Начало научных изысканий Цандера в этой области относится к 1907–1908 годам, когда он впервые стал задумываться над такими вопросами, связанными с устройством космических кораблей, как «условия, определяющие форму корабля, место для горючего, переработка солнечного тепла, выбор движущей силы» и так далее. Тогда же им были сделаны первые расчеты, относящиеся к истечению газов из сосудов, к работе, необходимой для преодоления притяжения Земли, и некоторым другим вопросам, связанным с проблемами космонавтики, а в 1909 году им была впервые высказана мысль о желательности использования твердого строительного материала ракеты в качестве горючего — принцип так называемой «самосжигаемой» ракеты. Впоследствии Цандер неоднократно возвращался к этой идее. Например, в своей поздней работе «Проблема полета при помощи реактивных аппаратов» (1932 год) он описывает этот проект следующим образом:

Фридрих Цандер был убежденным сторонником экономии в деле строительства космического корабля. Он не воспринимал атмосферу как препятствие, изыскивая способы использовать ее ресурсы для облегчения подъема на орбитальную высоту. Понятно, что очень скоро он пришел к необходимости замены простой ракетной схемы ракетопланом с комбинированной двигательной установкой.

Признавая в своих работах авторитет и приоритет Циолковского, Цандер открыто полемизирует с ним, доказывая преимущества своего проекта.

В самом общем виде этот проект выглядит так. Межпланетный корабль Цандера служил фюзеляжем большого самолета и, кроме того, снабжался дополнительно небольшими крыльями, предназначенными для спуска. При полете в низших, более плотных слоях атмосферы в качестве силовой установки должен был служить либо разработанный Цандером поршневой двигатель особой конструкции, работавший на бензине и жидком кислороде, либо воздушно-реактивный двигатель, использовавший в качестве окислителя кислород окружающего воздуха.

При достижении же высоких разреженных слоев атмосферы должны были включаться жидкостные ракетные двигатели, а ставшие ненужными части большого самолета, изготовленные из металлов с высокой теплотворной способностью, должны были втягиваться в корпус и расплавляться с тем, чтобы использоваться в качестве дополнительного горючего. Для спуска на Землю или другие планеты, обладающие атмосферой, должны были служить добавочные малые крылья, дававшие возможность совершать посадку без каких-либо затрат горючего.

Вот описание межпланетного космического корабля на основе аэроплана с жидкостным ракетным двигателем и сжигаемыми частями, приведенное в одной из работ Цандера:

Как видите, Цандер старался сделать предельно экономичную схему. Он всячески подчеркивает, что простая ракета конструкции Циолковского или Оберта слишком дорога, чтобы использовать ее как средство для межпланетных перелетов:

Цандер также указывает на то, что в 1920-е годы накоплен изрядный опыт в производстве самолетов, и использование этого опыта гораздо скорее приблизит наступление космической эры, нежели проектирование и отработка мощных и дорогих ракет.

Стремление Фридриха Цандера максимально снизить стоимость межпланетного перелета проявилось и в его работах, посвященных космическим кораблям, использующим для своего движения давление солнечных лучей или электростатическое взаимодействие. Цитирую по статье Цандера «Перелеты на другие планеты» 1924 года:

Таким образом, Цандер одним из первых выдвинул идею «солнечного паруса», об истории и области применения которого мы подробно поговорим в главе 19.

Двигатели Цандера класса «ОР»

Однажды к писателю Алексею Толстому зашел председатель первого советского «Общества изучения межпланетных сообщений» Григорий Крамаров. Писатель жил в небольшой комнате с полками, заваленными книгами. На тумбочке Крамаров заприметил пачку толстых тетрадей и поинтересовался, что в них содержится.

«Это мои расчеты воздушного реактивного корабля и пути его следования на Марс», — охотно признался Толстой.

«Почему именно на Марс?» — спросил Крамаров.

«Предполагается, что на Марсе имеется атмосфера и возможно существование жизни. К тому же, — добавил писатель, — Марс считается красной звездой, а это эмблема нашей советской Красной Армии…»

Так на свет появился роман «Аэлита». Ныне принято считать, что прототипом инженера-самоучки Мстислава Лося, построившего ракету на Марс, был Фридрих Цандер. Для подобною утверждения есть серьезные основания, так как в начале 20-х годов инженер Цандер был широко известен в кругах московской интеллигенции как активнейший популяризатор идеи межпланетных полетов, а его лозунг «Вперед, на Марс!» употреблялся к месту и не к месту.

Именно Цандеру удалось привлечь внимание правительства большевиков и даже самого Ленина к проблемам энтузиастов космонавтики. Встреча Цандера с «кремлевским мечтателем» состоялась в декабре 1920 года. Ленин оказался среди слушателей доклада Фридриха Артуровича. Выслушав рассказ Цандера об условиях, в которых окажется космонавт, узнав, что поможет ему выдержать ускорение, как он будет одеваться и питаться, Ленин спросил: «А вы полетите первым?» И, услышав утвердительный ответ, крепко пожал руку изобретателю. Чтобы не возникло кривотолков, замечу, что эту историю рассказывал сам Цандер.

Пользуясь тем, что Ленин обещал ему поддержку, Цандер принял самое деятельное участие в организации «Общества изучения межпланетных сообщений» и стал впоследствии членом его президиума. Любопытно, что действительным членом «Общества» числился Феликс Дзержинский, всемогущий глава ВЧК!

Но Цандер выступал не только как генератор необычных идей и общественный деятель. Начиная с 20-х годов он все большее внимание удаляет еще одному направлению своих изысканий — разработке теории расчета реактивных двигателей. Здесь Цандер выступает как талантливый инженер, давший оригинальное решение ряда весьма важных вопросов, связанных с проектированием реактивных двигателей. Им были написаны такие работы, как «Тепловой расчет жидкостного ракетного двигателя», «Применение металлического топлива в ракетных двигателях», «Вопросы конструирования ракеты, использующей металлическое топливо» и другие.

В 1928 году Цандер приступает к практическому осуществлению своих замыслов в области ракетной техники. Не оставляя мысли об использовании высококалорийных металлов в качестве дополнительного горючего, он проводит опыты по изготовлению легких сплавов, содержащих магний, и сжиганию их в воздухе.

Примерно в это же время Цандер, устроившись в Винтомоторный отдел Центрального аэрогидродинамического института (ЦАГИ), начинает проектирование своего первого реактивного двигателя «ОР-1» (сокращение от «Опытный Реактивный»), с помощью которого инженер предполагал практически проверить принятые им методы расчета и получить первые экспериментальные результаты.

Двигатель «ОР-1» был собран в 1930 году. Он работал на бензине и газообразном воздухе и развивал тягу до 5 килограммов. В период с 1930 по 1932 год Цандер провел большое количество испытаний этого двигателя.

Результаты, полученные при этих испытаниях, дали возможность перейти к созданию более совершенных двигателей, в которых в качестве окислителя применялся жидкий кислород.

С 1932 года в ГИРДе (Группа изучения реактивного движения) под руководством Цандера велась работа по созданию жидкостных ракетных двигателей, предназначенных для установки на ракетоплане «РП-1» (двигатель «ОР-2») и в качестве силовой установки ракеты «ГИРД-Х» (двигатель «10»).

Преждевременная смерть не дала Цандеру довести до конца многое из задуманного, но это сделали его многочисленные соратники, ученики и последователи, составившие целую школу в советской космонавтике.

Межпланетные корабли Юрия Кондратюка

Когда изучаешь историю российской (или, если угодно, советской) космонавтики, то невольно приходишь к выводу, что нашей стране самой судьбой (или, если угодно, Богом) было предначертано стать космической державой. Допустим, Константин Циолковский так бы и остался безвестным школьным учителем, склеивающим из бумаги причудливые модели. Допустим, Фридрих Цандер предпочел бы всю жизнь заниматься винтомоторными самолетами. Но и в этом случае оставался резервный вариант! И вполне возможно, сегодня мы изучали бы в школах не биографию Циолковского, а биографию Юрия Васильевича Кондратюка, восхищаясь его талантом и даром технического предвидения. Сегодня его лишь упоминают в списке пионеров ракетостроения, а ведь этот человек, живший вдали от столиц и ничего не знающий о Циолковском, Цандере, Оберте или Годдарде, сумел создать свою собственную теорию ракет для межпланетного полета.

Жизнь и научная деятельность Юрия Кондратюка (подлинное имя — Александр Игнатьевич Шаргей) до настоящего времени изучены очень слабо. Долгое время была известна лишь одна его работа, посвященная проблемам астронавтики, — книга «Завоевание межпланетных пространств», изданная на средства автора в 1929 году в Новосибирске. И лишь в послевоенные годы стало известно, что сохранилось еще несколько рукописей Кондратюка по вопросам межпланетных сообщений, которые в 1938 году были переданы автором известному историку авиации Воробьеву.

Изучая рукописи Кондратюка, можно наблюдать, как постепенно, на протяжении ряда лет, формировались его взгляды на проблемы освоения космического пространства, как от первых наивных выводов Кондратюк пришел к взглядам, нашедшим отражение в книге «Завоевание межпланетных пространств».

Первый вариант рукописи Кондратюка по межпланетным сообщениям, датируемый 1916–1917 годами, носит характер черновых записей, в которых автор нередко ошибается, спорит сам с собой, в ряде случаев переписывает и пересчитывает отдельные разделы. Однако уже в этих ранних набросках встречается ряд интересных высказываний.

Проанализировав такие известные ему проекты приспособления для запуска пилотируемого межпланетного снаряда, как электрическая пушка «длиною в несколько сот верст» и гигантская праща, Кондратюк пришел к выводу, что наиболее подходящим средством для выхода в межпланетное пространство является «реактивный прибор».

Далее Кондратюк, как и Циолковский, поставил перед собой задачу — вывести основную формулу полета ракеты, чтобы ответить на вопрос: «Возможно ли совершать межпланетный полет на реактивном приборе при существующих ныне известных веществах?»

Проведя соответствующие расчеты, он повторно вывел (несколько иным способом, чем Циолковский) основную формулу полета ракеты (формулу Циолковского) и установил, что скорость полета ракеты в пустоте зависит лишь от скорости истечения продуктов сгорания, определяемой свойствами топлива, и от соотношения начальной и конечной массы.

Придя к выводу, что полет на другие планеты при помощи ракеты принципиально возможен, Кондратюк приступает к уточнению ряда вопросов, связанных с полетом в космическое пространство. В своей первой рукописи он рассматривает такие вопросы, как влияние сил тяготения и сопротивления среды, выбор величины ускорения и способов отлета, устройство отдельных частей межпланетного корабля, его управляемость и устойчивость.

Проект «реактивного прибора» Кондратюка выглядел так:

Таким образом Кондратюк уже в первой своей работе предложил многоступенчатую ракету, работающую на кислороде и водороде.

Рассуждая ниже о способах возвращения снаряда на Землю, Кондратюк приводит схему спускаемого аппарата, помещенного в специальный жаропрочный футляр, похожий на «вытянутое ядро», с внутренней системой охлаждения. В более поздних работах возвращаемый аппарат выглядит иначе — теперь он использует атмосферу для гашения скорости, спускаясь к Земле по сужающейся спирали. На конечном этапе возвращаемый аппарат должен, по замыслу Кондратюка, выглядеть следующим образом:

Этот аппарат заметно отличается от ракетопланов Цандера, но сама мысль об использовании особой аэродинамической схемы взамен «ракеты в футляре» весьма примечательна

В своих работах Кондратюк говорит и о возможности использовании солнечной энергии и применении для этой цели особых зеркал. Но в отличие от Цандера он предлагал использовать не силу давления солнечных лучей, а тепловую составляющую солнечного излучения для подогрева рабочего вещества движителя.

Согласно Кондратюку, параболическое зеркало концентрирует в своем фокусе солнечные лучи, нагревая приемник тепла, в котором может осуществляться реакция выделения водорода и кислорода из воды. Полученный путем разложения гремучий газ направляется в «двигатель внутреннего сгорания».

Помимо применения концентрирующих зеркал на межпланетном корабле, Кондратюк мечтал о том, чтобы вывести такие зеркала на орбиту с целью обогрева Земли или даже терраформировать с их помощью другие планеты.

Такая вот эволюция: от «зеркального» движителя и освещения столиц — к замораживанию и испепелению «участков» земной поверхности, населенных, как нетрудно догадаться, «нашими врагами». Кондратюк был, видимо, одним из первых, кто задумался о возможности создания орбитального оружия, но, к сожалению, не последним.

Однако Юрий Кондратюк смотрел еще дальше. Определив основные этапы программы освоения космического пространства, он указал, что для осуществления перелетов к Луне, к Марсу и другим планетам необходима промежуточная база, расположенная на орбите спутника Луны. Для снабжения базы Кондратюк предлагал использовать беспилотные транспортные ракеты или снаряды, запускаемые из двухкилометровой пушки. Чтобы свести вероятность «промаха» транспортного снаряда к минимуму, изобретатель советовал развернуть в пространстве рядом с базой «сигнальную площадь» из материала, «обладающего возможно большим отношением отражательной способности видимых лучей к весу его квадратного метра». Если общая площадь этого сооружения будет не менее «нескольких сотен тысяч квадратных метров», то его, по мнению Кондратюка, можно будет наблюдать с Земли, что позволит корректировать запуск транспортных ракет и снарядов.

Сама база должна была иметь форму тетраэдра из алюминиевых ферм, в вершинах которого расположены массивные элементы базы с жилыми помещениями и складами. На базе должна постоянно дежурить смена из трех человек У них имеется мощный телескоп-рефлектор для астрономических наблюдений, а также небольшая ракета на двух пилотов со своим астрономическим оборудованием, способная вылетать на перехват транспортных снарядов и даже совершать кратковременные посадки на Луну. Двусторонняя связь между базой и Землей осуществляется посредством световых сигналов, посылаемых мощными прожекторами, установленными на Земле, и с помощью легкого металлического зеркала, установленного на базе.

Самым примечательным в этом проекте является то, что именно Кондратюк первым предложил разделить «лунный корабль» на две части — на орбитальный (база) и посадочный (двухместная ракета) модули, показав при этом, что такая схема заметно снизит расходы на лунную экспедицию. Идея «разделения» имела поистине историческое значение.

Вот что однажды написал Джон Хуболт, один из создателей космической системы «Аполлон» («Apollo»):

Именно Джон Хуболт был инициатором использования в американском проекте лунной экспедиции двухмодульной схемы Кондратюка, и в упорной борьбе с ведущими специалистами, в том числе с Вернером фон Брауном, ему удалось настоять на своем.

Подробности этой битвы идей стали известны позднее, когда в марте 1969 года «Лайф» опубликовал статью Дэвида Шеридана «Как идея, которую никто не хотел признавать, превратилась в лунный модуль». В частности, в статье Шеридана говорилось: «Идея, которая вызвала к жизни лунный модуль, еще более дерзка, чем сам аппарат». В 1961 году схема Кондратюка показалась американским специалистам настолько нелепой, что предложивший ее Джон Хуболт был даже осмеян.

Однако потом было признано: настойчивость Хуболта, его «одинокая и бесстрашная битва» за схему Кондратюка сберегла Соединенным Штатам миллиарды долларов и пару лет бесценного времени.

Судьба же талантливого изобретателя, который, не будь Циолковского или Цандера, вполне мог стать «отцом» современной космонавтики, сложилась трагически. В 1930 году он как сотрудник «Хлебстроя» был обвинен во вредительстве и получил три года; срок впоследствии был заменен ссылкой и работой в одном из проектных бюро ОГПу. В 1941 году Юрий Кондратюк ушел добровольцем на фронт и погиб в бою на территории Кировского района Калужской области. Недавно озвученная версия, якобы он попал в немецкий плен и работал в Пенемюнде, не подтвердилась.

ГДЛ: укротители огня

Интерес правителей Советской России к проблеме межпланетных сообщений, чем бы он ни был вызван, весьма способствовал появлению и дальнейшему развитию сообществ энтузиастов космонавтики. В ноябре 1921 года Совет Народных Комиссаров установил пожизненную пенсию для Циолковского. В мае 1924 года образовано «Общество изучения межпланетных сообщений». В апреле 1927 года состоялось открытие первой в истории «Выставки моделей и механизмов межпланетных аппаратов» в Москве. Издаются и переиздаются труды тех, кого впоследствии назовут «пионерами ракетостроения». Проводятся конференции, читаются доклады.

Интерес коммунистических правителей к космонавтике не остался незамеченным в странах «враждебного капиталистического окружения», вызывая понятную озабоченность. А у страха, как известно, глаза велики, и порой доходило до курьезов.

Например, в 1927 году была опубликована статья некоего Б. Рустем-Бека «В два дня на Луну». Статья сообщала о фантастической телеграмме, якобы отправленной из России в Лондон: «Одиннадцать советских ученых в специальной ракете вылетают на Луну». Весьма примечательны комментарии к этому сообщению, напечатанные газетой «Дейли Кроникл»:

И в самой России кипели страсти вокруг темы космических путешествий. Новгородская газета «Звезда» сообщала своим читателям:

На адрес Циолковского и в «Общество изучения межпланетных путешествий» приходят горы писем с просьбой записать в отряд межпланетчиков.

Раньше или позже энтузиазм населения и самих «ракетчиков» должен был принести плоды в виде формирования специальных научных групп, занимающихся исключительно исследованием вопросов космонавтики и разработкой космических аппаратов. И такие группы были созданы. Первая из них объединилась вокруг Газодинамической лаборатории, вошедшей в историю под аббревиатурой ГДЛ.

Прямой предшественницей ГДЛ являлась Лаборатория для реализации изобретений инженера-химика Николая Ивановича Тихомирова, созданная в марте 1921 года и размещавшаяся в Москве в доме № 3 по Тихвинской улице. В состав этой организации входили химическая и пиротехническая лаборатория и слесарно-механическая мастерская.

Николай Тихомиров занимался ракетным делом с 1894 года. Произведя серию опытов с пороховыми и жидкостными ракетами, он счел нужным предложить Морскому министерству проект боевой ракеты, в качестве энергоносителя которой можно было использовать не только твердое топливо — порох, но и жидкое — смеси спиртов и нефтепродуктов. Экспертиза предложения длилась с 1912 по 1917 год, когда, по понятным причинам, это дело было прекращено. Только в мае 1919 года управляющий делами Совнаркома Владимир Бонч-Бруевич получил от Тихомирова предложение реализовать его изобретение — «самодвижущуюся мину для воды и воздуха», которая, по сути дела, являлась пороховой ракетой. Тихомиров просил Бонч-Бруевича довести свое ходатайство до председателя Совнаркома Владимира Ленина. Изобретение было подвергнуто ряду новых экспертиз и только в начале 1921 года признано имеющим важное государственное значение.

