Самолеты-гиганты СССР

К-7, конкурент ТБ-4

Конкурентом ТБ-4 и МГ являлся строившийся в Харькове К-7. Проект его был разработан под руководством К.А. Калинина. Свою концепцию Калинин выражал так: «При создании новых больших машин новые пути ведут в сторону новых схем самолета, в сторону использования крыла для размещения грузов. Это значит, что пути идут к летающему крылу, которое и является идеальным самолетом». К-7 был первым по-настоящему большим самолетом конструктора; до этого он был известен созданием серии одномоторных пассажирских машин, имевших вполне традиционную компоновку.

Первые прикидки по машине схемы «летающее крыло» Калинин сделал еще в 1925 г. Это был трехмоторный самолет на 22 пассажира; позже проект переработали под четыре двигателя. Но это было лишь прелюдией к созданию потрясающего воображение гиганта. 1930 г. Калинин представил руководству предварительный проект огромной машины, имевшей одновременно военное и гражданское назначение.

Это был такой же медлительный громоздкий моноплан с крылом толстого профиля, как и ТБ-4, но выглядевший просто фантастически. Калинин внес в конструкцию машины множество необычных решений. Крыло с размахом 53 м делилось на три части: прямоугольный в плане центроплан и две эллиптические консоли. Внутренний объем центроплана, имевшего максимальную высоту более двух метров, можно было использовать для размещения людей и грузов (в том числе и бомб). В консолях же хотели установить топливные баки. Из крыла вперед выступала рубка экипажа. Назад от крыла шли две балки трехгранного сечения, соединявшиеся сзади стабилизатором. Ближе к оси самолета над стабилизатором поднимались два эллиптической формы киля. Четыре мотора находились на передней кромке центроплана, по два слева и справа от рубки экипажа.

Тяжелый бомбардировщик К-7

Но самым необычным выглядело шасси. Под крылом размещались две широко расставленные огромные тележки, в каждой находилось по три колеса: переднее поворачивающееся диаметром 1,6 м и два двухметровых основных, снабженных тормозами. На все надевались пневматики низкого давления. Амортизаторы были воздушно-масляного типа. Тележки снаружи были зашиты алюминиевым листом. С крылом они соединялись стойками и подкосами. В передней части их прикрывали обтекатели, создававшие идущий наверх колодец. В обшивке левой тележки предусматривалась дверь; войдя в нее, члены экипажа поднимались в крыло по винтовой лестнице. А в крыле между лонжеронами шел коридор, по которому можно было идти в полный рост. В стояночном положении фюзеляж К-7 располагался горизонтально, как у современных самолетов с носовым колесом. На случай касания хвостовыми балками земли при посадке под их концами предусмотрели небольшие колеса.

Полноразмерный макет К-7 не имел консолей крыла и хвостовых балок. Хорошо видны макеты мотоустановок в передней части тележек шасси.

Если первый проект К-7 предусматривал деревянную конструкцию, то позже Калинин сделал ставку на сварной каркас из хромоникелевых стальных труб. Легированная сталь тогда была в стране дефицитом, ее приходилось импортировать, в основном, из Швеции. На огромную машину пришлось бы затратить на закупки около 100 000 рублей золотом. В нашей стране производство только осваивалось, и качество отечественной продукции было ниже. Интересно, что огромное крыло Калинин намеревался почти целиком обтягивать полотном, как у маленьких самолетов.

Расчеты довольно быстро показали, что вес гиганта окажется слишком велик для первоначально запланированных четырех двигателей. В варианте проекта К-7, датированным 1931 г., моторов стало сначала шесть, а потом семь. Их расположение выглядело весьма оригинально. Четыре двигателя по-прежнему стояли на передней кромке крыла, но к ним добавились два в передних частях обеих колесных тележек и один в носу перед рубкой экипажа. Колесные тележки были так высоки, что даже при большом диаметре (3,2 м) пропеллеры не касались земли.

Стадии развития проекта К-7

Вначале Калинин ориентировался на моторы М-17, позже сделал ставку на более мощные М-34. Это, как казалось, позволяло избавиться от седьмого двигателя, тем более что хотелось освободить нос рубки экипажа — это было важно в первую очередь для военного варианта самолета, поскольку улучшало обзор и упрощало прицеливание при бомбометании. Именно в таком виде выполнили полноразмерный деревянный макет самолета, у которого хорошо видна кабина штурмана с обширным остеклением. В план опытного самолетостроения К-7 в сентябре 1931г. внесли с шестью моторами М-34Р или ФЭД. В очередном варианте проекта все они стояли в ряд на передней кромке крыла: три слева и три справа. Но потом к седьмому двигателю все-таки пришлось вернуться, только теперь он находился на задней кромке крыла между хвостовыми балками, а его винт был толкающим.

