8. Работы Бартини по новым схемам летательных аппаратов.
В 1927-1929 годах в Севастополе Р. Бартини разработал проект гидросамолета ("ЛЛ-1", летающая лодка весом 450 кг, с мотором "Люцифер" - 100 л.с. - моноплан с высокорасположенным крылом, лодка была снабжена "жабрами", имеющими утолщение на концах для боковой устойчивости. Схема была похожа на легкий самолет "Дорнье - Либелле".
"ЛЛ-2" - летающая лодка весом 6000 кг. Морской разведчик с 4 моторами по 400 л.с., расположенными попарно в крыле, приводящих во вращение винты посредством удлиненных валов.
(В связи с рассмотрением этих проектов Бартини был переведен в Москву и назначен главным инженером НТК ВВС. В начале 1930 года приказом Реввоенсовета Бартини был перевен в резерв РККА и приказом ВСНХ назначен главным конструктором ОПО-3 (опытный отдел 3) с поручением разработать морские самолеты первой пятилетки).
В 1930 году конструкторским бюро ОПО-3 под руководством Бартини были разработаны конструкции самолетов МБР, МДР, МТБ и ЭИ.
МБР - морской ближний разведчик представлял собой летающую лодку, моноплан с низкорасположенным крылом, с тянущим винтом, двигателем расположенным над центропланом, с носовой и задней пулеметной установкой. Впоследствии такой самолет был осуществлен Г. М. Бериевым.
"ЭИ" - экспериментальный истребитель с одноколенным и однолыжным убирающимся в полете велосипедным шасси с безрадиаторным охлаждение перегретых в двигателе водяных паров в конденсаторе двойной обшивки крыла, снабженного щелевыми элевонами вдоль всего размаха крыла. Система управления самолетом имела изменяемое в полете передаточное число. Такой самолет "Сталь-6" был в 1931-1933 годах построен в НИИ ГВФ (гл. конструктор Бартини).
Заводские испытания самолета были проведены Юмашевым и Аблязовским, государственные испытания Стефановским.
Самолет "Сталь-6", первенец скоростной авиации, развивал скорость свыше 420 км/час, в то время когда лучшие истребители ("Спад", "И-5") имели скорость около 280. При разбеге в 6 секунд скороподьемность у земли составляла 21 м/сек. В акте госиспытаний НИИ ВВС сказано: "смелые нововведения Р. Бартини - одноколесное шасси и безрадиаторное испарительное охлаждение блестяще подтвердились... рекомендовать Авиационной промышленности освоить опыт Р. Бартини".
Приказом ВСНХ (Орджоникидзе) в ЦИАМ была организована лаборатория по испарительному охлаждению (под руководством Шереметьева) и было предписано на всех новых самолетах разрабатывать вариант с испарительным охлаждением. На совещании в Наркомтяфжпроме под председательством Орджоникидзе и Ворошилова, по предложению Тухачевского было принято решение обязать Авиапром принять задание Реввоенсовета о создании истребителя - перехватчика со скоростью 500 км/час на основе самолета "Сталь-6". Кроме того было принято предложение Бартини о посылке в США комиссии (т. Баранов) для покупки лицензии на двигатель "Картис конкверер" и комиссии во Францию (т.Уншлит) для покупки лицензии на двигатель "Испано - Сюиза UBSR" (который был под руководством т. Климова впоследствии освоен на Рыбинском заводе). На этом же совещании по предложению Орджоникидзе, было решено выдать Р. Бартини задание на новый истребитель, такой самолет строился в НИИ ГВФ под маркой "Сталь-8" (модификация "Сталь-6").
Сталь-7
Первый самолет, соединяющий большие скорости с большой дальностью полета. На нем установлен в 1939 году мировой рекорд скорости (405 км/час) на дистанции 5000 км. Новая схема "обратной чайки" и сочленение с фюзеляжем давало высокое качество и воздушную подушку при взлете и посадке. Схема, реализованная на "Сталь-7" применялась впоследствии на самолетах "Блом - ФОС" и "Юнкерс" в Германии и фирмы "Чанс - ВОУТ" в США. На основе "Сталь-7" воспитанники Бартини, во главе с Ермолаевым разработали и внедрили в серию самолеты ДБ-240 (Ер-2), которые участвовали в Отечественной войне в частях ВВС и АДД, на них бомбили фашистский Берлин и Кенигсберг.
Проектирование "Сталь-7" - скоростного пассажирского самолета (в другом варианте - бомбардировщика дальнего действия) было начато в 1934 году в НИИ ГВФ. Для уменьшения полного лобового миделя самолета были совмещены мидели центроплана с миделем пассажирской кабины фюзеляжа таким образом, что не добавляя лобовое сечение, центроплан проходил через фюзеляж, ничего не загораживая. У стандартных схем альтернатива: или проходит центроплан через мидель пассажирского помещения (без прибавления миделевого сечения), но с перегораживанием помещения, или не перегораживая добавляет лоб. На схеме "Сталь-7" "обратная чайка" ни миделя не прибавилось, ни помещения не перегораживалось. Продувки показали, что в таком сочетании центроплан от интерференции с фюзеляжем как будто в 3 раза уменьшают свой мидель. Кроме того, низко расположенные мотогондолы способствуют образованию под "обратной чайкой" воздушной подушки, облегчающей взлет и посадку.