К тому времени Тихомиров пришел к выводу, что применявшийся в ракетах черный дымный порох не может обеспечить ни значительной дальности, ни стабильности полета ракет. Поэтому он сосредоточил все усилия на создании принципиально нового пороха, свободного от недостатков черного. В результате упорных изысканий появился мощный, стабильно горящий бездымный пироксилиновый порох на нелетучем растворителе — тротиле. Шашки из пироксилино-тротилового пороха горели без дыма, с огромным газообразованием и вполне стабильно.

В 1925 году ГДЛ перебазировалась в Ленинград. Ее сотрудники занимались в основном разработкой ракетных двигателей: сначала — на бездымном порохе (шашки для боевых активно-реактивных снарядов, твердотопливные ускорители для самолетов), затем — на жидком.

В 1929 году в ГДЛ был организован отдел под руководством Валентина Петровича Глушко. В этом отделе был спроектирован и создан первый в истории электрический ракетный двигатель (ЭРД). Принцип действия такого двигателя был довольно прост: в камеру сгорания двигателя, снабженную соплом, подается электропроводящее вещество, через которое производится мощнейший электрический разряд; при этом проводник мгновенно переходит в газообразное состояние, и продукты сгорания вытекают через сопло, создавая реактивную тягу. Отдел Глушко провел ряд экспериментов с этим двигателем, используя в качестве электропроводящего рабочего вещества литий, бор, алюминий, магний, кремний и бериллий.

Первоначально эти опыты велись в лаборатории «Миллион вольт» академика Чернышева в Лесном, а позднее, с начала 1933 года, — на собственной экспериментальной установке, смонтированной в одном из казематов Петропавловской крепости на Неве. Установка позволяла получать энергетические дозы в виде электрических импульсов с крутым фронтом (порядка нескольких микросекунд) и амплитудой до 100000 В. Существо происходящего при этом процесса Глушко описал в своей дипломной работе следующим образом: «В рассматриваемом случае взрыв происходит вследствие быстрого перехода вещества из твердого состояния в газообразное, то есть вследствие чисто физических причин, без изменения химической структуры участвующего во взрыве вещества».

На базе идеи электрического ракетного двигателя Валентин Глушко предложил проект космического корабля «Гелиоракетоплан». Этот корабль должен был представлять собой полую сферу с кольцевым поясом ЭРД, снабжение которых электроэнергией осуществлялось посредством плоской батареи из «солнечных» термоэлементов.

Помимо столь экзотических проектов, отдел Глушко занимался разработкой жидкостных реактивных двигателей и создал целую серию их — от «ОРМ-1» по «ОРМ-52» (сокращение от «Опытный Ракетный Мотор»).

Мы не будем перебирать здесь все эти двигатели, отметим только некоторые из них, имевшие особое значение для истории космонавтики.

«ОРМ-1» стал первым советским экспериментальным ЖРД. Топливо — четырехокись азота (окислитель) и толуол (горючее); при испытании на жидком кислороде и бензине двигатель развивал тягу до 20 килограммов. Камера двигателя была плакирована изнутри медью и охлаждалась водой, заливавшейся в наружный кожух. Весь двигатель состоял из 93 деталей.

«ОРМ-1» показал себя довольно капризным двигателем, работал нестабильно, часто взрывался. В конце концов работы по двигателям с монотопливом были в ГДЛ прекращены.

В 1931–1932 годах на двигателе «ОРМ-16» группа Глушко провела более 100 огневых стендовых испытаний. В качестве окислителя использовались жидкий кислород, азотная кислота и растворы четырехокиси азота, а в качестве горючего — керосин.

Двигатель «ОРМ-48» на двухкомпонентном топливе (окислитель — азотная кислота, горючее — керосин) был разработан и испытан в 1933 году. «ОРМ-48» отличался от предыдущих моделей двигателей конструкцией сопла, которое состояло из внутренней стальной стенки с несколькими поясами спиральных ребер и внешней медной рубашки; стенка и рубашка соединялись в одно целое при помощи пайки по вершинам ребер. В полученные таким путем каналы подавалась вода с целью охлаждения конструкции. «ОРМ-48» явился прототипом современных камер сгорания со связанными оболочками.

«ОРМ-52» был наиболее мощным ЖРД, разработанным в ГДЛ и прошедшим официальные испытания в 1933 году. Он развивал тягу 250–300 килограммов и скорость истечения — 2060 м/с Топливо — азотная кислота и керосин. Масса — 14,5 килограмма.

Разумеется, двигатели создавались группой Глушко не только для экспериментальной отработки элементов конструкции и подбора оптимальных топливных смесей — всегда подразумевались какие-то проекты ракет, на которые эти двигатели будут установлены.

Одним из первых проектов, предложенных группой Глушко, стала ракета «РЛА-100» («Реактивный летательный аппарат с высотой подъема 100 километров»). Согласно проекту, стартовый вес этой ракеты должен был составлять 400 килограммов, вес азотнокислотного топлива — 250 килограммов, вес двигателя — 20 килограммов, вес полезного груза — 20 килограммов, тяга двигателя — 3000 килограммов, время работы — 20 секунд.

Ракета состояла из двух корпусов с общей головкой. Для стабилизации полета «РЛА-100» предусматривалась установка двигателя выше центра тяжести ракеты на карданном подвесе при стабилизации двигателя непосредственно гироскопом. В головной части ракеты предусматривалось размещение метеорологических приборов с парашютом и автоматом для выбрасывания их в атмосферу, а в нижней части корпуса — аккумуляторов давления со сжатым воздухом для подачи компонентов топлива в двигатель; верхние баки предназначались для окислителя, средние — для горючего. Материал баков и аккумуляторов давления — высокопрочная сталь. Нижние части корпусов несли дюралюминиевое оперение. Для определения траектории полета было предусмотрено использование разработанного для этой цели киносъемочного аппарата с секундомером, установленного в одном из хвостовых обтекателей.

В 1932 году за изготовление трех ракет «РЛА-100» взялся Мотовилихинский машиностроительный завод в городе Перми. Об огневых испытаниях одной из этих ракет рассказывает бывший сотрудник лаборатории Владислав Соколов в своей книге «Огнепоклонники»:

Для ускорения летных испытаний двигателей с тягой до 300 килограммов и проверки способов старта и управления ракет в 1933 году в ГДЛ были разработаны конструкции экспериментальных ракет «РЛА-1», «РЛА-2», «РЛА-3», способные осуществить вертикальный взлет на высоту порядка 2–4 километров.

В этих ракетах предусматривалось жесткое крепление двигателей в хвостовой части ракеты; подача топлива — с помощью сжатого газа из аккумулятора давления; бак горючего размещался концентрично внутри бака окислителя.

«РЛА-1» по конструкции была наиболее простой: ее головка и хвостовое оперение — деревянные, длина — 1,88 метра, диаметр корпуса — 195 миллиметров, подача топлива в двигатель — сжатым воздухом без редуктора давления.

«РЛА-2» отличалась от первой модели использованием дюралюминиевой головки, несущей контейнер метеоприборов с парашютом, раскрытие которого предусматривалось вышибным автоматом; введением в средней части корпуса ракеты арматурного отсека с редуктором давления воздуха; применением дюралюминиевого хвостового оперения.

В 1933 году на стенде была отработана укладка парашюта в головку «РЛА-2», а также испытаны автомат для выбрасывания парашюта и арматурный отсек с редуктором давления. В связи с этим «РЛА-1» был перебран по схеме «РЛА-2» путем введения арматурного отсека и в таком виде прошел стендовые испытания в конце 1933 года

«РЛА-3» отличалась от «РЛА-2» наличием приборного отсека с двумя гироскопами с воздушным дутьем, управлявшими с помощью пневматических сервоприводов и механических тяг двумя парами воздушных рулей, размещенных в хвостовом оперении. Однако изготовление опытного образца «РЛА-3» так и не было завершено.

На все три ракеты конструкторы планировали установить двигатель «ОРМ-52».

Ракетоплан «РП-1» («Имени XIV годовщины Октября»)

Параллельно с Газодинамической лабораторией над проблемой создания ракет и двигателей для них трудились в общественных группах изучения реактивного движения, известных под названиями МосГИРД и ЛенГИРД. Они были организованы осенью 1931 года по инициативе неутомимого Фридриха Цандера. В то время он, осуществляя свою «космическую» программу, всерьез работал над проектом ракетоплана «РП-1». В качестве основы Цандер собирался использовать бесхвостый планер «БИЧ-11», на который планировалось установить новый двигатель «ОР-2».

Поскольку речь шла о первом по-настоящему серьезном проекте, самодеятельность энтузиастов-одиночек тут была неуместна, и для работ над ракетопланом при Бюро воздушной техники Центрального совета Осоавиахима была сформирована Группа изучения реактивного движения (сокращенно — ГИРД). Руководителем ее стал сам Фридрих Цандер. А Технический совет возглавил молодой талантливый инженер и планерист с большим стажем Сергей Павлович Королев.

В числе первых в ГИРД вошли конструктор планера «БИЧ-11» Борис Черановский, известный аэродинамик Владимир Ветчинкин и авиационный инженер Михаил Тихо-нравов.

Планер «БИЧ-11» («Треугольник») с трапециевидным в плане крылом, созданный выдающимся советским авиаконструктором Борисом Черановским, был выбран в качестве основы для строительства первого ракетоплана неслучайно. Его обкатывал сам Сергей Королев, и именно он, согласно сохранившимся свидетельствам, уговорил Фридриха Цандера остановить выбор на этой машине. К тому же планер не имел хвоста, и «гирдовцы» сочли, что это упростит задачу размещения ракетного двигателя.

Несколько позже был заключен и соответствующий договор, регламентирующий деятельность группы ГИРД при конструировании ракетоплана. Он назывался «Социалистический договор по укреплению обороны СССР № 228/10 от 18 ноября 1931 года», и на нем стоял гриф «Не подлежит оглашению».

По этому договору, например, Цандер брал на себя проектирование и разработку чертежей и производство по опытному реактивному двигателю «ОР-2» к реактивному самолету «РП-1». В свою очередь, Осоавиахим принимал на себя финансовые расходы и хозяйственные заботы, связанные с договором. Первая тысяча рублей была переведена ГИРДу вскоре после заключения договора. Центральный совет Осоавиахима наметил ассигновать в феврале и марте 1932 года на испытания ракетного самолета 93 тысячи рублей. Ответственность за выполнение всех работ, связанных с ракетопланом, возлагалась на Технический совет ГИРДа и лично на Сергея Королева.

В составе МосГИРДа работало две бригады, занимавшиеся непосредственно ракетопланом «РП-1»: первая и четвертая. Первая бригада состояла из специалистов Центрального института авиационного моторостроения (ЦИАМ), которых привел в ГИРД Цандер, и занималась двигателем «ОР-2». Четвертая бригада, руководимая Королевым, готовила «БИЧ-11» к переделке в ракетоплан.

Согласно проекту, «РП-1» («гирдовцы» придумали ему еще одно название: «Имени XV годовщины Октября») должен был иметь следующие характеристики: стартовый вес — 470 килограммов, длина — 3,2 метра, высота — 1,3 метра, размах крыла — 12,5 метра, максимальная скорость — 140 км/ч, посадочная скорость — 54 км/ч, продолжительность полета — 7 минут.

Сергей Королев сам выполнял все полетные испытания планера. О каждом из них он докладывал в Осоавиахим.

«Мною, — писал он в одной из докладных, — были произведены два тренировочных полета на самолете РП-1 без мотора… Несмотря на сильный боковой ветер, во время каждого полета мною были использованы два глубоких разворота более чем на 90 градусов. Причем самолет оказался вполне устойчивым и легко управляемым при всех режимах…»

Однажды при испытании второго экземпляра «РП-1» резко пошел на снижение, при жесткой посадке Королева выбросило из машины, и он чудом остался жив.

В принципе, «БИЧ-11» был готов к переделке: баки, трубопроводы, краны и другое оборудование уже было смонтировано. Однако работы над двигателем «ОР-2» затягивались. В конечном виде он должен был выглядеть следующим образом: в качестве топлива выбрали бензин с жидким кислородом, проектная тяга — 50 килограммов, охлаждение сопла осуществляется водой, камера сгорания — газообразным кислородом, подача компонентов топлива — вытесни-тельная, давлением азота.

У ГИРДа имелся высокий покровитель. Им был заместитель председателя Реввоенсовета СССР и начальник вооружений РККА Михаил Николаевич Тухачевский — один из тех крупных советских военачальников, кто мнил себя реформатором армии, а следовательно, интересовался любыми перспективными инженерными разработками, которые могли бы иметь применение в военном деле. Именно Тухачевский выделил ГИРДу полигон в Нахабино, где проводились все огневые испытания, включая и тесты по отработке элементов двигателя «ОР-2».

Первые испытания полностью собранного двигателя состоялись 18 марта 1933 года, но в ходе их двигатель взорвался, а испытательный стенд был разрушен.

Впоследствии первая бригада ГИРДа усовершенствовала двигатель, заменив бензин этиловым спиртом для снижения температуры газов и облегчения охлаждения (эта модификация получила обозначение «02»). В течение 1933 года было проведено еще три испытания двигателя, но он продолжал вести себя капризно: не удавалось добиться устойчивого горения. Максимальная продолжительность работы составила 35 секунд, полученная тяга — примерно 40 килограммов.

Несмотря на проблемы с двигателем, надежда на то, что ракетоплан «РП-1» будет достроен, все еще оставалась. Секретарь ГИРДа писал Константину Циолковскому:

Тем временем у деревянного планера приближался к концу паспортный срок эксплуатации. Чтобы четвертая бригада не простаивала, инициативный Королев переориентировал ее на исследования по теме обеспечения жизни человека при полете в стратосфере и выше. В этих исследованиях бригада действовала в содружестве с лабораторией летного труда Военно-воздушной академии имени Жуковского. Были рассмотрены особенности полета в скафандрах, в герметических кабинах с регенерацией воздуха и так далее.

В архиве сохранился отчет об одном из исследований, выполненных в Академии имени Жуковского и посвященных обеспечению дыхательной функции экипажа на «стратосамолете». В отчете говорится: «В целях разрешения поставленного ГИРДом перед лабораторией вопроса раньше всего были изучены явления, создающиеся в герметической кабине. Для этого были проведены опыты в сварной железной герметической кабине объемом 1,37 куб. метра с пребыванием в ней двух человек в течение различного времени».

В конце концов Королев и остальные «гирдовцы» были вынуждены отказаться от идеи создания «РП-1». Изменилась конъюнктура, изменились и дальнейшие планы. Ракетоплан «РП-1» («Имени XIV годовщины Октября») так и остался проектом, а Сергей Королев так и не стал первым советским пилотом, поднявшим в воздух самолет с реактивным двигателем.

Позднее на планер «БИЧ-11» установили двигатель внутреннего сгорания «Скорпион» мощностью в 27 лошадиных сил, превратив его тем самым в авиетку. В таком виде «БИЧ-11» совершил несколько удачных полетов, став одним из первых самолетов типа «летающее крыло».

Ракеты Михаила Тихонравова

Среди «гирдовцев» гораздо больших успехов добилась вторая бригада, возглавляемая Михаилом Клавдиевичем Тихонравовым.

В бригаде работали способные инженеры с отличной физико-математической подготовкой. Они вели следующие темы: двигатель «РД-А» («РДА-1») с насосной подачей компонентов для ракетоплана «РП-2» (модификация ракетоплана «РП-1» с двигателем Тихонравова и двумя кислородными баками), ракета «ГИРД-05» под азотно-кислотный двигатель «ОРМ-50» конструкции Валентина Глушко, ракета «ГИРД-07» с двигателем на жидком кислороде и керосине, ракета «ГИРД-09» с использованием топлива смешанного агрегатного состояния.

Первоначально основное внимание в бригаде уделялось разработке топливного насоса, спроектированного Тихонравовым. В 1932 году были изготовлены рабочие чертежи насоса. Но изготовление его, переданное одному из предприятий, затянулось.

Во второй половине 1932 года центр тяжести работ бригады сместился на создание ракет, причем разработка их проектов в основном велась комплексно, включая корпус ракеты, двигатель, систему подачи, наземное оборудование, систему спасения.

Ракета «ГИРД-07» была первой ракетой, над которой начала работать вторая бригада ГИРДа. Ее двигатель должен был работать на жидком кислороде и керосине. Топливные баки помещались в стабилизаторах ракеты, а ЖРД — между ними. Подача топлива осуществлялась давлением паров кислорода. Однако отработка двигателя ракеты «07» не была закончена в ГИРДе, и впоследствии она летала с двигателем, проходившим под обозначением «10».

Наиболее успешно и быстро второй бригадой были осуществлены работы по ракете «ГИРД-09». Она была спроектирована под топливо, состоящее из жидкого кислорода и сгущенного бензина. Двигатель ракеты «09» представлял собой камеру из листовой латуни с бронзовой головкой и бронзовым гнездом для сопла. Сопло было изготовлено из стали. В головку ввертывался пусковой кран, соединенный непосредственно с кислородным баком, изготовленным из дюралевой трубы. Подача жидкого кислорода осуществлялась давлением его же паров. Для наблюдения над нарастанием давления на ракете был установлен манометр. Сгущенный бензин помещался непосредственно в камере сгорания между особой цилиндрической металлической сеткой и стенками камеры. Корпус ракеты, внутри которого были размещены двигатель и бак, был сделан из дюраля толщиной 0,5 миллиметра. Стабилизаторы были из электрона. Полностью снаряженная ракета весила 19 килограммов, в том числе 6,3 килограмма приходилось на топливо.

Первые испытания ракеты «ГИРД-09» состоялись на Нахабинском полигоне 8 июля 1933 года. На нем присутствовали многие специалисты ГИРДа, в том числе и Сергей Королев. Состоялось два запуска двигателя. При первом запуске двигатель «09» развил тягу в 28 килограммов, при втором — 38 килограммов.

Объяснялось это тем, что давление в камере сгорания во втором случае было на 3 атмосферы выше. Посовещавшись, «гирдовцы» решили впредь работать при еще более высоком давлении.

Через месяц, 7 августа 1933 года, на Нахабинском полигоне испытывался двигатель с давлением в камере 13 атмосфер. Тягу удалось поднять до 53 килограммов.

Для будущей ракеты пробовали разные варианты зажигания смеси в камере сгорания. Пытались использовать и медленногорящий состав на основе пороха. Этот состав в камере должен был воспламенять топливную смесь. Подобрали нужный порох, поместили в металлический сосуд. Начали испытывать, как он будет гореть. Но он сразу же взорвался.