Проект постепенно становился все более детальным и тщательно проработанным. В исходном проекте закладывались электромеханические усилители (бустеры) в системе управления. Но на том уровне развития отечественной промышленности получить их оказалось нереально. Пришлось перейти к серворулям (фактически триммерам), смонтированным на длинных балках за элеронами, рулями высоты и направления. Их предварительно опробовали на доработанном пассажирском самолете К-5, использованном в качестве летающей лаборатории.

Крыло сначала спроектировали с пятью лонжеронами и даже сделали на пробу отсек, но потом перешли на три лонжерона. Фермы крепления колесных тележек то хотели полностью закрыть обтекателями, то оставить открытыми, то закрыть частично. Вертикальное оперение увеличили по площади и сделали трапециевидным с округлой верхней частью. Одновременно отказались от соединения килей вверху балкой и боковых подкосов. Хвостовые балки немного удлинили, разместив огневые точки для военного варианта. В итоге размах крыла должен был составлять 58 м, длина самолета — 28 м при высоте 10,8 м. Интересно, как Калинин представлял себе техническое обслуживание машины?

В пассажирском исполнении К-7 должен был доставлять 128 пассажиров. Кресла для них расставлялись рядами по центроплану. Имелась и другая, более комфортабельная, компоновка: 16 четырехместных кают, разделенных коридором; половина из них находилась в консолях. Итого — 64 пассажира, но со спальными местами. В каютах предусматривалось электрическое освещение, а также окна, но не на потолке, а в полу. В обоих случаях предусматривались кают- компания, буфет и кухня. В передней кромке крыла шел высокий коридор, гуляя по которому, люди могли любоваться проплывающей внизу местностью через большие окна. Экипаж пассажирской машины состоял из восьми человек: два пилота, штурман, радист, главный механик сидели в рубке, два моториста — в крыле, восьмой член экипажа обслуживал кухню. Дальность полета оценивалась в 1000 — 5000 км.

Военным К-7 представлялся как тяжелый дневной и ночной бомбардировщик и транспортный самолет. Максимальная бомбовая нагрузка по расчетам составляла 16 600 кг, при нормальной — 9300 кг. С 6000 кг бомб К-7 при подвеске дополнительных бензобаков должен был иметь дальность 2400 км. Позже эти цифры уточнили: при максимальном перегрузочном взлетном весе 43 т максимальный бомбовый груз оценивался в 14 000 кг. Бомбоотсеки располагались в крыле. Балки бомбодержателей, рассчитанных на подвеску бомб калибром до 250 кг, включались в силовую схему крыла, что являлось в то время весьма передовым решением. П о заданию предусматривалась и наружная подвеска бомб калибром до 1000 кг.

Оборонительное вооружение военного варианта состояло из четырех 20-мм пушек «Эрликон» и восьми пулеметов ДА, обеспечивавших сферический обстрел. Две пушки монтировались на турелях в оконечностях хвостовых балок и две — в гондоле под рубкой экипажа. Пулеметы должны были стоять перед козырьком рубки (спаренная установка с ДА-2), в корневой части хвостовых балок и по два (спереди и сзади) в тележках шасси. При этом с любого направления противника встречал огонь как минимум трех стрелковых точек. К установкам на концах хвостовых балок стрелки должны были добираться на электрифицированных тележках, движущихся с помощью тросов по рельсам. На них при необходимости собирались также подвозить боеприпасы.

Экипаж бомбардировщика должен был состоять из 19 человек. Воздушным кораблем, так же как морским, должен был командовать освобожденный от других функций командир. Кроме него, в список входили два штурмана, два пилота, радист, инженер, два техника, девять стрелков и даже боцман (он же запасной стрелок и фельдшер).

Транспортный вариант ориентировался, прежде всего, на нужды воздушно-десантных операций. К-7 мог поднять в воздух 112 парашютистов с полным снаряжением или эквивалентный груз. Груз мог размещаться внутри центроплана или на наружной подвеске между тележками шасси. В последнем случае машина могла перевозить тяжелую и громоздкую военную технику: пушки, автомобили, броневики и легкие танки весом до 8400 кг. Альтернативно там же крепилась подвесная десантная кабина по типу применявшейся на ТБ-3.

