История конструкций самолетов в СССР 1951-1965 гг.

С применением реактивных двигателей в истории гидроавиации должен был начаться новый важный этап, прежде всего, благодаря возможности резкого увеличения скорости полета гидросамолета. После войны американцы и англичане с большим усердием взялись за создание летающих лодок, в том числе и реактивных. Повышенный интерес к этой теме проявили военные. Они считали, что в боевой обстановке гидросамолеты, рассредоточенные в прибрежных укрытиях, в отличие от сухопутных будут менее уязвимыми при нападении противника. Основным достоинством гидроавиации являлось то, что гидродром невозможно разрушить даже в случае нанесения атомного удара. Кроме того, гидросамолеты являлись превосходным средством для борьбы с подводными лодками и нанесения неожиданного удара по надводным кораблям и базам противника.

Экспериментальная реактивная летающая лодка Р-1

Р-1 стала первой в нашей стране реактивной летающей лодкой. Впервые конструкторы ОКБ морского самолетостроения (МС), руководимого Георгием Михайловичем Бериевым, осваивали околозвуковой диапазон скоростей полета и высокие скорости движения по воде. В отделе предварительного проектирования был проведен большой комплекс расчетных, конструкторских и исследовательских работ по определению оптимальных аэродинамических обводов днища лодки, норм прочности. Стремились добиться хорошей устойчивости, минимального брызгообразования и управляемости самолета при движении на воде в режиме глиссирования. В работе принимали участие представители ЦАГИ (В.Г. Фролов, А.И. Владимиров и др.).

В ОКБ Г.М. Бериева на Р-1 впервые применили герметичную кабину, радиолокатор, катапультные кресла, а также сложный комплекс вооружения.

Новая реактивная летающая лодка, разрабатываемая как морской дальний разведчик, нашла твердую поддержку у военных. Постановление правительства о создании первого отечественного реактивного гидросамолета Р-1 вышло 12 июня 1948 г. Согласно этому постановлению машина с двумя двигателями РД-45 должна была иметь максимальную скорость 750...800 км/ч на высоте 5000 м, техническую дальность полета 2000 км, практический потолок 12 000 м и бомбовую нагрузку 1000 кг. Основное назначение - воздушная разведка на море, вспомогательное - бомбардировочные операции. Постановлением предписывалось передать самолет на государственные испытания в декабре 1949 г.

Разработка самолета продвигалась с большими трудностями. Макет предъявлялся и утверждался дважды: первый раз - в декабре 1949 г., второй раз - с 21 по 24 марта 1951 г. Вторично макет предъявлялся в связи с выходом постановления правительства от 10 июня 1950 г., согласно которому предписывалось заменить на самолете Р-1 лицензионные двигатели "Нин" (РД-45) на более мощные отечественные двигатели ВК-1 конструкции В.Я. Климова и пушки кормовой установки калибра 20 мм на пушки калибра 23 мм. Этим же постановлением еще на один год отодвигался срок передачи самолета на государственные испытания, так как замена двигателей и пушек одновременно влекла за собой значительную перекомпоновку оборудования самолета.

При вторичном утверждении макета окончательно были решены и согласованы многие технические вопросы. При разработке чертежей был использован опыт авиационных фирм А.Н. Туполева и С.В. Ильюшина (в то время первые реактивные бомбардировщики Ту-14 и Ил-28 уже вышли на испытания). Разработкой конструкции лодки руководил В.А. Герасимов.

В ноябре 1951 г. первый отечественный реактивный гидросамолет Р-1 был передан на заводские мореходные и летные испытания.

Р-1 - экспериментальная летающая лодка с двумя реактивными двигателями ВК-1 представляла собой цельнометаллический моноплан с высокорасположенным прямым крылом типа "чайка", однокилевым оперением и подбирающимися в полете к концам крыла поплавками боковой остойчивости. Экипаж самолета - три человека: летчик, штурман и стрелок-радист.

Крыло трапециевидной формы состояло из кессона, ферменных нервюр и работающей обшивки. Профиль крыла ламинаризированный, относительной толщины 13 % на центроплане и 12 % на консолях. Крыло было снабжено щелевыми закрылками и щелевыми элеронами с триммерами, пружинными сервокомпенсаторами, аэродинамической компенсацией и весовой балансировкой.

Хвостовое оперение было традиционной формы с неподвижным свободнонесущим стабилизатором. Рули были снабжены триммерами, аэродинамической компенсацией и весовой балансировкой, а руль направления - еще и пружинным сервокомпенсатором.

Одиночная проводка управления состояла из жестких тяг и тросов. Полет в автоматическом режиме обеспечивался автопилотом, рулевые машинки которого подключались к проводкам управления тросами. Выпуск и уборка закрылков осуществлялись с помощью гидравлики. Воздушно-тепловая противообледенительная система с отбором воздуха от компрессоров двигателей защищала крыло и оперение.