Тогда Тихонравов и Королев, используя свой авиационный опыт, решили применить зажигание от свечи, как это делается в авиадвигателях. И свеча не подвела, хотя иногда случались неприятности. Особенно огорчали неудачи в последние дни перед пуском ракеты, из-за чего ее старт приходилось трижды откладывать — 9, 11, 13 августа. Наконец наступило 17 августа 1933 года — канун Дня Воздушного Флота, который «гирдовцы», среди которых было много авиаторов, считали своим праздником.

Вот как рассказывает об этом историческом событии Николай Иванович Ефремов, сотрудник и секретарь партийной организации ГИРДа:

Полету «девятки» был посвящен специальный выпуск стенгазеты ГИРДа «Ракета № 9». Во всю ширину газеты приведена слегка измененная фраза из заметки Сергея Королева: «Советские ракеты победят пространство!» А ниже сама заметка:

Обратите внимание, Королев прямо пишет о том, что ракета должна встать на вооружение РККА. Это очень симптоматично для нового поколения ракетчиков: они уже думали не столько о полетах на Луну или на Марс, сколько о более близкой перспективе — создании боевых ракет дальнего действия. Они были детьми своего времени, а это было время войны…

Однако вернемся к основной теме нашего разговора. Успех первого запуска следовало закрепить, и поздней осенью 1933 года была запущена вторая ракета «ГИРД-09». На это раз испытания не оправдали ожиданий, после подъема ракеты на высоту около 100 метров по невыясненной причине произошел взрыв двигателя.

Впоследствии было изготовлено и запущено еще шесть экземпляров ракеты «ГИРД-09», имевших, правда, индекс «13». В ходе их пусков выявлялось влияние угла, под которым ракета пускалась, на характер полета. Большинство из этих ракет достигло высоты полета в 1,5 километра.

Проектирование ракеты «ГИРД-05» началось после запуска «девятки». Она рассчитывалась под двигатель «ОРМ-50» конструкции Валентина Глушко, работавший на азотной кислоте и керосине. Ракета была построена в конце 1933 года в период создания новой организации на базе ГИРДа и ГДЛ.

В 1934 году ракета с установленным двигателем прошла пять стендовых испытаний для отладки системы подачи топлива. При попытке пуска ракеты на полигоне, в связи с пониженным давлением подачи топлива из баков, двигатель развил неполную тягу и выработал все топливо, находясь в пусковом станке.

Позднее ракета «ГИРД-05» была использована как прототип при проектировании стратосферной ракеты «Авиа-ВНИТО». Для нее был использован керамический двигатель «12к», конструкции инженера Душкина, с тягой в 300 килограммов, работавший на жидком кислороде и 96 %-ном спирте, продолжительностью работы 60 секунд.

Среди других изменений, внесенных в конструкцию ракеты «ГИРД-05» при проектировании «АвиаВНИТО», можно назвать установку профилированных пустотелых стабилизаторов, которые взяли от неоконченной высотной ракеты «РДД-11». Ракета «АвиаВНИТО» имела длину 3,225 метра, диаметр — 0,3 метра, начальный вес — 97 килограммов, из которых 32,6 килограмма приходилось на топливо, а 10 килограммов — на полезный груз. В головной части ракеты уложили парашют, который должен был открываться по сигналу гироприбора при определенном угле отклонения ее продольной оси от вертикали. В приборном же отсеке установили аппарат для замера высоты полета, созданный на основе барографа.

Первый пуск «АвиаВНИТО» был осуществлен 6 апреля 1936 года из пускового станка ракеты «07» с короткими направляющими. Ракета вышла из него, не набрав большой скорости, и полетела, поворачиваясь против ветра. В результате парашют раскрылся еще до окончания работы двигателя и не дал ей подняться достаточно высоко.

Для последующих пусков, чтобы обеспечить строго вертикальный старт, соорудили деревянную мачту высотой в 48 метров с направляющей планкой, которую охватывали держатели — «лапки» ракеты. Планкой служил рельс от узкоколейки. 15 августа 1937 году был произведен успешный пуск этой ракеты на высоту около 3 километров с использованием мачты в качестве пускового станка.

Крылатые ракеты РНИИ

Успешный запуск «девятки» побудил первую бригаду ГИРДа ускорить работы над ракетой «ГИРД-Х», которую проектировал еще Фридрих Цандер для апробации в условиях настоящего полета отдельных узлов и приборов будущих ракетопланов.

Согласно проекту, ракета «ГИРД-Х» должна была иметь длину 2,2 метра, стартовый вес — 29,5 килограмма, из которых 8,3 килограмма — вес топлива. На ракете был установлен двигатель «10» с вытеснительной подачей топлива (жидкий кислород и этиловый спирт) и тягой в 70 килограммов.

Первый пуск ракеты «ГИРД-Х» состоялся 25 ноября 1933 года (то есть уже через три месяца после старта «девятки»). Ракета взлетела вертикально, достигнув высоты в 80 метров.

Осенью 1933 года Газодинамическая лаборатория и МосГИРД объединились и на их базе начал работать Реактивный научно-исследовательский институт (РНИИ). Идея объединения созрела давно, когда представители этих двух коллективов познакомились с результатами работ друг друга. Идея понравилась и «высокому покровителю» Тухачевскому, который энергично принялся претворять ее в жизнь.

В результате 31 октября 1933 года по представлению Тухачевского Совет Труда и Обороны утвердил постановление об организации РНИИ. Сергей Королев был назначен на должность заместителя начальника института. При этом он получил звание дивизионного инженера и стал носить два ромба на петлицах.

В 1934 году Королев опубликовал свою первую серьезную работу — книгу «Ракетный полет в стратосфере». Книга эта, написанная простым доступным языком, популяризировала идеи ракетной техники; в ней подводился некий промежуточный итог работе, проделанной как в ГИРДе, так и в других научных группах.

В этой книге Королев приходит к неожиданным выводам:

Именно этот фрагмент любят цитировать историки космонавтики, чтобы показать заинтересованному читателю момент разочарования Королева в идее ракетопланов в пользу ракет простой схемы. Однако дальнейшая деятельность конструктора отвергает этот тезис. Дело в том, что сразу после организации РНИИ Сергей Королев с соратниками начинает разработку серии крылатых ракет под индексом «06/1», «06/2» и так далее (в знаменателе указывался порядковый номер), которые, по сути, являлись моделями будущих ракетопланов.

Эти ракеты, как выяснилось, нужны были не только для экспериментов, они привлекли внимание военных, увидевших в них средство для поражения различных целей на земле и летящих объектов в воздухе.

Что же такое крылатая ракета в представлении Сергея Королева? Для того чтобы ответить на это вопрос, обратимся к его статье «Крылатые ракеты и применение их для полета человека» (1935 год):

Итак, Королев вовсе не отказывается от планов строительства ракетного самолета — наоборот, в самом определении крылатых ракет он указывает на определенное сходство схем.

Уже в 5 мая 1934 года «гирдовцами» была испытана первая крылатая ракета серии «06/1», разработанная инженером Евгением Щетинковым и представлявшая собой модель бесхвостого планера с двигателем от ракеты «09». В ходе испытаний ракета пролетела около 200 метров.

Следующая ракета «06/2» являлась прототипом будущей большой ракеты «06/3» (другое обозначение — «216»). «Сердцем» ее был такой же двигатель, как и у первой жидкостной ракеты «09». Эта ракета предназначалась для пуска с земли по удаленным целям (крупным объектам и площадям). Она имела длину 2,3 метра, а размах крыла — 3 метра. Полетный вес ее доходил до 100 килограммов. Расчетная дальность составляла 15 километров. На вид это был миниатюрный самолет со свободнонесущим крылом толстого профиля и двухкилевым оперением. Баки для окислителя делались в виде труб, они одновременно служили и силовыми элементами крыла. Баки для горючего размещались в фюзеляже. Окислитель и горючее подавались в двигатель под давлением сжатого воздуха из баллона Двигатель располагался в хвосте, а автоматика и боевой груз — в носовой части.

Вот что вспоминает о полете крылатой ракеты «06/2» Михаил Тихонравов. Кроме него на старте тогда находились Королев, Щетинков и механики. После взлета ракета устремилась вверх и пошла на петлю. Замкнув петлю, она пролетела недалеко от стартовиков на высоте двух метров, пошла на вторую петлю и в конце ее врезалась в землю.

Когда вопросы динамики полета на модели «06/2» были отработаны, началась постройка ракеты «06/3», имевшей вид миниатюрного самолета с размахом крыла в 3 метра. На ней был установлен двигатель «02» (поздняя «спиртовая» модификация двигателя «ОР-2» конструкции Цандера).

Позже стали проектировать и строить четвертую крылатую ракету — «06/4» (другое обозначение — «212»). Это была ракета дальнего действия. Внешне она опять же напоминала небольшой самолет с трапециевидным крылом, хвостовым оперением и рулевым управлением. Длина фюзеляжа составляла 3,16 метра, размах крыла — 3,06 метра и диаметр фюзеляжа — 0,3 метра. Полетный вес достигал 210 килограммов, из них 30 отводилось на топливо и еще 30 — на боевой заряд. Расчетная дальность ракеты оценивалась в 50 километров. Внутри фюзеляжа размещались: в носовой части — боевой заряд, далее — аппаратура гироскопической стабилизации и автономного управления. В хвостовой части располагался жидкостный реактивный двигатель «ОРМ-65-1» конструкции Валентина Глушко. Он устанавливался на специальной раме и закрывался обтекателем-капотом с металлическим козырьком для защиты рулей ракеты от огня реактивной струи.

Ракету «212» построили в 1936 году. 29 апреля 1937 года состоялось первое огневое испытание. А всего таких испытаний в 1937–1938 годах было 13.

Другие две крылатые ракеты имели индексы «201» и «217». Ракета «201», по современным представлениям, может быть отнесена к классу «воздух — земля»; ракета «217» — к зенитным. На обоих вариантах устанавливался пороховой двигатель.

Ракета «201» (или «301») предназначалась для пусков с самолета по движущимся воздушным целям, а также и по земным объектам. Для нее создавалась особая аппаратура радиоуправления. Руководил этой работой профессор Шорин. Автоматы должны были командовать: «правый поворот», «левый поворот», «выше», «ниже», «взрыв».

На практике удалось проверить лишь одну команду, и то на другой ракете — «216». В нее вмонтировали приемник и, когда она находилась в полете, передали команду «взрыв». Была взорвана дымовая шашка, и Королев с товарищами наблюдал, как в небе по радиосигналу образовалось дымное облачко.

Интересно также то, что на многих ракетах вместо взрывчатого вещества в носовую часть закладывали небольшой парашют. В определенный момент парашют выстреливался, и ракета плавно спускалась на землю. Позже этот принцип был распространен Королевым на более мощные научные ракеты.

Разработка крылатой ракеты «217» производилась по заказу и тактико-техническим требованиям Центральной лаборатории проводной связи (впоследствии — Ленинградский филиал Государственного института телемеханики и связи). Работы были согласованы с ВВС и Управлением связи Красной Армии.

Ракеты «217» предназначались для поражения с земли движущихся воздушных целей, причем стабилизация и управление в полете, а также приведение в действие взрывателей должно было осуществляться телемеханическими приборами, при полете ракет по световому лучу прожектора, освещающего цель.

Для разрешения поставленной задачи ракета «217» была выполнена в двух вариантах.

Первый вариант «217/1» представлял собой ракету по нормальной самолетной схеме. Корпус ракеты имел цилиндрическую форму с обтекаемой носовой частью и слегка коническим отсеком на хвосте. Крыло свободнонесущего типа имело нижнее расположение. Хвостовое оперение состояло из стабилизатора, рулей высоты, киля и руля направления. В центральной части корпуса была расположена камера порохового ракетного двигателя.

Носовой отсек предназначался для телемеханических приборов, а в головной части — для взрывчатого вещества. Запуск ракеты предусматривался со специального пускового станка, позволяющего делать грубую наводку на цель.

Вес конструкции ракеты без заряда, телемеханики и боевого груза составлял 82,5 килограмма; с телемеханикой и боевым грузом — 102,5 килограмма. Согласно расчетам, при вертикальном старте ракета могла развить скорость около 260 м/с, выйдя на высоту 3000 метров. Максимальная скорость полета при горизонтальной траектории — 280 м/с, наибольшая горизонтальная дальность (без участка планирования) — до 6800 метров, наибольшая дальность с участком планирования — 32 километра.

Второй вариант ракеты — «217/И» — принципиально отличается от первого и от общепринятых самолетных схем ввиду специфических условий и особенностей. Так как, преследуя подвижную цель, ракета должна быть весьма маневренной и быстро отклоняться от траектории установившегося движения в любую сторону, у «гирдовцев» возникла мысль о схеме ракеты, симметричной в аэродинамическом отношении относительно продольной оси. «217/П» представляла собой четырехкрылую бесхвостую ракету с малым удлинением и симметричным расположением и профилем крыльев. Корпус и размещение в нем порохового двигателя и отсеков для телемеханики и боевого груза аналогичны первому варианту. Рули были расположены на конце каждого крыла и соединены специальной системой управления. Максимальная скорость при вертикальной траектории для ракеты «217/П» — 265 м/с, наибольшая высота при вертикальном подъеме — 3270 метров, максимальная скорость полета при горизонтальной траектории — 300 м/с, наибольшая горизонтальная дальность (без участка планирования) — 6835 метров, наибольшая дальность с участком планирования — 19 километров.

Летные испытания ракет производились на Софринском артполигоне под Москвой запуском с пускового станка, представлявшего собой сварную трехгранную ферму длиной 10 метров, имевшую направляющие угольники, по которым при старте скользила ракета. Для проведения всевозможных предварительных исследований, опытов и проверки разных схем крыльев и оперения были изготовлены небольшие модели пороховых ракет.

Испытания уменьшенных моделей ракет велись в течение 1935–1936 годов параллельно с работами по ракетам «217», что позволило с минимальными затратами получить обширный экспериментальный материал. Наибольшая дальность полета составила у моделей 2 километра при высоте подъема 700 метров, а у ракет «217» — 1 километр при высоте подъема 300–500 метров.

Всего было сделано значительное количество пусков моделей и несколько пусков ракет «217» без приборов стабилизации и телемеханического управления (при этих полетах рули ракет закреплялись неподвижно). Ракета первого варианта «217/1» после старта значительно уходила в сторону от первоначального направления (на дальности в 1 километр до 100 метров), ложилась в плавный вираж, переходивший затем в падение. Ракета второго варианта «217/Н» двигалась точно в плоскости пускового станка, не уходя никуда в сторону. После окончания горения порохового заряда двигателя ракета продолжала устойчивый полет по инерции, который ничем заметно не отличался от полета с двигателем. Было отмечено, что симметричная схема ракеты с крыльями малого удлинения обладала гораздо большей устойчивостью по сравнению с другими схемами.

После успешных полетов крылатых ракет Сергей Павлович стал начальником сектора, а потом и целого отдела.

Позднее под его руководством была разработана оригинальная методика испытания ракет, для чего построили специальные стенды и приспособления. Так, Королев и его помощники впервые применили старт ракеты с катапульты.

Для этого ими был построен длинный рельсовый путь, по которому ходила тележка. На ней — пороховые двигатели. Они служили стартовыми ускорителями, разгоняли тележку и установленную на ней стартующую ракету. После отрыва от тележки ракета летела уже под действием тяги собственного двигателя. Ракета набирала высоту в зависимости от запаса топлива на борту, а после выключения двигателя автоматически переводилась в планирование или пикирование на цель.

Большое внимание «гирдовцы» уделяли вопросам управления и стабилизации полета крылатой ракеты. Была даже предложена система самонаведения и заказано оборудование, необходимое для этого. Но, к сожалению, оно так и не поступило в РНИИ.

Непосредственно этими вопросами занимался инженер Пивоваров. По его чертежам были построены несколько гироскопических приборов стабилизации (ГПС). Опробовали эти приборы сначала на пороховых крылатых ракетах. Потом перенесли автоматы на ракеты с ЖРД. Наиболее полно управление с помощью автоматов было применено на ракете «06/4» (или «212»).

Были последовательно разработаны и испытаны гироскопические автоматы на одну, две и три степени стабилизации. Автопилоты разрабатывались с учетом специфики их работы на ракетах. Например, для объектов, пускаемых с земли (типа «216» и «212»), характерными особенностями являлись: значительные перегрузки при старте, быстрое нарастание скорости и увеличение угла подъема при наборе высоты, последующий переход к полету по инерции до скорости планирования, затем планирование на угле и так далее.

В последние годы существования РНИИ было сделано еще несколько десятков огневых пусков жидкостных крылатых ракет. Максимальная достигнутая высота подъема составила около километра и дальность полета от 2,5 до 3 километров. При этом следует отметить, что устойчивый полет в плоскости полета был достигнут только в нескольких отдельных случаях: на дальности не более 1000 метров и на высотах 400–500 метров. В дальнейшем с ростом скорости полета и угла подъема автопилоты оказывались неспособными удержать ракету, и последняя начинала «петлять», делала крутые виражи с набором высоты и наконец переходила в падение.

Даже первые эксперименты с моделями крылатых ракет убедили Королева в том, что ракетоплан будущего, способный подниматься в стратосферу и выше, должен быть спроектирован на основании других принципов, нежели обыкновенный самолет.

Наиболее детальный анализ существовавших в то время возможностей для создания такого аппарата содержится в выступлении Сергея Королева на I Всесоюзной конференции по применению ракетных аппаратов для исследования стратосферы, состоявшейся 2 марта 1935 года в ЦДКА имени Фрунзе. В этом выступлении Королев впервые четко определил особенности и возможные схемы пилотируемой ракеты, рассчитал ее весовые и летные характеристики.

«Различными изобретателями, — говорил Сергей Павлович, — было предложено в разное время множество всяческих ракетных аппаратов, которые, по мысли авторов, должны были внести переворот в технику. В большинстве своем эти схемы были очень слабо и в собственно ракетной своей части малограмотно разработаны. В последнее время многие предложения сводились к простой постановке ракетного двигателя (на твердом или на жидком топливе) на общеизвестные типы самолетов. Нет надобности много говорить о всей несостоятельности подобного механического перенесения ракетной техники в авиацию».

Тогда же Королев пояснил, что при всем сходстве ракетного и винтового летательных аппаратов есть различие в динамике их полета, траектории и весовых данных. Ракетоплан представлялся Королеву в виде свободнонесущего моноплана с центрально расположенным фюзеляжем и хвостовым оперением на нем. Ракетоплану присущи малый размах, малое удлинение, малая несущая поверхность. Фюзеляж будет иметь значительную длину, и в нем расположатся в основном двигатели и баки, питающие двигательные устройства. Возможно, что крыло также будет использовано для размещения различных агрегатов двигателя и приборов.