Технический проект К-7 завершили в начале 1932 г. Он получил высокую оценку комиссии, в которую входили представители НИИ ВВС, ЦАГИ и НИИ ГВФ. Комиссия под руководством профессора Н.А. Жемчужина записала в своем отзыве: «Самолет К-7 по своей конструкции, вне зависимости от летных данных, от него ожидаемых, представляет крупный шаг вперед в самолетостроении...». Было принято решение о постройке опытного образца самолета на специально организованном Харьковском авиационном заводе опытного самолетостроения (ХАЗОСС).

С учетом представленного проекта 28 февраля утвердили новые летно-технические требования. Первоначальные требования пришлось серьезно урезать. Теперь максимальная скорость была описана как «не менее 190 км/ч», потолок ограничивался 5000 м (на набор этой высоты давался час), а дальность — 2000 км. Бомбовая нагрузка опять упала—до 12 300 кг.

Некоторые аспекты проекта комиссия подвергла критике. Например, сочли, что у пилотов плохой обзор вниз-вперед, а сидят они в плоскости вращения винтов, что должно было привести к сильному шуму в кабине. Члены комиссии, посидевшие в макете машины на месте штурмана-бомбардира, заявили, что оно тесное и неудобное. Предложили заменить кормовые пушки парами пулеметов, предусмотреть плановый фотоаппарат, броню для летчиков. Командира же хотели разместить в выдвигающейся вверх вращающейся бронированной башне («рубке») с пулеметом ДА.

Большую часть этих предложений харьковчане проигнорировали, но вот пушки и пулеметы на хвостовых балках поменяли местами. Пушечные турели предусмотрели в корневых частях балок, а спарки пулеметов — за оперением.

К-7 в том виде, в котором он начал летать в августе 1933 г.

Когда комиссия находилась в Харькове (это было в сентябре 1932 г.), уже готовились стапели для сборки машины, и строился сборочный цех, по своим размерам и конфигурации соответствующий К-7. Опытный образец должен был быть выпущен без вооружения, но и без оборудования пассажирского варианта. Начало его постройки несколько раз откладывали, но в ноябре 1932 г. наконец-то сварили первый узел каркаса самолета. Выпуск хромомолибденовых труб в июне того же года освоили в Днепропетровске. Поначалу шло много брака, и встал вопрос о замене советских труб импортными. На исправление положения ушло шесть месяцев. Но ассортимент отечественных труб был уже, чем предусмотренный в проекте самолета. Самые большие диаметры, нужные для лонжеронов крыла, отсутствовали. Пришлось заменить их парами труб меньшего размера. Колеса для гиганта делали на заказ на заводе «Проводник», но в срок не успели и для первого опытного образца К-7 купили английскую резину «Пальмер» диаметром 2 м. Сами колеса с тормозами приобрели в Америке у фирмы «Гудьир».

Если ТБ-4 в плане 1933 г. числился в разряде первоочередных работ, то К-7 расценивался как «экспериментальный» и считался как бы запасным. В одном из писем Я.И. Алксние признавал, что поддерживает создание К-7 как альтернативу ТБ-4, поскольку побаивается установления монополии ЦАГИ на строительство тяжелых бомбардировщиков. Конкуренция должна была подстегнуть активность обоих конструкторских бюро.

На сборку калининского гиганта ушло девять месяцев. Последние стадии шли просто на асфальтированной площадке, окруженной строительными лесами, поскольку ни в один цех огромный самолет целиком не влезал. Вес пустого самолета превысили по сравнению с расчетным почти на три тонны, он дошел до 22 900 кг, а полный взлетный вес машины оказался около 36 т.

Мотоустановки на крыле К-7

При первом же запуске двигателей самолет начал вибрировать, хвостовые балки тряслись. Пришлось их усиливать. Вновь ввели подкосы, поддерживавшие кили, а поверху соединили их еще одной горизонтальной плоскостью, так что оно фактически стало бипланным.

8 августа 1933 г. летчик М.А. Снегирев совершил на К-7 первые пробежки по аэродрому. Выявилась недостаточная жесткость хвостовых балок и оперения, затем деформации капотов моторов. Рули оказались недостаточно эффективны, а тормоза колес перегревались. В рапорте было записано: «При торможении самолет резко поднимал хвост и становился на передние колеса». На следующий день рулежку повторили, но она закончилась тем, что лопнула покрышка левого заднего колеса. Машину стали дорабатывать, периодически совершая пробежки по аэродрому.