Лодка двухреданная, с высоким мореходным носом и килеватым днищем в носовой и межреданной частях. Первый редан имел треугольную форму в плане, второй - заостренную, обтекаемую форму. Лодка была разделена водонепроницаемыми шпангоутами-переборками на шесть отсеков, которые при простреле или повреждении любых двух отсеков обеспечивали плавучесть и непотопляемость самолета. В шпангоутах-переборках имелись герметизируемые в закрытом положении двери.

В переднем отсеке лодки размещались кабины летчика и штурмана, в заднем - стрелка-радиста. Отсеки с кабинами экипажа были герметичными, микроклимат в гермокабинах обеспечивался системой кондиционирования. Воздух для системы кондиционирования кабин отбирался от компрессоров двигателей. Рабочие места экипажа оборудовались кислородной системой.

Двери в корпусе лодки: справа в носовой части - для входа в носовой отсек, слева в хвостовой части - для входа в хвостовой отсек. Для обзора задней полусферы в районе рабочего места стрелка-радиста с левого и правого бортов кормовой части лодки размещались два блистера.

Кресла штурмана и летчика - катапультные. Для покидания самолета экипажем в полете на палубе лодки предусматривались сбрасываемые крышки люка штурмана и фонарь летчика, а в корме - аварийный люк стрелка-радиста. Переднее стекло фонаря летчика имело электрообогрев.

Летающая лодка была оснащена необходимым морским оборудованием: донным якорем с тросом длиной 30 м, якорной лебедкой, плавучим якорем, кошкой с концом 15 м, багром, буксировочными стропами, насосом для откачки воды и др. С его помощью можно было выполнять операции по постановке самолета на якорь или бочку, швартовке и буксировке и т. п. Для этого на лодке имелись носовой палубный гак, утки и кормовой гак. Кроме того, в состав морского оборудования входили одна надувная спасательная лодка ЛАС-3 и три спасательных жилета САЖ-43.

Силовая установка самолета состояла из двух турбореактивных двигателей ВК-1 с тягой на взлетном режиме по 2700 кгс. Двигатели размещались на стыках консолей и центроплана. Элементами гондолы двигателя являлись воздухозаборник, капот и обтекатель, входящий в конструкцию крыла. Для удобства эксплуатации на земле и на плаву воздухозаборник и боковые крышки капота были откидными. В открытом положении они служили в качестве площадок для работы на двигателе. На гондолах самолета была предусмотрена возможность подвески стартового ускорителя.

Передний и задний мягкие топливные баки общей вместимостью 8470 л размещались в корпусе лодки под центропланом. Топливо к каждому двигателю поступало из соответственного расходного бачка с помощью подкачивающего насоса ПН-45Т.

С целью обеспечения безопасной эксплуатации силовая установка была оборудована средствами обнаружения пожара и газобаллонной системой огнетушения в отсеках двигателей, заполняющей в случае пожара топливные баки нейтральным газом, а также системой аварийного слива топлива.

Стрелковое вооружение состояло из двух передних неподвижных установок под пушки калибра 23 мм с боезапасом по 100 патронов на каждую и кормовой подвижной электромеханической установки под две пушки также калибра 23 мм с запасом патронов по 200 шт. на каждый ствол. Управление огнем передних пушек производилось дистанционно из кабины летчика, а управление огнем подвижной кормовой установки - из кабины стрелка-радиста, прицельные станции которого располагались в бортовых блистерах. Бомбовая нагрузка имела внешнюю подвеску. В различных вариантах ее общая масса могла достигать 1000 кг. Бомбометание осуществлялось с помощью прицела ОПБ-5сн.

Для морского разведчика Р-1 силами ОКБ морского самолетостроения была создана универсальная установка для перспективного фотографирования аэрофотоаппаратом АФА-33/100 с обоих бортов через люки или планового фотографирования одним из фотоаппаратов: АФА-33/100, АФА-33/75, АФА-33/50 и НАФА-Зс - через фотолюк в днище лодки. Фотоустановка позволяла при перспективной съемке дистанционно устанавливать ось аэрофотоаппарата в одно из фиксированных положений с углами наклона к горизонту 5...30# с интервалом 5#, а также вести плановую съемку при вертикальном положении фотоаппарата. Управление фотоустановкой, открытием и закрытием фотолюков предусматривалось из кабины штурмана с помощью электрогидравлической системы. Оригинальная фотоустановка могла заменить собой несколько традиционных стационарных фотоустановок.

Пилотажно-навигационное оборудование, установленное на самолете, позволяло проводить полеты в сложных метеоусловиях как днем, так и ночью. В состав оборудования входили навигационный координатор НК-46Б, автопилот АП-5, дистанционный индукционный компас ДИК-46 и другие общепринятые для самолета приборы.