В своем выступлении Сергей Павлович указал те узловые пункты в создании ракетоплана, от которых зависит успех всего дела. Первый — создание мощного двигателя на жидком топливе. Именно от решения этой задачи, считал Королев, зависит «осуществление стратосферного полета человека на ракетном аппарате». Второй — создание герметической кабины больших габаритов, что представляет собой серьезную трудность. Третий — создание и эксплуатация «такого громадного высотного аппарата и необычайная трудность работы с громадными количествами жидких газов».

Сергей Павлович рассмотрел пути преодоления этих трудностей. И сделал он это на основе точного расчета, иллюстрируя свои выводы многочисленными графиками. Концентрированное выражение его мысль нашла в приведенных им данных простейшей крылатой ракеты для полета человека в стратосферу при условии ее минимального веса. Таким весом Сергей Павлович назвал 2 тонны. Пилоту в скафандре он отводил 5,5 % всего веса аппарата, двигателю — 2,5 %, аккумулятору давления — 10 %, бакам — 10 %, конструкции — 22 %. Остальную половину веса составляло топливо. Сергей Павлович считал, что при тяге 2000 килограммов ракета такого веса смогла бы поднять человека на высоту 20 километров.

Полет крылатой ракеты (или ракетоплана) с более совершенным двигателем рисовался Королеву в таком виде: аппарат разгоняется по земле отбрасываемыми пороховыми ускорителями до скорости 80 м/с, взлетает и начинает набор высоты под углом 60 градусов на собственном двигателе. После выработки всего топлива ракета переводится в вертикальный полет по инерции и достигает высоты 32 километров. С этой высоты она пикирует на скорости 600–700 м/с (т. е. на скорости вдвое выше звуковой). Время полета предполагалось 18 минут и дальность — 220 километров.

«В итоге наших расчетов, — говорил Сергей Павлович, — мы получили очень скромные высоты, порядка 20 километров. Заглядывая несколько вперед, отказываясь от технически невыгодных конструкций, совершенствуя двигатель, мы видим возможность достижения высот порядка 30 километров. Даже и эти, сравнительно небольшие, высоты не даются легко».

«Что же можно сделать еще? — задавал Королев сам себе вопрос и сам же отвечал: — Надо искать новые схемы».

Сергей Павлович предлагал попробовать комбинированные и составные ракеты.

«Большая ракета, — пояснял он, — имеет на себе меньшую до высоты, скажем, 5000 метров. Далее эта ракета поднимает еще более меньшую на высоту 12000 метров, и, наконец, эта третья ракета или четвертая по счету уже свободно летит на несколько десятков километров вверх».

Выдвинул он и другое предложение: «Возможно, будет выгодным подниматься вверх без крыльев, а для спуска и горизонтального полета выпускать из корпуса ракеты плоскости, которые развивали бы подъемную силу».

И в докладе на конференции, и в статье в журнале «Техника Воздушного Флота» Сергей Павлович из своих расчетов сделал практический вывод:

Ракетоплан «РП-318»

По свидетельству сотрудника ГИРДа Николая Ефремова, после организации РНИИ нагрузка на Королева уменьшилась, и у Сергея Павловича появилось свободное время, чтобы вернуться к отложенным проектам новых планеров, конструированием которых он занимался со студенческих лет.

Для разработки одного такого проекта Королев привлек нескольких энтузиастов, согласившихся работать вечерами и дома. Эскизное проектирование, аэродинамический расчет и определение основных характеристик выполнил сам Сергей Павлович. Все проектная работа заняла немногим более двух месяцев. На основе этой конструктивной схемы и апробированных агрегатов: веретенообразного фюзеляжа со средним расположением крыла, оперения и других элементов конструкции — был создан двухместный планерлет «СК-9». Один экземпляр планера изготовили на заводе Осоавиахима. Он прошел все стадии облета и даже совершил дальний перелет за буксировщиком из Москвы в Коктебель, показав неплохие результаты.

Планерлет «СК-9» имел типичные для рекордных планеров аэродинамические формы. Это был моноплан со средне-расположенным крылом большого удлинения, с высоко поднятым на небольшом киле горизонтальным оперением и высоким обособленным рулем направления. Конструкция была выполнена из дерева, только рули и хвостовая часть фюзеляжа частично обшивались тонкой листовой нержавеющей сталью. Именно «СК-9» стал основой для проекта высотного ракетоплана-лаборатории, о котором Королев говорил в своем докладе.

В конце 1935 года начальник РНИИ Иван Клейменов, находясь, вероятно, под впечатлением от Всесоюзной конференции по применению ракетных аппаратов, согласился на включение в план института эскизного проекта ракетоплана.

В короткий срок Королев вместе с инженером Евгением Щетинковым закончили разработку эскизного проекта и 2 февраля 1936 года вынесли его на обсуждение руководства РНИИ.

В первоначальном проекте ракетоплан имел обозначение «РП-218» (или «Объект № 218» — индекс означает: отдел № 2, тема № 18). В приложенной записке Королев излагал свое видение будущего аппарата такими словами:

Вообще же в РНИИ рассматривались несколько вариантов ракетоплана. Сначала конструкторы остановили свой выбор на проекте двухместного самолета-моноплана «СК-10» нормальной схемы с низким расположением трапециевидного крыла малого удлинения. В передней части фюзеляжа предполагалось разместить герметическую кабину, в которой последовательно располагались бы летчик-испытатель и инженер-испытатель (лицом назад). За кабиной — цилиндрический топливный бак с внутренней перегородкой, отделяющей окислитель от горючего. Вокруг бака компоновалась батарея баллонов сжатого газа, служившая аккумулятором давления вытеснительной системы подачи топлива в камеру сгорания. В хвостовой части предусматривалась установка связки из трех азотно-кислотно-керосиновых двигателей «ОРМ-65» конструкции Валентина Глушко. Ракетный самолет в этом варианте должен был иметь стартовый вес 1600 килограммов, скорость — 850 км/ч, потолок — 9 километров. Его предполагалось использовать для исследований динамики полета пилотируемого ракетного летательного аппарата на больших скоростях.

Этот проект и был утвержден на техническом совещании в РНИИ. Обсуждалась программа его разработки, включавшая в качестве предварительного шага создание более простого ракетоплана-лаборатории «РП-218-1» на базе планер-лета «СК-9» с двигателем небольшой тяги. Техническое совещание приняло решение: «…Отделы института должны предусмотреть работу по 218-му объекту в планах на 1937 год как одну из ведущих работ института».

Вскоре началась разработка рабочих чертежей и оборудования планера «СК-9» под установку ЖРД «ОРМ-65». Это был наиболее отработанный азотно-кислотно-керосиновый двигатель того времени. Он мог развивать тягу до 175 килограммов и скорость истечения на установившемся режиме до 2110 м/с. Пуск двигателя осуществлялся либо вручную, либо автоматически, зажигание — пиротехническое. К 1936 году «ОРМ-65» прошел цикл стендовых испытаний, доказав свою работоспособность после 50 пусков общей продолжительностью свыше 30 минут.

В сентябре 1937 года двигательную установку смонтировали на планере. 3 декабря после проведения серии холодных испытаний по регулировке системы подачи топлива начались огневые испытания.

В 1938 году в связи с изменением структуры института и номеров отделов первая цифра в обозначении объектов РНИИ была изменена, и ракетоплан «218-1» стал обозначаться «РП-318-1».

В феврале 1938 года в докладе о развитии исследовательских работ по ракетному самолету, подготовленном совместно с Щетинковым, Сергей Королев впервые определил область рационального применения ракетоплана в научных, народнохозяйственных и оборонных целях. Тогда же была выдвинута и обоснована идея создания истребителя-перехватчика с ракетным двигателем. Вот что писал по этому поводу сам Сергей Павлович:

В своем докладе конструктор представил эскизные проекты четырех новых вариантов экспериментального ракетного самолета. Характеристики первого совпадали с «СК-10». В проекте второго, модернизированного, ракетоплана запас топлива увеличивался за счет сокращения экипажа до одного человека. Третий, рекордный, ракетоплан проектировался с учетом использования кислородного ЖРД. При старте с земли он, по замыслу, должен был подняться на высоту в 21 километр, а при пуске с самолета-транспортировщика (типа бомбардировщика «ТБ-3») — до 37 километров.

Рассматривался также перспективный вариант ракетоплана с ЖРД тягой в 900 килограммов. Расчетная высота его полета при пуске с транспортировщика на высоте 8 километров составляла 53 километра. Однако последние два варианта не были технически обеспечены.

Вскоре была создана модель «СК-10», проведены ее продувки в аэродинамической трубе, началось изготовление отдельных узлов натурного образца. Но постройка его в целом приостановилась в связи с отработкой ракетоплана «РП-318-1», которая велась при постоянном и непосредственном участии Королева, готовившегося совершить первые полеты на ракетоплане-лаборатории с работающим ЖРД.

Но тут волна репрессий, набиравшая силу в стране, докатилась и до ракетчиков. Собственно, судьба их была предрешена еще в 1937 году, когда был арестован и расстрелян «высокий покровитель» ГИРДа и РНИИ Михаил Тухачевский. Его покровительство и внимание, проявленное к проблемам ракетчиков, не могли остаться безнаказанными для последних.

Были арестованы и погибли в застенках начальник РНИИ Иван Клейменов и главный инженер РНИИ Георгий Лангемак. В марте 1938 года по ложному доносу арестовали конструктора двигателей Валентина Глушко.

Сергей Королев попал в руки чекистов 27 июня 1938 года. Его обвинили в преступлениях, предусмотренных статьей 58 Уголовного кодекса РСФСР, пункты 7 и 11, в том, что он «состоял членом антисоветской подпольной контрреволюционной организации и проводил вредительскую политику в области ракетной техники». Его обвиняли, например, в том, что он разрабатывал твердотопливную ракету «217» с целью задержать развитие более важных направлений; что он сознательно препятствовал созданию эффективной системы питания для бортового автопилота ракеты «212»; что он разрабатывал заведомо негодные двигатели. В результате через три месяца после ареста Военная коллегия Верховного суда СССР под председательством Ульриха приговорил конструктора к 10 годам тюремного заключения с поражением в правах на пять лет и конфискацией личного имущества.

Ведущим конструктором по «РП-318-1» после ареста Королева был назначен инженер Щербаков, автор ряда проектов высотных планеров. Ведущим конструктором по двигательной установке стал инженер Арвид Палло.

На ракетоплан установили азотно-кислотно-керосиновый двигатель «РДА-1-150» конструкции Леонида Душкина. И в феврале 1939 года начались наземные огневые испытания двигательной установки «РДА-1-150». К октябрю состоялось свыше 100 пусков, в ходе которых отрабатывались системы двигательной установки и снимались ее характеристики. Летчик-испытатель Владимир Павлович Федоров, которому поручалось пилотирование этой необычной машины, осваивал приемы пуска и управления работой двигателя.

Были отработаны следующие параметры двигательной установки: максимальная тяга — 150 килограммов, минимальная — 50 килограммов, время работы на максимальном режиме — 112 секунд. Двигатель обладал устойчивым регулированием тяги.

В свободном полете «СК-9» испытывали еще в январе. При этом баки двигательной установки заполняли разным количеством топлива. Несмотря на возросший почти на 30 процентов полетный вес, планер сохранял высокие полетные качества.

В январе 1940 года ракетоплан привезли на один из подмосковных аэродромов. Здесь провели последние свободные полеты и пять наземных огневых испытаний ЖРД прямо на планере. Специальная комиссия представителей промышленности и научно-исследовательских учреждений постановила допустить машину к ракетному полету.

В конечном виде «РП-318-1» имел следующие характеристики: полный стартовый вес — 636,8 килограмма, вес двигательной установки — 136,8 килограмма, вес топлива — 75 килограммов, вес пилота с парашютом — 80 килограммов, длина — 7,44 метра, размах крыла — 17 метров. Ввиду изношенности планера максимальная скорость была ограничена до 160 км/ч. После ее достижения полет должен был производиться с набором высоты.

Исторический полет ракетоплана «РП-318-1» состоялся 28 февраля 1940 года. Самолет-буксировщик «Р-5» несколько раз прорулил по взлетному полю, подготавливая взлетную дорожку в глубоком снегу. Федоров занял место в кабине пилота.

В 17 часов 28 минут самолет-буксировщик пошел на взлет. На высоте 2800 метров ракетоплан отцепился от буксировщика. Федоров включил ракетный двигатель. Наблюдавшие за полетом видели, как за ракетопланом появилось сначала серое облачко от зажигательной пирошашки, а затем пошел бурый дым. Двигатель заработал на пусковом режиме. Наконец показалась огненная струя длиной около метра. Ракетоплан стал быстро набирать скорость и перешел в полет с набором высоты.

В отчете об этом Федоров пишет так:

10 и 19 марта 1940 года состоялись еще два успешных полета. Они убедительно доказали, что техника ракетного двигателестроения в Советском Союзе достигла такого уровня, когда строительство ракетопланов с ЖРД могло стать вполне будничным делом. Однако история распорядилась иначе…

Самолет с ракетным двигателем «БИ-1»

Разумеется, Сергей Королев был далеко не единственным конструктором, понимавшим, какие преимущества дает ракетный двигатель самолету и авиации. О необходимости проектирования и строительства экспериментальных летательных аппаратов с реактивными моторами говорили многие и хотя большинство из них видели в решении этой задачи лишь возможность для качественного улучшения самолетного парка, задел «приземленных» конструкторов вполне мог стать первой ступенью на пути к звездам, как мечтали о том Фридрих Цандер и Сергей Королев.

Так, идея скоростного истребителя с ракетным двигателем возникла и получила развитие в ОКБ известного советского авиаконструктора Виктора Федоровича Болховитинова. Весной 1941 года два инженера ОКБ — начальник бригады механизмов Александр Яковлевич Березняк и начальник бригады двигателей Алексей Михайлович Исаев — по своей инициативе начали разработку эскизного проекта истребителя нового типа, обещавшего скорость 800 км/ч и более.

Перед тем, в 1940 году, они посетили РНИИ, где познакомились с конструктором Леонидом Душкиным, который как раз работал над жидкостно-реактивным двигателем для стартового ускорителя реактивного истребителя «302», создававшегося тогда в институте. Вероятно, именно Душкин сумел заинтересовать двух инженеров-авиационщиков идеей, оставшейся в наследство от Королева.

Уже на этапе эскизного проектирования, который осуществлялся в свободное от работы время, Березняку и Исаеву удалось решить ряд сложнейших технических задач. Первоначально они проектировали самолет под двигатель с тягой в 1400 килограммов и с турбонасосной подачей топлива в камеру сгорания, но затем с целью сокращения времени создания самолета более сложная, тяжелая и нуждавшаяся в доводке турбонасосная подача топлива была заменена более простой и уже доведенной вытеснительной подачей с использованием сжатого до 145–148 атмосфер воздуха из бортовых баллонов емкостью 115 литров. За счет этого предполагалось уменьшить размеры машины, улучшить ее разгонные характеристики. Этот вариант самолета с двигателем «Д-1А» (конструкции Леонида Душкина и Владимира Штоколова) стал основным и получил обозначение «БИ»; он выполнялся по обычной в то время схеме одноместного свободнонесущего низкоплана в основном деревянной конструкции.

С началом войны Березняк и Исаев предложили своему шефу Болховитинову подать проект постановления о разработке перспективного перехватчика. Было подготовлено и послано письмо от РНИИ и завода, которое подписали 7 участников, в том числе конструкторы самолета, конструктор двигателя Душкин, директор завода Болховитинов и главный инженер РНИИ Костиков. Любопытно, что во время обсуждения проекта и подготовки письма высказывалось мнение, что такой истребитель будет через полгода не нужен, поскольку к тому времени война закончится победой Красной Армии.

Письмо отправили 9 июля 1941 года, и вскоре все заинтересованные лица были вызваны в Кремль. Предложение инженеров руководство страны одобрило и постановлением Государственного комитета обороны, подписанным Сталиным, бюро Болховитинова поручалось в кратчайший срок (35 дней, вместо трех-четырех месяцев, как того хотели Березняк и Исаев) создать истребитель-перехватчик с ЖРД, а НИИ-3 (так к тому времени назывался РНИИ) — двигатель «РДА-1-1100» для этого самолета.

ОКБ Болховитинова было переведено «на казарменное положение», работали, не выходя с завода. Проектирование закончили за 12 дней. Самолет, согласно этому проекту, имел размах крыльев всего 6,5 метра, длину — 6,4 метра, взлетный вес составил 1650 килограммов, из них 710 килограммов — азотная кислота и керосин. Строили самолет без детальных рабочих чертежей, основные элементы вычерчивали в натуральную величину на фанере — так называемая плазово-шаблонная технология. Однако стальные баллоны для сжатого воздуха, прочные сварные баки для кислоты и керосина, редукторы, трубопроводы, клапаны, рулевое управление, приборы и электрооборудование требовали совсем других сроков конструирования и изготовления.

1 сентября, с опозданием на пять дней, первый экземпляр самолета был отправлен на испытания. На аэродроме были прежде всего начаты пробежки и подлеты на буксире, а силовая установка еще дорабатывалась.

По требованию заместителя наркома авиационной промышленности по опытному самолетостроению Александра Яковлева планер самолета «БИ» был подготовлен к исследованиям в натурной аэродинамической трубе ЦАГИ. Продувки «БИ» проводились под руководством Георгия Бюшгенса (через 45 лет он будет давать заключение по аэродинамике «Бурана»). Сразу после завершения аэродинамических исследований начались летные испытания самолета «БИ» в планерном варианте на буксире за самолетом «Пе-2».

За 15 полетов летчик Борис Николаевич Кудрин снял все основные летные характеристики «БИ» на малых скоростях. Испытания подтвердили, что все аэродинамические данные самолета, характеристики устойчивости и управляемости соответствуют расчетным. Более того, Кудрин и другие летчики, управлявшие планером «БИ», доказали, что после выключения ракетного двигателя перехватчик с высоты 3000–4000 метров сможет вернуться на свой или другой ближайший аэродром в режиме планирования.

16 октября 1941 года, в самый разгар немецкого наступления на Москву, руководство приняло решение об эвакуации КБ и завода Болховитинова на Урал. Уже на следующий день стенд был демонтирован, вся материальная часть и документация отправлены в Свердловск (Екатеринбург). Туда же в 20-х числах октября были эвакуированы сотрудники и оборудование НИИ-3 вместе с КБ Душкина.

После перебазирования на Урал работы над созданием перехватчика «БИ» продолжились в декабре 1941 года в небольшом поселке Билимбай (60 километров западнее Свердловска). КБ и заводу Болховитинова была отведена территория старого литейного завода, где в чрезвычайно трудных условиях и в короткий срок были выполнены восстановительные работы.