В воздух самолет поднялся 19 августа; он не взлетел, а скорее подпрыгнул метров на пять вверх и опять опустился на летное поле. Этого вполне хватило, чтобы убедиться в недостаточной жесткости оперения. Оно ходило вверх-вниз почти на метр.

21 августа К-7 совершил первый полет по кругу. На месте командира самолета сидел М.А. Снегирев, место второго пилота занимал конструктор К.А. Калинин. На аэродроме присутствовали начальник ГУАП П.И. Баранов, командующий Украинским военным округом И.Э. Якир и известный летчик М.М. Громов. После взлета отказал серворуль, а затем нижний руль высоты; потом выяснилось, что лопнул трос. Руль свободно болтался, вызывая тряску самолета. Чтобы помочь летчику, Калинину тоже пришлось взяться за штурвал. Вдвоем они смогли развернуть машину. Конструктор предложил садиться в поле, но взлететь оттуда К-7 бы не смог; его пришлось бы разобрать и вывозить по частям. Снегирев все-таки сумел выполнить круг и приземлиться. Весь полет продолжался 12 минут. Летчик получил от Баранова благодарность, а конструктор — выговор.

Несмотря на краткость первого полета, выявили неэффективность рулей направления, перекомпенсацию серворулей, течи радиаторов, тряску хвостовых балок и неправильную регулировку моторов, приводившую к сильному дымлению. Почти месяц ушел на устранение дефектов. Поскольку было предположение, что трос перерезали вредители, после окончания рабочей смены машину пломбировали, а вокруг нее выставлялся караул красноармейцев.

13 сентября поступило распоряжение переделать опытный самолет в военный, а работы по пассажирскому варианту прекратить. В ноябре требовалось уже перегнать самолет в Москву и предъявить К-7 на государственные испытания как бомбардировщик. Калинин не укладывался ни в заданные сроки, ни в отведенные деньги.

Испытания возобновились 22 сентября. Далее после каждого полета следовали те или иные переделки. Еще через месяц, к 21 октября удалось довести до нормы работу серворулей. Их раскачивание исчезло, а усилия на органах управления находились в приемлемых для пилотов пределах.

Но в ноябре один из полетов чуть не закончился аварией. Отказал механизм поворота стабилизатора. На третьем заходе на посадку огромный самолет рухнул на землю с высоты около 9 м, но не разрушился, а подпрыгнул несколько раз и остановился. Машину спасли большие колеса низкого давления, погасившие удар. При осмотре в цепи привода стабилизатора нашли болт, мешавший ее перемещению. Но ОГПУ сочло это случайностью, а не диверсией. Существенных повреждений после падения К-7 не получил; ограничились заменой некоторых приборов и отдельных деталей.

Замеренные на испытаниях скорость и скороподъемность самолета оказались ниже расчетных. Скорость составляла 213 км/ч, практический потолок — 3650 м. Дальность оценивалась в 2000 км. Калинин упорно старался их «дожать» до требований задания. Дату полета над мерной базой несколько раз переносили из-за плохой погоды. Наконец, 21 ноября он состоялся. На борту гиганта находились 20 человек. На полном газу машина прошла первый створ. При высоких оборотах моторов и ранее наблюдался бафтинг хвостовых балок. По показаниям очевидцев, было слышно, как лопнула труба лонжерона левой балки. Ее разошедшиеся концы зажали управление рулем высоты. В 5 км от аэродрома К-7 клюнул носом и пошел к земле под углом около 40 градусов. При ударе сначала разлетелось шасси, затем машина ударилась носом фюзеляжа о землю. Шасси и переднюю гондолу подмяло под крыло. Начался пожар, взорвались бензобаки. Вся полотняная обшивка крыла быстро сгорела. Через несколько минут рядом совершили посадку два самолета сопровождения, подъехали автомобили. Три члена экипажа смогли вылезти сами, еще четверых живых вытащили спасатели, но двое умерли по дороге в больницу. В общей сложности пятнадцать человек, включая командира самолета, погибли.

Расследовавшая катастрофу комиссия под председательством заместителя начальника штаба ВВС В.К. Лаврова пришла к выводу, что основной причиной явилась ранее не запланированная установка седьмого мотора, которая создавала сильное вихреобразование на хвостовом оперении, усугубляемое воздействием вынесенных на длинных балках серворулей и недостаточной жесткостью ферм. В акте записано: «Катастрофа самолета К-7 произошла из-за потери управляемости самолета в продольном направлении, что было вызвано деформацией хвостовой части самолета». Сам же Калинин говорил о диверсии, приведшей к гибели гиганта.