Самолет Р-1 был оснащен достаточно мощным по тому времени радиоэлектронным оборудованием, позволяющим решать задачи самолетовождения в условиях ограниченной видимости и ночью, а также обеспечивать надежную связь с наземными радиостанциями и другими самолетами. В состав радиоэлектронного оборудования входили радиолокационная станция "Курс", связная радиостанция РСБ-5, командная радиостанция РСИУ-3, автоматический радиокомпас АРК-5, маркерный приемник МРП-48, радиовысотомеры больших и малых высот РВ-10 и РВ-2, опросчик и ответчик опознавания "Магний-М" и "Барий-М", аварийная радиостанция АВРА-45 и самолетное переговорное устройство СПУ-14.

Для обеспечения энергией электрофицированных систем, приборов и радиоэлектронного оборудования на самолете функционировала система электроснабжения постоянного тока, куда входили два генератора постоянного тока ГСР-9000. Для запуска двигателей и аварийного питания потребителей на самолете устанавливались две аккумуляторные батареи 12АС-65. Переменный ток получали от двух преобразователей МА-1000.

Для перемещения по суше, спуска на воду и выкатки из воды на берег гидросамолет Р-1 был снабжен традиционным перекатным приспособлением. Оно состояло из главного перекатного шасси и хвостовой перекатной тележки. Каждая опора главного шасси имела спаренные колеса, а для обеспечения плавучести снабжалась двумя съемными поплавками.

До первого полета на Р-1 были проведены мореходные испытания. Во время первых пробежек 22, 24, 25 ноября 1951 г. после уборки газа на скорости выше 165 км/ч возникли сильные продольные колебания и машина все время стремилась выскочить из воды. Однажды при попытке пройти на взлетной скорости машина чуть было не встала на хвост. Мгновенная реакция и большой опыт летчика выправили положение и спасли самолет от катастрофы. Так проявилось неизвестное ранее явление неустойчивости движения на больших предвзлетных скоростях. Оно выражалось в сильной продольной раскачке и выбросах машины из воды и представляло собой большую опасность на взлете и посадке.

Для выявления причин продольной неустойчивости были проведены длительные исследования, в ходе которых меняли балансировку руля высоты и элеронов, устанавливали гибкую тягу вместо пружины для сервокомпенсаторов руля направления, в целях поступления большего количества воздуха для дренажа днища открывали крышку палубного люка в фотоотсеке. Но на характер пробежек указанные изменения никак не повлияли. Тогда попытались вместо крышки люка установить неуправляемый воздухозаборник для дренажа. Движение по воде стало спокойнее, а продольные колебания менее интенсивными. В результате на самолет был установлен управляемый заборник воздуха для дренажа. Пробежки, проведенные 29 мая 1952 г., показали, что на скорости 196 км/ч при открытом заборнике воздуха для дренажа движение самолета стало заметно устойчивее.

Первый полет реактивной летающей лодки Р-1 состоялся 30 мая 1952. г. Пилотировал самолет летчик-испытатель И.М. Сухомлин. Полет был выполнен успешно, несмотря на появление на скорости выше 370 км/ч тряски хвостовой части и троекратное выбрасывание самолета из воды при ее касании во время посадки.. Заводские испытания проходили довольно трудно. К неустойчивому глиссированию добавилась тряска в полете.

После многочисленных экспериментов в гидроканале ЦАГИ удалось найти эффективные способы устранения гидродинамической неустойчивости. Октябрь и ноябрь 1952 г. ушли на доработку опытного самолета. Передний редан был увеличен до 243 мм и сдвинут назад на 300 мм. Основательно была переделана дренажная система: заборник воздуха заменен на новый, управляемый с увеличенной площадью на входе, на дренажные трубы были установлены коллекторы, заменен обтекатель на оперении и т. д. Зимний период был использован для новых доработок самолета, а летом 1953 г. заводские испытания продолжились. Они недопустимо затянулись и, по существу, превратились в экспериментальную отработку аэрогидродинамики опытного самолета. Помимо редана изменениям подверглись крыло и оперение. В частности, закрылки были заменены на выдвижные щелевые, была уменьшена площадь руля направления, установлен новый обтекатель стыка киля со стабилизатором.

Несмотря на высокие летные характеристики (опытная машина поднималась на высоту 11 500 м и развивала невиданную для гидросамолета скорость - 800 км/ч), гидросамолет Р-1 на государственные испытания передан не был.

В дальнейшем реактивная летающая лодка Р-1 использовалась на опытном заводе в качестве летающей лаборатории и для тренировочных полетов. В феврале 1956 г. летчик-испытатель М. Власенко совершил аварийную посадку в Геленджикской бухте с выбросом машины на мель.


Основные данные Р-1
Год выпуска 1952
Число членов экипажа 3
Двигатель:
число 2
марка ВК-1
тяга, кгс 2x2700
Длина самолета, м 19,9
Высота самолета, м 7,1
Крыло:
размах, м 20
площадь, м2 58
Масса, кг:
топлива 8470
боевой нагрузки:
максимальная 1000
взлетная:
нормальная 17300
максимальная 203000
Скорость максимальная на высоте 5000м, км/ч: 800
взлетная 195
Практический потолок, м 11500
Максимальная дальность полета, км 2000
Мореходность (высота волны), м 0,6