Для продолжения отработки самолетной двигательной установки на берегу прилегающего к заводу водоема, на бывшей плотине, построили фанерную времянку, в которой разместили стенд-люльку. От РНИИ испытаниями руководил Арвид Палло, а от ОКБ — инженер Алексей Росляков.

Вместо заболевшего летчика-испытателя Кудрина командование ВВС направило капитана Григория Яковлевича Бахчиванджи (Бахчи), который тут же едва не погиб. 20 февраля 1942 года при запуске двигателя на испытательном стенде, несмотря на грамотные действия Бахчиванджи, произошел взрыв. Струя азотной кислоты под давлением облила лицо и одежду стоявшего рядом Арвида Палло. При взрыве головка двигателя сорвалась с креплений, пролетела между баками азотной кислоты, ударилась о бронеспинку сиденья пилота и сорвала крепежные болты. Бахчиванджи швырнуло головой на доску приборов. Обоих сразу увезли в больницу. К счастью, Бахчиванджи отделался легкой травмой, а глаза Палло спасли очки, хотя ожог на лице последнего остался на всю жизнь.

В марте 1942 года стенд был восстановлен, а в систему питания ЖРД были внесены изменения. На летном экземпляре двигателя провели контрольные гидравлические и 14 огневых испытаний.

25 апреля самолет был переправлен из Билимбая в Кольцово (НИИ ВВС). 30 апреля провели два контрольных запуска двигателя (первый — Палло, второй — Бахчиванджи). Начались работы по подготовке «БИ» к полету.

В конечном виде этот ракетоплан выглядел так. Конструкция — цельнодеревянная, фюзеляж — фанерный монокок, оклеенный полотном, крыло — многолонжеронное с фанерной обшивкой, оперение — фанера в 2 миллиметра, рули и элероны с полотняной обшивкой, баки-баллоны — сварные из хромансиля, шасси — с колесами малых размеров, убираемое пневматически в крыло в направлении оси самолета. Для уменьшения посадочной скорости на задней кромке крыла на участке между бортом фюзеляжа и небольшим элероном устанавливались посадочные щитки Шренка с углом отклонения 50°. Хвостовое оперение нормальное, стабилизатор расчален к фюзеляжу и килю. Небольшие круглые «шайбы» вертикального оперения на концах стабилизатора были установлены уже после постройки опытного самолета в процессе аэродинамических и летных испытаний. Элероны, рули и закрылки имели металлический каркас, обшитый полотном.

Внутри нижней передней части фюзеляжа располагались два воздушных и два керосиновых баллона. За кабиной летчика размещались баллоны с азотной кислотой и воздухом. Кабина летчика имела бронезащиту из передней бронеплиты и бронеспинки толщиной 5,5 миллиметра. Две пушки ШВАК-20 (с 45 снарядами каждая) были установлены перед кабиной летчика в верхней части фюзеляжа на деревянном лафете под съемной (на замках) крышкой. Самолет по вооружению был полноценным истребителем: имелось электроуправление огнем и пневматическая перезарядка.

Двигатель «Д-1А-1100» тягой 1100 килограммов устанавливался в хвостовой части фюзеляжа. Топливо — тракторный керосин, а в качестве окислителя применялась концентрированная 96–98 %-ная азотная кислота, которые подавались в двигатель под давлением воздуха из бортовых баллонов (на килограмм керосина приходилось 4,2 килограмма окислителя). Двигатель расходовал 6 килограммов керосина и кислоты в секунду. Общий запас топлива на борту самолета, разный 705 килограммам, обеспечивал работу двигателя в течение почти 2 минут.

Первый полет на истребителе «БИ» (иногда обозначавшемся как «БИ-1») летчик Бахчиванджи выполнил 15 мая 1942 года. Взлетная масса самолета в первом полете была ограничена 1300 килограммами, а двигатель отрегулирован на тягу 800 килограммов. Полет продолжался чуть более 3 минут.

О первом полете «БИ» вспоминает инженер-конструктор Борис Черток:

Самописцы зафиксировали максимальную высоту полета 840 метров, скорость — 400 км/ч, скороподъемность — 23 м/с. В послеполетном донесении летчик отмечал, что полет на самолете «БИ» в сравнении с обычными типами самолетов исключительно приятен: перед летчиком нет винта и мотора, не слышно шума, выхлопные газы в кабину не попадают; летчик, сидя в передней части самолета, имеет полный обзор передней полусферы и значительно лучший, чем на обычном самолете, обзор задней полусферы; расположение приборов и рычагов управления удачное, видимость их хорошая, кабина не загромождена; по легкости управления самолет превосходит современные ему истребители.

Государственная комиссия, призванная оценить результаты первого полета, в своем заключении писала: «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».

В связи с износом конструкции планера «БИ-1», обусловленным агрессивным воздействием паров азотной кислоты, последующие летные испытания проводились на втором «БИ-2» и третьем «БИ-3» опытных самолетах, отличавшихся от первого только наличием лыжного шасси. Одновременно было принято решение начать постройку небольшой серии самолетов «БИ-ВС» для ИХ войсковых испытаний. От опытных самолетов «БИ-ВС» отличались вооружением: в дополнение к двум пушкам под фюзеляжем по продольной оси самолета перед кабиной летчика устанавливалась бомбовая кассета, закрытая обтекателем. В кассете размещалось десять мелких бомб массой по 2,5 килограмма, обладавших большой взрывной силой. Предполагалось, что эти бомбы будут сбрасываться над бомбардировщиками, идущими в боевом строю, и поражать их ударной волной и осколками.

Второй полет опытного самолета «БИ» состоялся 10 января 1943 года. За короткий срок на нем были выполнены четыре полета: три летчиком Бахчиванджи и один (12 января) летчиком-испытателем Константином Груздевым. В этих полетах были зафиксированы наивысшие летные показатели самолета «БИ»: максимальная скорость до 675 км/ч (расчетная — 1020 км/ч на высоте 10 километров), вертикальная скороподъемность — 82 м/с, высота полета — 4000 метров, время полета — 6 минут 22 секунды, продолжительность работы двигателя — 84 секунды.

В полете Груздева при выпуске шасси перед посадкой оторвалась одна лыжа, но он благополучно посадил самолет.

В воспоминаниях Палло имеется колоритное высказывание Груздева после полета на «БИ»: «И быстро, и страшно, и очень позади. Как черт на метле».

Полет на «БИ» был действительно очень труден в моральном смысле. Сесть на нем можно было только после выработки горючего, неприятно было соседство с азотной кислотой под большим давлением, иногда прорывавшейся наружу через стыки проводки, а то и через стенки трубок и баков. Эти повреждения приходилось все время устранять, что сильно задерживало полеты, продолжавшиеся всю зиму 1942/43 годов.

Шестой и седьмой полеты выполнялись Бахчиванджи на «БИ-3». Задание летчику на седьмой полет, состоявшийся 27 марта 1943 года, предусматривало доведение скорости горизонтального полета самолета до 750–800 км/ч по прибору на высоте 2 километров. По наблюдениям с земли, седьмой полет, вплоть до конца работы двигателя на 78-й секунде, протекал нормально. После окончания работы двигателя самолет, находившийся в горизонтальном полете, опустил нос, вошел в пикирование и под углом около 50° ударился о землю. Летчик-испытатель Григорий Бахчиванджи погиб. В 1973 году, через 30 лет после гибели, ему было присвоено звание Героя Советского Союза.

Комиссия, расследовавшая обстоятельства катастрофы, в то время не смогла установить подлинные причины перехода в пикирование самолета «БИ». Но в своем заключении она отмечала, что еще не изучены явления, происходящие при скоростях полета порядка 800-1000 км/ч. По мнению комиссии, на этих скоростях могли появиться новые факторы, воздействующие на управляемость и устойчивость, которые расходились с принятыми в то время представлениями, а следовательно, остались неучтенными.

В 1943 году в эксплуатацию была пущена аэродинамическая труба больших скоростей Т-106 ЦАГИ. В ней сразу же начали проводить широкие исследования моделей самолетов и их элементов при больших дозвуковых скоростях. Была испытана и модель самолета «БИ» для выявления причин катастрофы. По результатам испытаний стало ясно, что «БИ» разбился из-за особенностей обтекания прямого крыла и оперения на околозвуковых скоростях и возникающего при этом явления затягивания самолета в пикирование, преодолеть которое летчик не мог.

После гибели Бахчиванджи недостроенные 40 самолетов «БИ-ВС» были демонтированы, но работы по этой теме продолжались еще некоторое время. С целью изучения возможности увеличения продолжительности полета ракетного истребителя-перехватчика типа «БИ», составлявшего всего 2 минуты, в 1943–1944 годах рассматривалась модификация этого самолета с прямоточными воздушно-реактивными двигателями на концах крыла. На шестом экземпляре «БИ-б» установили такие двигатели. Самолет испытали в натурной аэродинамической трубе ЦАГИ Т-101 весной 1944-го, но дальше этих экспериментов дело не пошло.

В январе 1945 года, по возвращении КБ в Москву, на самолете «БИ» с лыжным шасси и двигателем «РД-1» конструкции Алексея Исаева, являвшимся развитием двигателя «Д-1А-1100», летчик Борис Кудрин выполнил два полета В одном из этих полетов при взлетной массе самолета 1800 килограммов и скорости 587 км/ч вертикальная скорость «БИ» у земли составила 87 м/с

При полетах «БИ-7», отличавшегося от остальных «БИ» формой зализов крыла и наличием на моторных капотах обтекателей дугового пускача, возникла вибрация и тряска хвостового оперения. Чтобы выяснить причины этих явлений, по аналогии с компоновкой «БИ-7» были модифицированы «БИ-5» и «БИ-6». В марте — апреле 1945 года проводились их летные испытания в планерном варианте (без включения ЖРД).

В качестве буксировщика использовался бомбардировщик «B-251». «БИ-5» испытывался с лыжным шасси, а «БИ-6» — с обычным колесным. Никакой тряски или вибрации на них выявить не удалось.

Эти полеты были последними для истребителей «БИ», так как вскоре работы по данной тематике свернули. Всего же для проведения различных испытаний было построено 9 самолетов серии «БИ».

Истребитель-перехватчик «302»

У создателей истребителя с жидкостным ракетным двигателем «БИ» имелись конкуренты в самом РНИИ. Еще до войны в Реактивном институте была начались работы по проектированию истребителя с необычной силовой установкой, состоявшей из одного разгонного ЖРД и двух прямоточных воздушно-реактивных двигателей с прямоугольными управляемыми соплами под крылом. Таким был самолет по проекту 1940 года, задуманный как первый в мире истребитель с составной реактивной группой.

Тут нужно сделать отступление и отметить, что в РНИИ имелся довольно мощный задел по конструированию прямоточных воздушно-реактивных двигателей (ПВРД). Еще во времена ГИРДа в составе Группы работала так называемая «третья» бригада под руководством талантливого конструктора Юрия Александровича Победоносцева.

Опираясь на теорию воздушно-реактивных двигателей, созданную академиком Борисом Стечкиным, третья бригада ГИРДа вплотную подошла к практическому воплощению этих идей, запустив 15 апреля 1933 года первую действующую модель ПВРД.

Как известно, прямоточные двигатели начинают работать только на очень большой скорости, когда воздух, входящий в горючую смесь, сжимается вследствие напора встречного потока воздуха. Как же разогнать двигатель до большой скорости? В бригаде нашли очень интересный прием: вмонтировали миниатюрный воздушно-реактивный двигатель в артиллерийский снаряд и выстреливали его из пушки. Развив большую скорость, двигатель включался и развивал тягу, величину которой определяли по прибавке дальности у снаряда с двигателем в сравнении с обычным.

Конструктивно двигатель в снаряде, получивший обозначение «Объект ГИРД-08», выглядел так. В специальный канал, сделанный в теле снаряда, закладывалось горючее — фосфор. Сверху ой заливался лаком, чтобы сам собой не воспламенялся (фосфор ведь самовозгорается на воздухе). А чтобы в полете очистить горючее от защитной пленки, в канал вставляли металлический ежик. При выстреле из орудия снаряд летел вперед, а ежик, сдирая пленку, — назад. Фосфор вспыхивал, и двигатель включался в работу.

На основе опытов Победоносцева его ученик — инженер Иван Меркулов создал двухступенчатую ракету с ПВРД, получившую обозначение «Р-3». В качестве горючего для этой необычной ракеты использовались шашки, состоявшие из смеси алюминиевого и магниевого порошков. В двигатель ракеты заряжались две кольцеобразные шашки с одинаковым внешним, но с различным внутренним диаметрами, благодаря чему обеспечивался требуемый профиль канала, по которому из диффузора поступал необходимый для их горения воздух. Всего было изготовлено 16 ракет «Р-3»; первая из них стартовала в феврале 1939 года. Для определения параметров траектории впервые была приглашена бригада астрономов с аппаратурой, используемой при слежении за метеоритами.

Таким образом, для инженеров РНИИ прямоточные воздушно-реактивные двигатели были не в новинку. Только теперь для их разгона до рабочей скорости предлагалось использовать жидкостный ракетный двигатель простой схемы.

Согласно проекту, ракетный истребитель НИИ-3, получивший рабочее обозначение «302», должен был иметь деревянную конструкцию, крыло и оперение — с фанерной обшивкой, фюзеляж — монокок. Первый вариант силовой установки (ЖРД и 2 ПВРД) предполагал наибольшую скорость — 900 км/ч, потолок — 9000 метров и время набора предельной высоты — 2 минуты. При боезапасе к 4 пушкам в 400 снарядов, запасе горючего в 505 килограммов и окислителя 1230 килограммов, взлетная масса самолета должна была составить 3358 килограммов.

Весной 1941 года проект истребителя с комбинированной силовой установкой был доложен и утвержден на Техсовете института. Во второй половине 1942 года Андрей Костиков ознакомил с проектом члена ГКО Климента Ворошилова. В тот же день на приеме у Сталина проект «302» был утвержден, а сам Костиков был назначен Главным конструктором ОКБ-55 и директором опытного завода. Начальником ОКБ стал авиаконструктор Матус Рувимович Бисноват, а аэродинамическими расчетами ведал Михаил Тихонравов.

К весне 1943 года выявилось отставание от графика с выпуском прямоточных ВРД конструкции инженера Зуева: они были закончены лишь в виде моделей в половину натуральной величины и полных испытаний не проходили. Жидкостный ракетный двигатель конструкции Душкина «Д-1А-1100» тягой 1100 килограммов с дополнительной камерой на 450 килограммов также еще не был готов и его огневые испытания только начинались.

Из-за неготовности двигателей было принято решение испытать истребитель в планерном варианте, получившем обозначение «302П». С самолета сняли вооружение и некоторое оборудование, а в хвостовой части фюзеляжа поставили макет однокамерного ЖРД под обтекателем. В конце августа 1943 года он поступил на испытания в Летно-исследовательский институт.

Эти испытания выявили не вполне удовлетворительные характеристики устойчивости, и планер «302П» отправили в ЦАГИ, где испытали в натурной аэродинамической трубе.

После доработок самолет был всесторонне изучен в нескольких десятках полетов на буксире за «Ту-2» и «В-25». По оценке летчика-испытателя Сергея Анохина, планер «302П» был исключительно устойчив и управляем по всем осям, хорошо скользил, выполнял «бочки», был прост на посадке после отцепки от буксировщика. Марк Галлай, летавший на «302П», называл машину «эталоном». Установленная на испытаниях посадочная скорость 115–120 км/ч отвечала нормальному режиму посадки перехватчика.

Однако до испытаний с двигателями дело так и не дошло. Работы по теме были свернуты, поскольку двигателисты не смогли создать ПВРД с расчетными характеристиками.

Истребитель с ракетным двигателем «Малютка»

Но не только в РНИИ и ОКБ Болховитинова разрабатывались перспективные боевые самолеты с ракетными двигателями — другие авиаконструкторы также пробовали себя в этой области, рассчитывая дать фронту машину, которая смогла бы изменить само представление о воздушной войне.

Одной из таких машин мог стать истребитель-перехватчик кратковременного действия «Малютка». Он проектировался в 1943–1944 годах в КБ знаменитого авиаконструктора Николая Николаевича Поликарпова и под те же тактико-технические требования, что и самолеты «БИ» и «302».

По этому проекту, «Малютка» представляла собой низкоплан минимальных размеров, с прямым крылом. Он имел «смешанную» конструкцию: фюзеляж — фанерный монокок, крыло цельнометаллическое, как и оперение. Опора — шасси с носовым колесом. Вооружение — две пушки калибра 23 миллиметра. Длина самолета — 7,3 метра, полный вес — 2795 килограммов, из них вес топлива — 1500 килограммов. Согласно расчетам, «Малютка» должна была развивать скорость до 845 км/час в полете продолжительностью от 8 до 14 минут, поднимаясь до рекордной высоты в 16 километров!

В качестве силовой установки Поликарпов планировал установить на «Малютку» жидкостно-реактивный двигатель тягой в 1000 килограммов, сконструированный Валентином Глушко, который в это время возглавлял коллектив ракетчиков, работавший в ОКБ НКВД при заводе № 16 в Казани. В качестве топлива в этом двигателе использовался керосин, окислителя — азотная кислота.

Прототип истребителя был уже практически готов, когда 30 июля 1944 года Николай Поликарпов умер. Проект имел как сторонников, так и влиятельных противников, поэтому со смертью Поликарпова все работы по «Малютке» были прекращены.

Реактивные истребители Бартини

Еще один проект истребителя будущего разрабатывал самый эксцентричный конструктор в истории авиации Роберто Людовигович Бартини (Роберто Орос ди Бартини). Итальянский барон-коммунист, сделавший блестящую карьеру в стране Советов, Бартини был арестован в 1937 году как «пособник» Тухачевского и, что ожидаемо, оказался в Центральном конструкторском бюро № 29 (ЦКБ-29) НКВД, после начала войны эвакуированном в Омск.

Здесь, в начале 1942 года, Бартини получил персональное задание Лаврентия Берия на разработку и создание высокоскоростного истребителя-перехватчика. В конечном итоге конструктор предложил к разработке два варианта такого самолета:

Под обозначением «Р» фигурировал сверхзвуковой одноместный истребитель типа «летающее крыло» с крылом малого удлинения с большой переменной по размаху стреловидностью передней кромки, с двухкилевым вертикальным оперением на концах крыла и с однолыжным убираемым шасси. Силовая установка была скомпонована по принципу газодинамического слияния несущих и тянущих устройств — слияния двигателя и крыла. Это достигалось превращением внешних отсеков крыла в плоские прямоточные комбинированные двигатели, в которых применялась инжекция воздуха перегретыми парами топлива и окислителя с рекуперацией внутреннего и внешнего нагрева поверхности конструкции.