Лонжероны "Сталь-7" были образованы из хромо - молибденовых труб переменного сечения. В Советском Союзе в то время (1935) производство тонких цельнотянутых труб еще не было освоено, поэтому в НИИ ГВФ было организовано изготовление тонких труб с помощью стыковой электросварки. Последующая закалка таких труб превращает их как будто в цельнотянутые, без следов стыков на микрошлифах.
МДР - морской дальний разведчик представлял собой летающую лодку с плоским ступенчатым днищем, снабженную "жабрами" для боковой остойчивости, моноплан с высокорасположенным крылом и тандемной двигательной установкой, расположенной в центроплане. Такая же схема была впоследствии осуществлена Бартини на самолете ДАР (дальний арктический разведчик).
МТБ - морской тяжелый бомбардировщик, двухлодочный катамаран (длина лодки 40 метров) со свободнонесущим крылом большого удлинения с 6 двигателями по 400 л.с. (полетный вес 40 т).
Впоследствии аналогичная схема была осуществлена А.Н. Туполевым на самолете МК - морской крейсер.
В 1940 г. Р. Бартини в ЦКБ начал разрабатывать перехватчик по схеме летающего крыла бесхвостки с ЖРД и бесколесным лыжным шасси.
В 1942 году в КБ-4 (Омск) был разработан предварительный проект истребителя такой же схемы - самолет "Р" с реактивно - прямоточной силовой установкой. Идея такого самолета заключалась в следующем: 1.
Надо разработать конструкцию летательного аппарата, осуществляя "газо - динамическое единство" несущей и тянущей системы, причем интерференция между крылом и силовой установкой должна уменьшать сопротивление и увеличивать подъемную силу. 2.
Силовую установку выбирать, определив "время равнения" разных силовых установок, при котором становится равным сухой вес установки плюс вес расходуемого горючего. Для самолета "Р" была предложена несущая система типа биплана Буземана, не дающая волновое сопротивление, являющаяся плоским прямоточным двигателем, в котором горючее и окислитель вводятся вдоль размаха в виде перегретых паров. Камеры сгорания изнутри выложены тонкими трубами прямоточного котла, по которым под высоким давлением идут горючее и окислитель по принципу противотока к инжектору. 3.
Таким образом на старте двигательная установка работает как ЖРД с подсосом воздуха, а при больших скоростях как прямоточный реактивный двигатель (без расхода окислителя) с использованием инжекции паров горючего для повышения сжатием процесса Брайтона. Предварительные опыты с инжектором такого рода были проведены.
Самолет "Р-114" - сверхзвуковой перехватчик нового типа, был разработан на базе истребителя "Р".
Идея этого самолета заключалась в следующем: - если бы удалось создать перехватчик, который обладает вертикальной скоростью равной уже достигнутой скорости пикирования самолетов, то дополнительно к существующим средствам ПВО появился бы новый вид обороны: "зенитная авиация", выводящая артиллеристов - летчиков в огневые позиции со скоростью зенитного снаряда. При этом проблемы аэродинамики больших скоростей можно было перенять уже из освоенного опыта пикирующих истребителей, что было бы очень важно в военное время. -
Таким образом вопрос о создании "зенитной авиации" сводился не к теоретическому и экспериментальному решению неизвестных проблем, а к вопросу - удастся ли найти конструктивное решение такой компоновки, которая обеспечила бы вертикальные скорости подъема, равные скорости пикирования. -
Анализ барограмм снарядов различных калибров показал, что тяговооруженность зенитного перехватчика для достижения нужного динамического потолка может быть меньше двух, а с помощью разработанного Р. Бартини в 1939 году метода расчета пикирования в среде переменной плотности она может не существенно превышать единицу. -
В качестве тяговой установки самолета "Р-114" был выбран эжекторный двигательный блок, разработанный в Казани группой Глушко, дающий тягу 4* 300 кг. Потолок "Р-114" был 24 км после разгона у земли и около 40 км при разгоне после отцепки от аэроматки - носителя на высоте 10.000 м. "Р-114" имел стреловидные крылья с отсосом пограничного слоя от струй ЖРД, вместо шасси был снабжен посадочной лыжей, взлетные колеса оставались на земле.
В 1944 году Р. Бартини предложил разработать проект транспортного самолета, предвидя необходимость перевода авиационной промышленности в послевоенный период на мирное строительство. Был разработан проект двухэтажного транспортного самолета "Т-107", на врехней палубе которого размещались пассажирские помещения, а на нижней палубе - грузовые. Скорость "Т-107" по проекту составляла 470 км/час при дальности полета в 2000 км с полезным грузом 5т. Проект был одобрен, но строительство самолета не укладывалось в рамки авиационной промышленности.