29 декабря 1933 г. ГУАП распорядилось начать постройку еще двух опытных образцов К-7 в военном варианте, учтя недостатки первой машины. Предлагалось перенести седьмой мотор в другое место, переделать хвостовые фермы, сделать центровку машины более передней, усилить набор крыла, увеличить углы отклонения стабилизатора. Калинин внес в проект ряд изменений, направленных на устранение дефектов.

Самолет сначала делался под пять моторов М-34ФРН, но они отсутствовали, и конструктор перешел к шести М34- РН. Альтернативно пытались заказать специальную партию М-34Р с увеличенной степенью сжатия; это должно было улучшить высотные характеристики самолета. НИИ ВВС рекомендовал спроектировать запасной вариант с восемью М-34. Прорабатывались также спаренные установки с двумя М-34, работающими на один винт. Стальные нервюры крыла заменили более легкими дюралевыми; хвостовые балки приобрели четырехгранное сечение. Оборонительное вооружение должно было включать три пушки и 13 пулеметов. От турелей на тележках шасси отказались, заменив их башнями, выдвигавшимися вниз из крыла (примерно как на ТБ-3).

По расчетам, максимальная бомбовая нагрузка должна была составить 13 т. С 8500 кг бомб дальность полета оценивалась в 2000 км. При замене двигателей на М-34ФРН максимальная бомбовая нагрузка вырастала до 17 т. Но военных К-7 больше интересовал как транспортный самолет, способный взять на борт 150 — 200 бойцов. Конструктор обещал на второй машине получить скорость в 300 км/ч и практический потолок 7000 м.

Параллельно Калинин проектировал два пассажирских варианта — на 120 и 150 человек, а также бесхвостый вариант К-7 без балок, с вертикальным оперением на задней кромке крыла.

В мае 1934 г. приступили к изготовлению узлов второй машины. По предложению НИИ ВВС она строилась как военная с параллельным выпуском комплекта узлов для ее доработки в гражданскую. Возможно, что в ней учитывалось уточненное задание, в котором вооружение складывалось из восьми одиночных пулеметов ШКАС на турелях Тур-8. В некоторых документах указано, что все турели будут электрифицированными. У Тур-8 действительно имелся вариант, у которого элекгромотор вращал кольцо турели, а поднимал и опускал ствол стрелок вручную. Он назывался ЭТур-8 или Тур-16; такие турели ставили позже на разведчиках P-Зет. Внутри крыла намеревались смонтировать два кассетных держателя КД-2, а снаружи — четыре балки Дер- 16 (замененные чуть позже на укороченные Дер-26). В духе времени все они элекгрифицировались и соединялись с элекгробомбосбрасывателем ЭСБР-2. Но тросовая проводка сохранялась вместе с обычным сбрасывателем, считавшимся теперь аварийным. В состав оборудования включили радиостанцию 11-СК.

Для К-7, как и для ТБ-4 и МГ, готовили «центральную электростанцию» (вспомогательную силовую установку). Это был двухтактный мотор в 9 л.с. с принудительным воздушным охлаждением, вращавший основную динамо-машину (генератор постоянного тока) ДС-2600 (2,6 квт) и генератор РМ9 для радиостанции.

К маю 1935 г. этот самолет был готов примерно на 60%. Ставился вопрос о возможности постройки серии К-7 на новом заводе № 18 в Воронеже. Однако после катастрофы «Максима Горького» работы по самолетам-гигантам приостановили, затем опять выдали средства на их продолжение. Но вскоре пришли к выводу, что самолет Калинина не имеет существенных преимуществ по сравнению с более доведенным МГ. Да и само отношение к гигантским бомбовозам стало меняться.

1 февраля 1936 г. А.Н. Туполев, являвшийся тогда главным инженером ГУАП, написал письмо председателю Совнаркома В.М. Молотову. В нем он указывал на недостаточную, по его мнению, переработку Калининым исходного проекта. В частности, сохранилось обтянутое полотном недостаточно жесткое крыло. Туполев предложил прекратить постройку второго экземпляра К-7.

В апреле 1936 г. Я.И. Алкснис писал наркому обороны К.Е. Ворошилову: «...учитывая тяжелое состояние нашей авиапромышленности, не дающей нам самых необходимых боевых самолетов, считаю, что затрачивать средства и время на постройку К-7 нецелесообразно». В том же месяце ГУАП принял решение загрузить предприятие в Воронеже постройкой самолетов других типов. Конструкторское бюро Калинина в июле того же года расформировали. Построенный более чем наполовину второй экземпляр К-7 законсервировали, а потом разобрали.