Под обозначением «Р-114» проходил зенитный истребитель-перехватчик с четырьмя ЖРД («РД-1» конструкции Глушко на азотно-кислотно-керосиновом топливе по 300 килограммов тяги каждый), со стреловидным крылом, имеющим управление пограничным слоем для увеличения аэродинамического качества крыла; шасси — одна убираемая лыжа. Были разработаны аэродинамические профили и, в частности, — профили с отсосом пограничного слоя. К самолету разрабатывался инфракрасный локатор. «Р-114» должен был развивать невиданную для 1942 года скорость — более 2000 км/ч!

Разумеется, такие далеко опережавшие свое время проекты в те годы не могли быть осуществлены из чисто технологических соображений. Осенью 1943 года конструкторское бюро Бартини было закрыто.

Самолет-перехватчик «РП»

Не забыл о своей мечте и Сергей Королев. В 1939 году Особое совещание НКВД изменило Сергею Павловичу статью приговора с «участия в контрреволюционном заговоре» на «вредительство в области военной техники»; изменили и срок — с 10 лет на 2 года. В начале 1940 года Королева вернули по этапу в Москву, и до ноября 1942 года его жизнь была связана с ЦКБ-29, где он работал в группе Андрея Туполева над проектом бомбардировщика «103» («Ту-2»). И здесь Сергей Павлович вновь возвращается к проблематике ракетных двигателей и ракетопланов.

Первый из выявленных сегодня документов, свидетельствующих о возвращении Королева к любимой теме, датирован 6 августа 1941 года. Он содержит прикидочные расчеты «Объекта AT», крылатой аэроторпеды. Скорее всего здесь мы имеем дело с попыткой мобилизовать весь предшествующий опыт ГИРД и РНИИ для того, чтобы быстро дать Красной Армии новое оружие, способное существенно увеличить эффективность бомбардировщика «Ту-2».

Много внимания здесь Королев уделяет двигательной установке. Он анализирует возможности «AT» при ее стартовом весе 200 килограммов и жидкостном реактивном двигателе. В различных вариантах расчетная дальность полета составляла от 34 до 67 километров. Просчитаны также два варианта двигательной установки с воздушно-реактивным двигателем. Расчетная дальность полета при этом составляла соответственно 420 и 840 километров.

Для ЖРД рассчитаны расход окислителя и горючего, величина давления в камере сгорания, давление подачи топлива, а также величина средней скорости, угол набора высоты.

Очевидно, эта работа была санкционирована руководством НКВД, поскольку в расчетах Королев оперирует данными НИИ-3, которые были получены уже после его ареста.

Кроме расчетов по двигателям, в документе от 6 августа мы находим много карандашных набросков — общие виды и различные детали ракет. По-видимому, составленные на основе этих набросков проектные предложения были представлены начальству, и это сыграло важную роль в кажущемся без этого неожиданным изменении дальнейшей судьбы Королева.

В ноябре 1942 года поступило предписание препроводить заключенного в Казань. Там при авиационном заводе № 16 существовало ОКБ Спецотдела НКВД СССР. В разное время в это ОКБ входило несколько коллективов со своей тематикой и главными конструкторами. В их число входило и КБ-2 главного конструктора Валентина Глушко по разработке авиационных ЖРД

8 января 1943 года в ОКБ была создана группа реактивных установок (РУ) — группа № 5, главным конструктором которой стал Сергей Королев. Незадолго до этого он направляет записку начальнику Спецотдела НКВД СССР, в которой излагает общие положения проекта перспективного истребителя-перехватчика «РП».

В первой главе записки Сергей Павлович отмечает, что вскоре будут закончены доводочные работы по двигателю «РД-1» конструкции Глушко, и это откроет прямой путь к созданию ракетного самолета.

Далее Королев упоминает о «БИ» и дает этому ракетоплану довольно лестную характеристику, но указывает, что использование нового двигателя «РД-1» вместо «Д-1А-1100» заметно улучшит характеристики всей машины в целом.

Однако и планер «БИ» не устраивает Королева, он выдвигает собственный проект истребителя с ЖРД:

Область применения истребителя «РП» видится Королеву такой:

Разумеется, для выполнения всех этих задач необходимо иметь на истребителе комплект вооружения. Королев предусмотрел и это. На «РП» он планировал установить две пушки «ВЯ» калибром 23 миллиметра с запасом 150 снарядов и пулемета «ВС» с запасом патронов. В перегруженном варианте была возможна подвеска 6 реактивных снарядов калибра 82 миллиметра.

Реактивные бомбардировщики «Пе-2»

Конечно, Королев понимал, что до реализации проекта «РП» в полном объеме еще очень далеко. Потому в качестве первого этапа он рассматривал возможность создания экспериментального ракетоплана на основе пикирующего бомбардировщика «Пе-2».

В реализации этой идеи Королеву помог генеральный конструктор завода, выпускавшего «Пе-2», — Владимир Михайлович Мясищев.

Подробнее о начале и первых результатах работы по модернизации «Пе-2» можно узнать из докладной записки Королева начальнику Спецотдела НКВД СССР:

«…Прибыв 19/XI — 1942 г. в Казань, — пишет Сергей Павлович, — я имел задание ознакомиться с работами, ведущимися по реактивным двигателям.

ОКБ завода № 16 работало над созданием четырехкамерного реактивного двигателя РД-1 с тягой 1200 кг на жидком топливе с питанием от автономно действующего турбонасосного агрегата для самолетов.

Эта работа была построена таким образом, что вначале отрабатывалась секция РД-1 в виде одной камеры с тягой 300 кг и системой питания от постороннего источника энергии (на стенде — от электромотора).

Объем всей работы по РД-1 достаточно велик и технически труден и потому первый ее этап — однокамерный двигатель с приводом являлся наиболее реальным и близким к осуществлению.

Одновременно простейшие подсчеты показали, что целесообразна установка однокамерного РД-1 тягой 300 кг в качестве вспомогательного двигателя на самолет Пе-2 с приводом от мотора М-105.

В этой постановке становилась реальной не только задача в кратчайший срок испытать и отработать РД-1 в воздухе, но и самолет с реактивной установкой приобретал летные данные, могущие представить самостоятельный интерес для боевого применения. Несомненно также, что опыт установки реактивного двигателя на самолете в качестве вспомогательного двигателя должен послужить надежной базой для создания в будущем чисто ракетного самолета».

Все расчетно-проектные работы по оснащению «Пе-2» реактивной установкой «РУ-1» заняли у группы Королева четыре месяца. Всесторонний анализ проекта показал, что модернизация бомбардировщика заметно улучшит его характеристики.

Поскольку двигатель требовал 90 килограммов топлива в минуту, то 900 килограммов топлива, запасенных на борту самолета, обеспечивали двигателю десятиминутную работу. За счет реактивной тяги скорость «Пе-2» в полете должна была возрасти на высоте 7 километров на 108 км/ч. Как видим, прибавка весьма солидная, и достигалась она за 80-100 секунд. Причем увеличивать скорость полета можно было в любой момент простым включением рубильника в кабине летчика. Расчет также подтвердил, что чем больше высота, тем эффективнее «РУ-1».

Но не только в увеличении скорости полета заключался смысл реактивной установки. В случае необходимости она могла помочь сократить взлетный разбег «Пе-2» на 70 метров.

«Вертикальная скорость при отрыве от земли с включенной РУ-1 возрастает на 30 процентов и соответственно увеличивает возможный угол набора высоты, — писал Королев, — что важно при взлете с аэродрома, ограниченного препятствиями».

Окончательный расчет самолета с дополнительным реактивным двигателем Сергей Павлович утвердил 24 мая 1943 года. Во введении он писал:

Подготовка самолета и изготовление всех частей «РУ-1» велись быстрыми темпами. Уже в том же 1943 году на одном из заводских аэродромов можно было видеть внешне почти обычный «Пе-2», но стоявший отдельно от своих собратьев и время от времени (когда подходил срок огневых испытаний) громко гудевший и извергавший огненную струю из сопла, помещенного в его хвостовой части. Самолет этот значился в документах под номером 15/185.

В техническом описании, составленном Королевым специально для заводских испытаний первенца, говорилось, что «для грамотной эксплуатации РУ-1 требуется тщательное, глубокое изучение конструкции ее агрегатов и систем, строгое соблюдение всех правил обращения с ними». Экипаж самолета состоял из трех человек: летчика, инженера-экспериментатора на месте штурмана и еще одного инженера на месте стрелка-радиста.

В инструкции четко определялось все, что надо делать при подготовке опытной машины к полетам.

«Любые отступления от установленных правил допустимы лишь с письменного разрешения главного конструктора РУ-1», — предупреждал Королев.

Для проведения заводских испытаний «Пе-2» с реактивным двигателем была создана комиссия. В нее вошли конструктор двигателя Валентин Глушко и автор реактивной установки Сергей Королев. Пилотировал экспериментальный самолет летчик-испытатель Васильченко. Королев также был включен в летный экипаж в качестве инженера-экспериментатора.

Испытания в воздухе проводились по широкой программе. Первый полет предназначался для пробного включения и рассчитывался на 30 минут. Потом предстояли шесть полетов общей продолжительностью в четыре с половиной часа для включения РУ в режиме максимальной скорости на высоте 2,5, 5 и 7 километров. После этих испытаний экипажу нужно было готовиться к полетам при двукратном включении ракетного двигателя и на максимальной скорости. Планировалось два таких полета. Далее в программе значились полеты с двумя запусками ракетного двигателя на малой высоте, у земли. Затем следовали три полета с включением «РУ-1» на взлете, еще два в режиме набора высоты. Всего планировалось шестнадцать полетов. В действительности же программа испытаний сильно разрослась и заняла почти два года

Первый раз самолет «Пе-2» с включенным ЖРД взлетел 1 октября 1943 года. Ракетный двигатель работал 2 минуты, и его выключили, когда самолет вошел в облака. К моменту остановки давление в камере сгорания возросло до 2030 атмосфер, а скорость полета увеличилась на 92 километра в час.

Через день — повторный полет. Ракетный двигатель включили на скорости 365 километров в час, и он работал 3 минуты. После этого обороты моторов увеличили, и ЖРД тянул еще минуту. И опять все оборудование после полета оказалось полностью в исправности.

Ощущения пилота при включении «РУ-1» описаны в отчете:

4 октября 1943 года экипаж шесть раз поднимался с бетонной полосы при включенной реактивной установке. Она работала каждый раз по минуте и каждый раз сокращала длину разбега. Затем начались систематические полеты, продолжавшиеся до мая 1945 года. РД включался десятки раз на разных высотах и на максимальных скоростях.

В течение всех испытаний Сергей Королев, как правило, непосредственно находился на борту летающей реактивной лаборатории. Поначалу РУ преподносила экипажу сюрпризы. Так, в одном из полетов вышла из строя газовая трубка на высоте 2500 метров, в другой раз упало давление в камере сгорания, а как-то двигатель даже самовыключился.

Всего на «Пе-2» было совершено 110 полетов, в том числе 29 с включенной реактивной установкой. Четырнадцать раз экипаж поднимался для отладки оборудования, 67 полетов было выполнено для отработки зажигания. Эта последняя задача в первоначальной программе испытаний не значилась, но потребовала львиной доли летного времени. Дело в том, что поначалу пусковая смесь зажигалась с помощью электрической свечи накаливания. Но свеча работала неустойчиво, особенно на больших высотах. Тогда Валентин Глушко разработал систему химического зажигания двигателя (ХЗ) и название двигателя соответственно изменилось на «РД-1ХЗ». Эту систему опробовали, а затем доводили в многочисленных полетах.

«Двигатель РД-1 с химическим зажиганием, — отмечалось в отчете об испытаниях, — надежен на земле и в воздухе. Допускает повторные включения, число которых зависит от запаса пусковой самовоспламеняющейся жидкости».

Задолго до завершения испытаний стало ясно: надежды конструкторов оправдываются. В начале 1944 года Сергей Павлович записал: «Испытания показывают, что двигатель РД и реактивная установка в целом работают нормально. Хорошо совпадают экспериментальные и расчетные данные. Таким образом, в настоящее время имеется опробованная в воздухе материальная часть вспомогательного двигателя и реактивной установки Пе-2».

Среди документов периода войны есть заключение по реактивной установке Сергея Королева, подписанное известным авиаконструктором Владимиром Мясищевым и директорами заводов: «Считать целесообразным предъявить реактивную установку с двигателями РД-1ХЗ на самолете Пе-2 № 15/185 на испытания совместно с представителями ВВС КА по согласованной программе».

Однако Королев не собирался останавливаться на достигнутом. Для него летные испытания бомбардировщика «Пе-2» с реактивной установкой (его еще называли «Пе-2РУ») были лишь завершением первого этапа работы. Он считал, что теперь настало время наметить ее дальнейшее развитие, и предлагает три направления, или, как он пишет, три варианта.

Вариант ускорителя, «РУ-1у» для самолета «Пе-2», бомбардировщика или разведчика, с целью улучшить его летные данные. В основу при этом кладется существующая установка «РУ-1» с изменениями, необходимыми для запуска в серию.

Вариант высотный, «РУ-1в». Он, как пишет Сергей Павлович, «…представляет собою реактивную установку с двумя камерами РД-1 с тягой 600 кг, установленную на самолете Пе-2 с мотором М-82 и ТК, специально приспособленным как одноместный истребитель для выполнения высотных полетов с герметической кабиной и мощным стрелковым вооружением. Зона работы такой машины на высоте 13–15 км при скоростях около 760 км/час. При этой работе используются основные агрегаты и устройства существующей уст-ки РУ-1, а общая компоновка производится заново».

Стартовый вариант, «РУ-1с». По мысли Королева, он «…представляет собой типовую секцию с одной камерой сгорания РД-1 и агрегатами запуска, с запасом топлива на 20–30 секунд работы. Подача топлива осуществляется без помощи каких-либо насосов и приводов, а под давлением сжатого воздуха, размещаемого в той же конструкции. Устанавливая нужное количество таких стартовых секций РУ (2, 4, 6 шт. и т. д.), можно сообщить самолету дополнительную тягу на взлете 600, 1200, 1800 кг.

Продолжительность действия РУ 20–30 секунд (и более) обеспечивает проходимость перегруженной машины над препятствиями. Стартовая РУ после взлета может быть сброшена на парашюте.

Для самолета Пе-2 четыре секции РУ на старте позволят увеличить бомбовую нагрузку на 200 % против нормального варианта нагрузки, а дальность увеличится на 800 км при средней величине разбега».

Среди других усовершенствований Королев предлагал также сделать реактивную модификацию бомбардировщика Петлякова «Пе-3», превратив его в высотный истребитель. На «Пе-3» он планировал поставить два реактивных двигателя, чтобы получить от них тягу в 600 килограммов. При этом «Пе-3» приобретал дальность полета около 1000 километров и высокие летные качества.

«В этом случае, — писал С. П. Королев в феврале 1944 года, — Пе-3 на участке догона противника по максимальной скорости становится на уровень новейших истребителей. Значительное увеличение скороподъемности и одновременно высоты боевого применения позволит с успехом использовать Пе-3 для уничтожения самолетов противника, идущих на большой высоте. Запас реактивного топлива на Пе-3 обеспечивает последнему выполнение ряда новых тактических задач».

Перед тем как осуществить идею превращения бомбардировщика «Пе-3» в истребитель, Сергей Павлович проверил ее на самолете «Пе-2» с моторами «М-82». Среди документов военных лет хранится полный расчет высотного истребителя на базе бомбардировщика за счет добавления двух ракетных двигателей. Схема его действия описывалась Королевым так:

Цифры, названные Королевым, не могли не поразить воображение: высота полета 15 километров (!), скорость — 785 км/ч. И это в то время, когда у лучшего истребителя Третьего рейха максимальная скорость на высоте 5 километров составляла 584 км/ч, а у нашего «Як-3» — 648 км/ч. А практический потолок бомбардировщиков тех лет был всего 7 километров,

И эта модификация была продумана и просчитана Королевым до деталей. Что же предусматривал этот проект? На «Пе-2» устанавливались два дополнительных турбокомпрессора, чтобы повышать давление воздуха, поступающего в моторы в условиях разряжения на большой высоте. Кабины штурмана и летчика заменялись одной герметической кабиной. Самолет максимально облегчался, снимались бомбовая нагрузка, часть горючего, оборудования и вооружения. Экипаж сокращался с трех человек до одного. Летчику-истребителю оставлялись две пушки калибром 20 миллиметров, располагавшиеся пол бомбовым отсеком. На самолете монтировалась мощная реактивная установка с двумя ЖРД и запасом реактивного топлива в 2100 килограммов.

Сама реактивная установка состояла из двух однокамерных ракетных двигателей, специальных приводов для вращения насосных агрегатов, кислотной и керосиновой систем и системы дренажирования, пусковой и электрической систем.

Сергей Павлович рассчитал два варианта размещения камер сгорания и автоматики для управления их работой. Первый вариант уже был опробован в полетах на первом самолете «Пе-2РУ». По этому варианту агрегаты «РД-1» устанавливались в хвосте. По второму варианту камера сгорания и автоматика помещались в задней части мотогондол. В этом случае получалась меньше длина кислотных трубопроводов высокого давления. Да и все оборудование размещалось более компактно, доступ к нему был прост и удобен. Но эта схема еще нуждалась в проверке.

«Расчетные данные, — писал Королев, — не дают основания предполагать возникновение в этом случае каких-либо нежелательных явлений, и при подтверждении экспериментом схема будет принята к осуществлению».

Отсеки центроплана, где располагались кислотные баки, герметизировались и снабжались аварийными сливами кислоты за борт на случай течи или прострела. Предусматривалось шесть баков для 1750 килограммов кислоты. Основной бак для керосина помещался в носовой части фюзеляжа, впереди герметической кабины. Общий запас керосина — 350 килограммов. Пуск двигателей осуществлялся нажатием кнопок, а регулирование режима работы — секторами газа.

Как же менялся вес самолета? Герметическая кабина весила 100 килограммов, реактивная установка — 250, реактивное топливо — 2100, турбокомпрессоры — 200 килограммов. Учитывая, что одновременно снималась часть оборудования, полетный вес высотного истребителя (9325 килограммов) был близок к весу бомбардировщика (8500 килограммов).

Таким образом, Сергей Павлович в этом своем проекте от разработки ускорителей для самолетов подошел к решению задачи обеспечения полета, как он говорил, «на высотах, больших винтомоторного потолка самолета при совместной работе бензиновых моторов и реактивных двигателей». Так самолет превращался в настоящий высотный ракетоплан.

Еще одним проектом ракетного самолета, которым занимался Сергей Королев, был модифицированный вариант бомбардировщика «Пе-2И» конструкции Владимира Мясищева.

«Пе-2И» представлял собой весьма радикальную переработку исходной конструкции. Во-первых, он проектировался под новые мощные моторы «М-107А». Во-вторых, крыло получило новый профиль, более подходящий для больших углов атаки. В-третьих, фюзеляж был расширен, чтобы разместить в бомбоотсеке бомбы нового образца — более короткие и толстые. Да и сама бомбовая нагрузка возросла до 3 тонн (против 1 тонны ранее).

Сергей Павлович с большим энтузиазмом взялся за разработку реактивного варианта нового самолета Мясищева.

«По своим боевым данным, — писал Королев, — самолет «И» с реактивной установкой в варианте бомбардировщика и истребителя оставит далеко позади все известные самолеты не только этих классов, но и одноместные истребители. Как бомбардировщик самолет Пе-2И с реактивной установкой будет неуязвим для истребителей с учетом роста их скоростей за период создания серийных машин типа «И». Как истребитель самолет «И», обладая высокими качествами, может быть использован для решения самых разнообразных истребительных задач. Реактивная установка, включаемая в необходимые моменты боя, обеспечивает ему решающее превосходство в воздухе над противником».

Реактивный истребитель «ВИ»

Идея Королева о применении ракетного двигателя для повышения высоты полета истребителя была осуществлена уже в ходе войны. Правда, не на самолетах «Пе-2», а на самолете конструкции Семена Алексеевича Лавочкина.

К разработке реактивной модификации истребителя «Ла-5» Сергей Павлович подошел обстоятельно. В записке к проекту он излагает свое видение двух возможных вариантов ракетного самолета «Ла-5ВИ» («Высотный истребитель»), отличающихся друг от друга реактивной установкой.

В конечном виде «Ла-5ВИ» должен был выглядеть следующим образом. Начальный вес самолета с полным запасом горючего и смазочного материала — 3200 килограммов, дополнительный вес реактивной установки (сухой) — 200 килограммов, еще 100 килограммов отнесено на счет герметичной кабины.

На самолете предусматривалась установка трех двигателей «РД-1» (тягой 300 килограммов): первоначально одного — в хвостовом коке (1-й этап), а затем еще двух — в гондолах, позади кислотных баков (2-й этап), или трехкамерного двигателя «РД-3» (тягой 900 килограммов) — в обоих случаях с приводом для вращения насосного агрегата от мотора. Для питания двигателя возможно также использование автономно действующего турбонасосного агрегата с расположением его позади кабины пилота. Однако, как пишет Королев, это представляется менее выгодным (по весу, габаритам, дополнительной необходимости в воздухе, воде, масле, подогреве и прочее) по сравнению с приводом от мотора при форсированных оборотах насоса для обслуживания трех камер.

В связи с тем, что на истребителях нет свободных объемов и очень строги требования центровки, Сергей Павлович предложил помещать топливо для ракетного двигателя в подвесных гондолах, под крыльями. По его мнению, потери в скорости от этого в полете до включения ракетного двигателя оказались бы невелики.

Рабочие высоты будущего истребителя должны были составлять 14–15 километров и даже доходить до 17 километров. Максимальная горизонтальная скорость возрастала согласно расчетам при тяге РУ 300 килограммов до 779 км/ч, при тяге 600 килограммов — до 900 км/ч и при тяге 900 килограммов — до 950 км/ч.

Оценивая предложение Королева, один из видных специалистов по тактике писал тогда: «По своим летно-техническим данным и по конструкции самолет ВИ (высотный истребитель) представляет собой самолет совершенно нового класса».

Проект «ВИ» Сергей Королев направил самому Лавочкину. И его предложение было осуществлено на самолете «Ла-7», к названию которого при этом добавилась буква «Р».

Истребитель «Ла-7Р» специально предназначался для перехвата немецких разведчиков над Москвой. Однако принять участие в боевых действиях он не успел. Фронт катился на запад, и необходимость в таком специализированном перехватчике отпала.

Вообще идея вспомогательной реактивной установки на базе ЖРД Валентина Глушко и по конструктивной схеме Сергея Королева получила немалое распространение. Состоялось более 400 огневых испытаний двигателей «РД-1» и «РД-1ХЗ» на самолетах «Пе-2» конструкции Владимира Петлякова, «Ла-7Р» и «Ла-120Р» Семена Лавочкина, «Як-3» Александра Яковлева, «Су-6» и «Су-7» Павла Сухого.

В 1945 году летные испытания прошел самолет «Як-3». При включенном ракетном двигателе прирост скорости для этой машины достиг 182 км/ч.

Своеобразным признанием успехов Королева и Глушко стало участие самолета «Ла-120Р» в воздушном параде, состоявшемся 18 августа 1946 года в Тушино.

Академик Валентин Глушко, подводя итоги работы над самолетными ракетными двигателями, отмечал: «После завершения заводских испытаний на шести типах самолетов в 1945 году были проведены наземные и летные испытания нашего двигателя в летно-исследовательском институте. <…> Затем двигатели РД-1ХЗ и РД-2 успешно прошли государственные стендовые испытания, отчеты по которым утверждены Сталиным.

Успехом применения ЖРД на самолетах мы обязаны не только надежному двигателю, но также разработке и доводке самолетных систем силовой установки, над чем плодотворно трудился С. П. Королев».

В 1945 году за участие в разработке и испытании ракетных установок для боевых самолетов Сергей Королев, уже получивший свободу, был награжден орденом «Знак Почета».

Летающая лаборатория «Ц-1» («ЛЛ-1»)

И после окончания войны конструкторская мысль неоднократно возвращалась к идее ракетных самолетов. Во второй половине 1945 года коллектив, возглавляемый автором известных десантных планеров Павлом Владимировичем Цыбиным, начал проектирование специального самолета, предназначенного для практических экспериментов, связанных с проблемой выбора оптимальной формы крыла при полете на околозвуковых скоростях. Проектирование и постройка велись с учетом программы будущих исследований, разработанной учеными ЦАГИ с участием видных специалистов авиапромышленности.

В начале 1947 года летающая лаборатория, получившая обозначение «Ц-1» («Цыбин-одноместный»), была передана на испытания.

Конструкция экспериментального «Ц-1» была цельнодеревянной, обшивка — фанерная, фюзеляж — фанерный монокок, крыло — прямое, плоское, с двумя лонжеронами из дельта-древесины, оперение — обычное, крестообразное по виду спереди, с весовой компенсацией рулевых поверхностей. Перед полетом в емкости аппарата, как на планере, заливалось до тонны воды. Вместо обычного шасси применили двухколесную ось-тележку и подфюзеляжную лыжу.

В качестве силовой установки для «Ц-1» избрали твердотопливный ракетный двигатель «ПРД-1500» тягой 1500 килограммов, созданный конструкторским коллективом инженера Ивана Картукова. По габаритам, весу и, главным образом, по большому значению развиваемой тяги и приемистости он наилучшим образом отвечал кратковременным расчетным режимам программы исследовательских и экспериментальных полетов. Двигатель устанавливался в хвостовой части самолета под оперением. Время его работы — 8-10 секунд. Это обеспечивало горизонтальный полет со скоростью до 900 км/ч.

Взлет и набор высоты «Ц-1» производил на буксире самолета «Ту-2». Сразу после отрыва от земли ось-тележка с колесами сбрасывались. На высоте 5–7 километров производилась отцепка буксирного троса и летчик-испытатель переводил «Ц-1» в режим пикирования под углом 45–60°. На участке установившегося прямолинейного пикирования он включал ракетный двигатель. В таком режиме скорость «Ц-1» достигала 1000–1050 км/ч (примерно 0,9 Маха).

За недолгие секунды крутого пикирования бортовая аппаратура фиксировала параметры натекающего воздушного потока, производилось фотографирование спектров обтекания, решались другие задачи полета. Крыло крепилось в фюзеляже на динамометрической подвеске (на четырех динамографах), позволяющей определять местные скорости в полете, распределение давления по крылу и оперению при подходе к критическим значениям числа Маха.

Затем тонна «балластной» воды сливалась из цистерн в атмосферу. Вдвое облегченный «Ц-1», как обычный планер, маневрировал и производил посадку на подфюзеляжную лыжу.

При стартовом весе в 2039 килограммов скорость отрыва «Ц-1» от взлетно-посадочной полосы была в пределах 150–160 км/ч, а после слива воды при весе около 1100 килограммов посадочная скорость не превышала 120 км/ч.

Первым «Ц-1» поднял в воздух летчик-испытатель Иванов. Последующие полеты на экспериментальной машине выполняли летчики Ахмет-Хан Султан, Анохин, Рыбко и другие. На «Ц-1» (его называли также «ЛЛ-1», «Летающая лаборатория-1» или «Экспериментальный планер № 1») было сделано более 30 полетов. На этом закончился первый этап исследовательских работ. Следующие по программе предусматривали изменение несущего комплекса аппарата.

Еще в 1946 году для второго фюзеляжа «Ц-1» с вертикальным оперением конструкторская бригада, руководимая инженером Бересневым, спроектировала два металлических крыла такой же площади и удлинения, как деревянное. Одно крыло имело прямую, а другое — обратную стреловидность по передней кромке с одинаковыми углами +30°. Было спроектировано и новое горизонтальное оперение прямой стреловидности с углом 40°. Стреловидные крылья, изготовленные из дюралюминия, установили на «Ц-1», который получил соответственно новые обозначения: «ЛЛ-2» (с крылом прямой стреловидности) и «ЛЛ-3» (с крылом обратной стреловидности). Консоли новых крыльев имели унифицированную заделку, то есть крепились в тех же узлах, что и прямые деревянные консоли «ЛЛ-1». Поэтому изменения центровки аппарата при перестановке крыльев были компенсированы весовой балансировкой воды в носовой и хвостовой емкостях фюзеляжа. Расчеты оптимальной заправки цистерн дали приемлемые запасы устойчивости для обоих вариантов крыла.

В полетах на «ЛЛ-3» (а их выполнили около 100) были достигнуты несколько большие скорости пикирования, чем на «ЛЛ-1» с прямым крылом, соответствующие числам Маха = 0,95-0,97. В результате удалось подробно изучить свойства малоизвестных крыльев обратной стреловидности и в целом самолета с ними.

Вариант под названием «ЛЛ-2» решили в воздухе не испытывать, так как в 1948 году стреловидные крылья с углом 35° были всесторонне проверены на самолетах-истребителях «МиГ-15» и «Ла-15». К тому же деревянная конструкция первого корпуса «Ц-1» за время эксплуатации успела поизноситься и уже не гарантировала безопасности полета.

Исследовательские полеты ракетоплана «Ц-1» в вариантах «ЛЛ-1» и «ЛЛ-3» дали ученым уникальные материалы по аэродинамическим характеристикам самолетов с разными крыльями, распределению давления потока по хорде и размаху, возникновению и перемещению ударных волн (скачков уплотнения) и срывных зон потока за ними на критических значениях чисел Маха, особенностям и изменениям параметров пограничного слоя и так далее.

Главной целью группы Цыбина при испытаниях было разобраться с возможными проблемами на пути создания скоростных самолетов и отработать аэродинамическую компоновку легкого реактивного истребителя. Однако реализовать этот замысел им в полной мере не удалось. В 1947 году началась первая в истории СССР «конверсия» оборонной промышленности. КБ Цыбина закрыли, а завод перевели на выпуск гражданской продукции.

Истребитель-перехватчик «И-270»

Экспериментальный истребитель-перехватчик «И-270» разрабатывался ОКБ Артема Микояна для частей ПВО крупных промышленных объектов и военных баз и должен был обладать высотой боевого применения 16–17 километров и скоростью 1100 км/ч. Для обеспечения этих требований в качестве силовой установки для нового истребителя был выбран жидкостный ракетный двигатель.

Самолет создавался под влиянием конструкции ракетного перехватчика «Me-263-VI», захваченного в Германии на полигоне в Дассау (этот ракетоплан мы обсуждали в главе 2). Из-за того, что специалисты ЦАГИ долго не могли подобрать оптимальную форму и угол стреловидности крыла, постройку истребителя к установленному правительством сроку (ноябрь 1946 года) завершить не удалось. Первый экземпляр «И-270» («Ж-1») выпущен из производства только 28 декабря 1946 года.

«И-270» представлял собой цельнометаллический свободнонесущий среднеплан с фюзеляжем круглого сечения (полумонокок). Фюзеляж имел разъем для расстыковки на две части. Вырез внутри центральной части фюзеляжа служил для установки крыла, которое представляло собой неразъемный пятилонжеронный кессон с толстыми металлическими панелями обшивки. Хвостовое оперение выполнено Т-образным, для уменьшения влияния крыла на горизонтальное оперение. Основные стойки шасси, имевшие очень узкую колею — 1,6 метра, убирались в центральную часть фюзеляжа, в нишу под крылом. Ниша носовой стойки и две пушки «НС-23» калибра 23 миллиметра с боезапасом на 40 патронов располагались под герметичной кабиной летчика. В ходе испытаний они не устанавливались.

Экспериментальный истребитель-перехватчик «И-270» («Ж-1»)

Взлетная масса экспериментального истребителя составляла 4120 килограммов. Запаса топлива должно было хватить на 4–9 минут полета.

Силовая установка включала двухкамерный ЖРД «РД-2М-ЗВ» конструкции Леонида Душкина и Валентина Глушко. Этот двигатель являлся развитием ЖРД «Walter HWK 509С-1». Две камеры сгорания были расположены в хвостовой части фюзеляжа одна над другой и развивали суммарную тягу 1450 килограммов. ЖРД работал на смеси азотной кислоты с керосином и 80 %-ной перекиси водорода. Общий запас компонентов горючего — 2120 килограммов. Подача топлива и окислителя — насосная. Привод всех насосов — от бортовой электросистемы, куда входили электрогенератор, связанный с турбонасосным агрегатом ЖРД, и один генератор с приводом от небольшого двухлопастного винта в носовой части фюзеляжа, вращающегося от набегающего потока. Топливная система самолета состояла из трех типов баков: четырех кислотных (1620 килограммов), одного керосинового (440 килограммов) и семи для перекиси водорода.

В связи с отсутствием рабочего двигателя испытания «Ж-1» разделили на два этапа. На первом этапе, как обычно, выполнялись буксировочные полеты первого экземпляра с макетным двигателем за бомбардировщиком «Ту-2», которые завершились в июле 1947 года. В полетах происходили расцепки и затем безмоторные посадки, как на планере. Перед первыми полетами на «Ж-1» летчики тренировались на истребителе «Як-9», нагруженном свинцовыми болванками для имитации характеристик продольной и поперечной устойчивости, сходных с расчетными характеристиками «И-270».

После установки 8 мая 1947 года ракетного двигателя «РД-2М-ЗВ» на втором экземпляре «И-270» («Ж-2») начался второй этап испытаний. Однако при завершении отработки двигателя на земле вышла из строя его малая камера сгорания и была повреждена хвостовая часть самолета. После ремонта, 2 сентября 1947 года, состоялся первый вылет, который оказался и последним. Во время неудачной посадки самолет, пилотируемый летчиком-испытателем Пахомовым, потерпел аварию и был разрушен. Истребитель решили не восстанавливать.

Вскоре на первом экземпляре «И-270» макетный двигатель заменили на работоспособный, и 2 октября 1947 года летчик-испытатель Юганов выполнил на нем первый полет. Однако из-за специфических особенностей и трудности эксплуатации ЖРД в зимних условиях было принято решение законсервировать самолет до марта 1948 года.

В 1948 году, вскоре после возобновившихся испытаний, Юганов совершил вынужденную посадку «Ж-1» без выпущенного шасси. Самолет получил повреждения и больше не восстанавливался.

«И-270» показал удовлетворительную скороподъемность и высокую скорость в горизонтальном полете, но одновременно — плохую маневренность и ограниченный радиус действия. В то же время конкурентный истребитель «МиГ-15» с турбореактивными двигателями уже находился на стадии постройки опытного образца и проект «И-270» был остановлен.

Сверхзвуковые самолеты серии «346»

Как мы помним, в годы войны Немецкий институт исследований в области планеризма DFS разработал несколько экспериментальных летательных аппаратов с ракетными двигателями. Одним из самых выдающихся проектов этого института стал ракетоплан «DFS-346», о котором мы уже говорили в главе 2.

В октябре 1946 года командование советских оккупационных войск организовало вывоз немецких технических специалистов в Советский Союз. Пунктом назначения конструкторских групп, работавших над «DFS-346» (фирмы «Юнкерс» из города Дассау и фирмы «Зибель» из города Галле), был определен завод № 458 — поселок Иваньково Кимрского района Калининской области (ныне — город Дубна). Основными задачами этих групп было продолжение проектных и экспериментальных работ, начатых еще в Германии в 1945–1946 годах, разработка новых типов реактивных самолетов и экспериментальной сверхзвуковой летающей лаборатории. В частности, было сформировано ОКБ-2 по проектированию и освоению экспериментальных самолетов с жидкостным ракетным двигателем во главе с главным конструктором Хайнцем Рессингом и его заместителем Александром Березняком.

На практике ОКБ-2 занималось разработкой, изготовлением и испытанием экспериментального самолета «346» с двухкамерным ЖРД с целью достижения околозвуковых скоростей и изучения поведения самолета в этой области. Для этой цели самолет «346», частично собранный из агрегатов, изготовленных еще в Германии, оснащался большим количеством различных датчиков, многие из которых создавались в лабораториях ОКБ-2.

Среди особенностей ракетного самолета «346» следует отметить наличие отделяемой гермокабины без выступающих частей, стабилизатор с изменяемым в полете углом установки и лыжное шасси. Летчик располагался в машине горизонтально, лицом вперед, в аварийной ситуации он имел возможность с помощью взрывных болтов отделить гермокабину от фюзеляжа и спуститься на парашюте.

Самолет имел длину 13,4 метра и стреловидное крыло с углом установки 45°. Двигатель Вальтера «HWK 109-509С» тягой в 2000 килограммов должен был за 2 минуты разгонять самолет до скорости в 2 Маха.

Летчиком-испытателем самолета «346» стал капитан Вольфганг Цизе, бывший шеф-пилот на авиазаводе Зибеля. Предварительно Цизе тренировался на модифицированных планерах Грюнау и Краних, управление которых было скопировано с «DFS-346».

В 1948 году Цизе выполнил планирующий полет на «346-1» («346П»). Полеты выполнялись как на буксире с трофейным самолетом «Ju-388», так и на подвеске под правым крылом американского тяжелого бомбардировщика «В-29» («Б-29») и сменившим его «Ту-4». Бомбардировщик поднимал самолет «346» на высоту нескольких километров, где происходило расцепление. Дальнейший полет «346» выполнял самостоятельно.

Исходный прототип летал в безмоторном варианте, с целью проверки устойчивости и управляемости. На второй самолет «346-3» был установлен двигатель, но первые полеты он также совершил без его включения. 30 сентября 1949 года самолет потерпел аварию при посадке (сложилась лыжа), и летчик получил незначительные травмы головы. После ремонта, в мае, летные испытания возобновились.

Тут необходимо сказать, что испытания экспериментального самолета «346» проводились в сложных полевых условиях на необорудованном аэродроме «Третьяково» (Луховцы) при отсутствии ангарных производственных помещений, без должного снабжения электроэнергией и водой, крайне необходимых для испытаний, и недостаточном качестве и размерах летного поля. Все эти обстоятельства затрудняли и усложняли эксплуатацию самолета, увеличивая возможность отказа его материальной части.

Всего на самолете «346-3» летчик-испытатель Цизе совершил четыре вылета (один планерный, три — двигательных). Последний, четвертый, полет состоялся 14 сентября 1951 года. «346» отцепился от носителя на высоте 10 километров и, включив реактивный двигатель, стал стремительно набирать высоту. При наборе скорости самолет потерял управляемость и пилот получил приказ катапультироваться. Взорвав на высоте б километров пироболты, летчик отделил герметичную кабину, а на высоте 3 километров катапультировался из нее. Раскрыв парашют, летчик приземлился, повредив при этом ногу. Самолет же упал и сгорел вблизи деревни Смоленские Борки. После этой катастрофы Вольфганг Цизе тяжело заболел и скончался. Его похоронили на кладбище поселка Иваньково. Впоследствии мать Цизе произвела его перезахоронение в Германии.

Несмотря на аварию самолета «346», поставленная при его испытаниях цель была достигнута. Проведенные испытания показали безотказную работу жидкостного ракетного двигателя как у земли, так и в воздухе, безупречную работу средств спасения, возможность пилотирования летчика в лежачем положении, допускающем значительно большие перегрузки на организм летчика по сравнению с обычным положением. В процессе испытаний были достигнуты следующие показатели: максимальная высота полета — 12–13 километров, максимальная скорость — 950 км/ч, максимальная скороподъемность — 100 м/с, предполагаемая скорость пикирования во время последнего полета с работающим ЖРД была сверхзвуковой.

После катастрофы с «386-3» испытательная программа была сначала приостановлена, а затем и полностью прекращена. Согласно заключению экспертов, продолжение полетов на имеющемся летном экземпляре самолета «346-1» не могло дать новых результатов, а совершенствование машины не представлялось возможным из-за изношенности материальной части.

Сверхзвуковой истребитель «486»

На основе самолета «346» в ОКБ-2 под руководством бывшего конструктора фирмы «Хейнкель» 3. Гюнтера в 1949 году был разработан проект сверхзвукового истребителя-перехватчика «486» по схеме «бесхвостка» с треугольным крылом малого удлинения. В качестве силовой установки предполагалось применить многокамерный жидкостный ракетный двигатель. Согласно расчетам, эта машина могла выйти на высоту до 20 километров при сверхзвуковой скорости полета. Взлет должен был осуществляться со стартовой тележки, посадка — на лыжу.

ДЛЯ проведения предварительных испытаний и снятия летных характеристик на скорости до 500 км/ч в 1950 году на заводе при ОКБ построили деревянный планер «466», повторяющий по схеме самолет «486». Начались его продувки в натурной аэродинамической трубе ЦАГИ. Однако к этому времени стало очевидно, что применение ЖРД на боевых самолетах нецелесообразно, так как продолжительность полета слишком мала. Поэтому в июне 1951 году финансирование темы было прекращено.

К концу 1953 года ОКБ-2 расформировали, а всех немецких инженеров репатриировали в Восточную Германию.

Самолет «5»

Параллельно с восстановлением в ОКБ-2 немецкого проекта «DFS-346» авиаконструктор Матус Рувимович Бисноват получил задание на создание аналогичного экспериментального ракетоплана.

В результате на свет появился проект самолета под обозначением «5». Конструкция самолета «5» — цельнометаллический моноплан со среднерасположенным стреловидным двухлонжеронным крылом с размахом 6,4 метра. На верхней поверхности установили по две аэродинамические перегородки на каждой консоли, предотвращавшие ранний срыв потока с концов крыла. Для изучения распределения давления по крылу на больших скоростях правую консоль дренировали в трех сечениях. Самолет имел фюзеляж овального сечения типа монокок, длиной 9,92 метра. Он имел разъем, позволявший расстыковывать машину для монтажа баков и для других целей. Переднюю часть фюзеляжа занимала гермокабина летчика с катапультируемым креслом. Фонарь кабины вписывался в обводы фюзеляжа. За крылом, по бортам фюзеляжа, расположили тормозные щитки.

В хвостовой части фюзеляжа установили двухкамерный ЖРД «РД-2М-ЗФ» конструкции Леонида Душкина с тягой в 2000 килограммов. Запас рабочих компонентов двигателя (керосин и азотная кислота) и перекиси водорода (для питания турбонасосного агрегата) был рассчитан на двухминутную работу ЖРД при полной тяге.

Так как изначально предполагалось, что самолет «5» будет транспортироваться на высоту самолетом-носителем, посадочные устройства сделали предельно простыми и легкими. Они состояли из подфюзеляжной посадочной лыжи, двух подкрыльных поддерживающих дуг и небольшого костыля в хвостовой части фюзеляжа.

Оперение самолета — стреловидное. Управление всеми рулями самолета жесткое. Стабилизатор управляемый, с размахом 2,4 метра. Система управления имела ряд необычных для того времени нововведений: в случае потери эффективности руля высоты в полете на больших скоростях можно было управлять самолетом при помощи стабилизатора, подключавшегося летчиком к ручке управления.

В качестве самолета-носителя использовали тяжелый бомбардировщик «Пе-8» с двигателями «АШ-82ФН». Под правой консолью его крыла, между фюзеляжем и гондолой внутреннего двигателя, установили специальный пилон, к которому подвешивался самолет «5». При испытаниях самолет «5» буксировали до высоты 7000–7500 метров.

Согласно расчетам, самолет «5» должен был достигнуть рекордной для своего времени скорости 1200 км/ч (1,13 Маха) при потолке в 12–13 километров.

Для снижения риска полеты нового самолета на начальном этапе испытаний проводили без включения ЖРД, то есть в планерном варианте, и по единому плану: пикирование, выход в горизонтальный полет с перегрузкой 2–3 g, торможение до скорости срыва, увеличение скорости и выполнение заданных эволюции: на высоте 1500–2000 метров выполнение задания прекращалось. На этапе посадки самолета изучались особенности устойчивости, управляемости и пилотажные качества на сравнительно небольших скоростях.

В ходе проектирования самолета «5» были построены крупномасштабные модели, снабженные двигателем и автопилотом. Предварительную отработку автопилота на одной из моделей провели в аэродинамической трубе ЦАГИ Т-104. Запуски моделей позволили получить большое количество полезной информации еще до того, как самолет «5» вышел на летные испытания. В частности, было определено аэродинамическое сопротивление планера до скорости, соответствующей М = 1,45.

Летные испытания последовательно прошли два самолета «5» под обозначением «5–1» и «5–2». Ведущим по испытаниям назначили летчика Пахомова.

Первый полет самолета «5–1» состоялся 14 июля 1948 года При отделении от самолета-носителя он зацепил за упор фермы подвески на «Пе-8» и повредил обшивку консоли крыла, частично заклинило продольное управление. Но летчику все же удалось совершить посадку, хотя и не на взлетно-посадочную полосу аэродрома. Самолет «5–1», получив значительные повреждения, был отправлен на завод дня ремонта.

В процессе восстановления «5–1» претерпел некоторые изменения. Для предотвращения возможного удара самолета о «Пе-8» был изменен угол крепления «пятерки» относительно оси самолета-носителя (с 0 до -4°). Доработали и систему управления, которая впоследствии действовала безотказно. В таком виде «5–1» совершил еще два полета. Масса самолета «5–1» в ходе испытаний в планерном варианте достигала 1565 килограммов.

Анализ результатов предварительных летных испытаний, а также продувки самолета в натурной аэродинамической трубе ЦАГИ Т-101 показал, что самолет «5–1» обладает неблагоприятным соотношением между поперечной и путевой устойчивостями. Это отчасти послужило причиной аварии «5–1» в третьем полете, состоявшемся 5 сентября 1948 года. Самолет подошел к взлетно-посадочной полосе с креном, вначале коснулся земли одной консолью крыла, затем ударился другой и в конце пробега резко клюнул носом. Летчик остался цел, но самолет был разбит и восстановлению не подлежал.

Произошедшая авария задержала испытания. Они продолжились только в январе 1949 года, когда был выпущен самолет «5–2». Конструктивно он почти не отличался от «5–1», но на нем выполнили ряд доработок. В частности, для улучшения путевой устойчивости увеличили удлинение и стреловидность вертикального оперения, что повлекло увеличение длины самолета до 11,2 метра; подкрыльные дуги заменили специальными амортизирующими костылями, поглощавшими энергию удара в момент касания земли.

Полеты на самолете «5–2» выполнял летчик-испытатель Георгий Шиянов. Первый полет новой машины состоялся 26 января 1949 года, но из-за посадки за пределами взлетно-посадочной полосы закончился аварией. «5–2» был поврежден и нуждался в ремонте. Главная причина неточных приземлений самолетов «5–1» и «5–2» заключалась в трудности построения расчета на посадку, особенно в первом полете, из-за весьма небольшой тогда посадочной полосы Летно-исследовательского института.

В ходе ремонта самолета «5–2» шло его дальнейшее усовершенствование. Посадочную лыжу установили параллельно строительной горизонтали фюзеляжа, это сделало пробег самолета более устойчивым и позволило отказаться от хвостового костыля, а позже на его месте расположить подфюзеляжный киль для увеличения путевой устойчивости.

После ремонта самолета «5–2» испытатель Шиянов выполнил на нем второй полет, закончившийся благополучно. Анализ результатов первого и второго полетов показал, что нужное соотношение между поперечной и путевой устойчивостями все еще не достигнуто. Чтобы улучшить его, конструкторы нашли оригинальное решение: установили на консолях так называемые «ласты».

После всех доработок самолета Шиянов совершил на «5–2» еще шесть полетов, последний из которых состоялся в июне 1949 года. Масса самолета составляла 1710 килограммов, а наибольшая скорость, достигнутая в пикировании на высоте 5400 метров, соответствовала 0,775 Маха. Самолет обладал удовлетворительными пилотажными качествами. Управление с помощью необратимых гидроусилителей (бустеров) практически не отличалось от обычного. Все системы были отлажены и самолет подготовлен для полетов с ЖРД, но было принято решение о прекращении дальнейших работ. К этому времени опытные самолеты с турбореактивными двигателями уже вышли на рубеж скорости 1200 км/ч и необходимость в продолжении испытаний ракетоплана исчезла.

В ходе испытаний самолета «5» и его модификаций впервые в СССР были исследованы особенности отделения летательных аппаратов со стреловидным крылом от самолетов-носителей, а при доводках накоплен практический опыт, использованный при создании новых скоростных самолетов. На базе самолета «5» Бисноват и Исаев создали крылатую ракету «воздух-поверхность» «Р-1».

Судьба самолета «5» весьма типична для конца 40-х годов космического века. Ракетопланы уверенно вытеснялись турбореактивными машинами Микояна, Лавочкина, Яковлева и Сухого. Эти новые самолеты оказались более экономичны и надежны в эксплуатации, ВВС с удовольствием принимали их на вооружение. История «космической» авиации закончилась, не успев начаться. По крайней мере, именно так могло показаться со стороны…

Альтернатива-2: Аэрокосмические войска для товарища Сталина

В книге Германа Оберта «Пути осуществления космического полета» я наткнулся на такой пассаж: «В конечном счете можно сказать, что ракетный самолет не представляет переходной ступени от самолета к средству межпланетного сообщения. Это — многообещающее в будущем родственное изобретение».

Увы, даже друг и соратник Макс Валье не сумел убедить Оберта в том, что ракетный самолет (или, если угодно, пилотируемая крылатая ракета) может стать основой для отдельного (и, может быть, даже базового) направления в развитии космонавтики. Авторитет Германа Оберта плюс успехи членов «Немецкого ракетного общества» в деле освоения ракет «Мирак» и «Репульсор» привели к тому, что среди немецких ракетчиков альтернативная аэрокосмическая схема даже не обсуждалась.

Совсем иное дело — Россия. Надеюсь, вы обратили внимание, что, начиная с Николая Кибальчича, через работы Циолковского, Цандера и Кондратюка, проводилась мысль о том, что подобная схема вполне может оказаться конкурентоспособной и даже имеет очевидные преимущества перед обычной ракетной. Эта мысль пришлась по вкусу молодым энтузиастам из ГИРДа: ведь они в большинстве своем были инженеры-авиационщики, да еще и планеристы. Все ранние статьи того же Королева пронизаны верой в то, что аэрокосмическая схема является наилучшей из возможных и именно ей следует отдать предпочтение при планировании будущей космической программы. Полагаю, планерист Королев и бывший летчик Валье при встрече нашли бы общий язык.

Возникает вопрос: каким путем могла бы двинуться советская космонавтика, если бы Сталин, расправившись с Тухачевским, не тронул подчиненных ему ракетчиков? Слишком много «бы»? Не слишком. После 37-го года Иосиф Виссарионович стал уже по факту единоличным правителем Советского Союза, его кадровые решения не обсуждались в принципе. Что ему мешало убрать одного начальника и тут же на его место поставить другого — например, Климента Ворошилова?..

Модный ныне публицист Виктор Суворов (вслед за советскими историками, которых он так не любит) повторяет набивший оскомину тезис, согласно которому технологический прорыв в довоенной Советской России был возможен только из-под палки. Мол, реальный продукт в кратчайшие сроки наши инженеры и конструкторы могли выдавать лишь в условиях «шарашки», когда отвечаешь за срыв плана не «тринадцатой» зарплатой, а головой. При этом как-то забывается, что некоторые из них так и не сумели попасть в «шарашку», потому что были расстреляны или погибли в лагерях. Например, Сергей Королев находился на грани физического истощения и смерти, когда его перевели под начало Туполева.

В своей книге «Очищение» Суворов весьма убедительно доказывает, почему Сталин расстрелял Тухачевского и других военачальников. С одной стороны, большинство из них принадлежали к так называемому «червонному казачеству», представлявшему сильную оппозицию внутри Красной Армии; с другой стороны — не соответствовали занимаемым должностям и потенциально были не готовы к захватнической войне, которую Сталин собирался развязать в Европе. Суворов приводит множество аргументов, почему Тухачевский и ему подобные должны были умереть, но ни одного — почему должны были умирать ракетчики.

Тут логика Суворова и подобных ему «неосталинистов» дает сбой. Цельный образ мудрого и жестокого горца, вознамерившегося покорить весь мир и никогда не ошибавшегося, дает трещину. Даже если допустить, что высшие руководители Советского Союза не верили в будущее ракет и ракетопланов, все равно остаются вопросы. Почему тогда не был ликвидирован уже разгромленный РНИИ? Почему работы над ракетами и ракетными самолетами продолжались? Почему на третьей неделе войны Сталин нашел время, чтобы встретиться с проектантами «БИ» и дать им свое добро на разработку истребителя с ракетным двигателем? Почему, в конце концов, на вооружение Красной Армии поступила машина реактивной артиллерии «БМ-13» («Катюша»)?..

Значит, интерес к ракетам у советского руководства все же был. Тогда получается, что уничтожение ведущих специалистов в области ракетостроения — это серьезнейшая ошибка или, как сказали бы в те времена, «вредительство».

Однако акция государственного террора, направленная против Тухачевского и его «подопечных» из РНИИ, повлияла не только на расстановку сил и приоритетов в отечественном ракетостроении — она серьезнейшим образом изменила историю космонавтики, а значит, и историю всего мира.

На опыте ГИРДа и РНИИ видно: все шло к тому, что предпочтение было бы отдано аэрокосмической схеме, простейшим вариантом которой является ракетоплан. Космическая программа Фридриха Цандера, получившая развитие в работах Сергея Королева, вполне могла быть реализована в предвоенные и военные годы. Разумеется, на первом этапе она имела бы чисто военное применение: по схеме ракетоплана можно строить высотные истребители-перехватчики и пикирующие бомбардировщики. Следующий этап — создание комбинированной схемы на основе тяжелых самолетов, способных нести на себе несколько ракетопланов. При нормальном развитии программы Цандера-Королева эти машины могли бы появиться уже к концу войны.

Что было бы дальше, трудно сказать. Но одно несомненно: когда перед советскими ракетчиками раскрылись бы «тайны Пенемюнде», выбор направления развития ракетной техники в Советском Союзе был бы уже сделан и отказаться от опыта строительства «стратолетов» в пользу баллистических ракет было бы гораздо сложнее. Скорее всего, достижения команды Вернера фон Брауна просто приняли бы к сведению, запустив с полигона несколько ракет «Фау-2» и убедившись в малой эффективности этого громоздкого, необычайно дорогого и капризного в эксплуатации вида оружия.

В любом случае разгром РНИИ на несколько лет затормозил развитие отечественной высотной авиации и космонавтики, а нацисты и американцы за счет этого получили определенную фору во времени, чем не преминули воспользоваться.

Неблагоприятное стечение обстоятельств нарушило естественный ход эволюции космической техники. И только сейчас мы начинаем понимать, сколько усилий и средств было из-за этого потрачено впустую…

Для тех, кто по-прежнему считает, что история развивается по объективным и не зависящим от случайностей законам, приведу только один (довольно забавный, на мой взгляд) пример. Ответьте на такой вопрос: каким образом лошадь повлияла на выбор габаритных размеров американского космического корабля «Спейс шатл»?.. Не догадываетесь? Сейчас объясню.

Всякий грамотный инженер знает, что габаритные размеры любой крупной конструкции еще на стадии проектирования жестко лимитируются минимальными поперечными размерами тоннелей и железнодорожных мостов, через которые и по которым данная конструкция будет доставлена от сборочного цеха к месту ее эксплуатации. По этому же принципу назначались габариты «шатлов». А с каким размером жестко увязаны поперечные размеры тоннелей и мостов? Правильно, с шириной железнодорожной колеи. А как выбиралась ширина железнодорожной колеи в Соединенных Штатах Америки? Правильно, она в точности совпадает с шириной английской железнодорожной колеи. А как в свою очередь выбиралась ширина английской железнодорожной колеи? Правильно, она в точности совпадает с шириной колеи римской колесницы. А как выбиралась ширина колеи римской колесницы? Правильно, по габаритам средней лошади…

А теперь остановитесь на минутку и попробуйте себе представить, как бы выглядела современная космическая техника, если бы римские легионеры ездили на слонах…