Павел Афанасьев
Петр Грушин
2. «Октябренок»
Сотни аэроклубов, которые появились в Советском Союзе к середине 1930-х годов, требовали для своей работы значительного количества учебных самолетов. Безусловно, выдающийся поликарповский У-2, ставший в те годы основным учебным самолетом страны, был весьма подходящим для использования в этих целях. Однако для полноценной летной подготовки были необходимы и другие самолеты, особенно одноместные, оснащенные менее мощными моторами. Особые перспективы виделись тогда для самолетов с моторами мощностью от 40 до 80 л. с. По сравнению со стосильным М-11 на У-2 они потребляли в полете вдвое-втрое меньше горючего. Результатом использования легкомоторных самолетов могло стать заметное сокращение затрат на эксплуатацию учебного авиационного парка, на постройку для него аэродромных сооружений. Однако, забегая вперед, можно сказать, что трудности с подобными двигателями (проще говоря, с их полным отсутствием в стране) так и не были преодолены ни в 1930-е годы, ни значительно позже…
Тем не менее легкомоторные самолеты создавались. К середине 1930-х годов в стране действовало около двухсот самолетных конструкторских бюро. Большинство из них работало на общественных началах, но каждое из них могло разработать и построить самолет. А многие были способны и всеми правдами-неправдами достать для него необходимый двигатель.
Именно в этот момент и докатилась до Советского Союза волна «блохомании». Да, как ни странно это звучит, были в истории авиации и свои «мании». История одной из них была такова.
В 1929 году французский конструктор Анри Минье создал легкомоторный самолет «Небесная блоха» с мотором в 30 л. с. Красиво окрашенный, ладно скроенный самолетик очень симпатично смотрелся в полете: небольшой биплан-тандем с передним верхним и задним нижним крыльями. Причем снизу крылья казались почти неразрывными. Для многих не связанных с авиацией людей «блоха» казалась откровением, пределом конструкторской фантазии и совершенства. Специалисты же ничего особенного в «блохе» не видели, поскольку еще в 1920-е годы подобные «авиетки» (так называли тогда легкомоторные самолеты) появлялись регулярно.
Тем не менее интерес к «блохе» со стороны энтузиастов-любителей легкомоторной авиации оказался весьма высоким. Новоявленному авиационному пророку Минье, который оказался к тому же талантливым коммерсантом, удалось преподнести массовой публике свой самолетик как абсолютно безопасный и простой в управлении, а значит, и годный для всех – и новичков, и опытных пилотов. По его словам, с появлением «блохи» сбылась наконец вековая мечта человека – летать на сделанных своими руками крыльях.
Благодаря умелой и доходчивой рекламе – а один из ее постулатов гласил, что «сделать „блоху“ под силу каждому, кто способен сколотить ящик для посылки», – у Минье оказалось немало последователей. Вскоре появились среди них и энтузиасты, установившие на «блоху» более мощный двигатель для увеличения скорости ее полета. И вот тут-то все и встало на свои места. В считаные месяцы в Европе с «блохами» произошло несколько очень похожих друг на друга катастроф. Их причину удалось установить довольно быстро. На эту тему в Европе был даже написан ряд специальных статей. Погибших энтузиастов вернуть было уже невозможно, но многие горячие головы в Европе и Америке это остудило.
* * *
В СССР обстановка для «блохомании» оказалась еще более благоприятной, чем на Западе. Одним из первых сигналов к ее началу стала статья в «Известиях» именитого популяризатора авиации и воздухоплавания Б. И. Воробьева, в которой он призывал строить в массовом количестве подобные самолеты. Легкость в их постройке, первые обнадеживающие результаты – все это, да еще напечатанное в центральной газете страны, выглядело неотразимо. И началось…
Волна «блохомании» пришла в Советский Союз как раз к тому времени, когда авиаэнтузиазм масс подходил к своей вершине. Естественно, что от руководства авиаспортивных организаций сразу же потребовалось принятие каких-либо мер. Начавшие строиться десятками «блохи», причем зачастую на базе, весьма далекой от каких-либо требований авиапроизводства, – вплоть до красных уголков домоуправлений, ничего хорошего своим создателям не сулили. Чтобы дать возможность всем желающим – и конструкторским организациям, и просто группам энтузиастов-авиастроителей – продемонстрировать свои возможности в создании «блох» и при этом как-то удержать их от сползания к кустарщине, Осоавиахим и Авиавнито организовали специальный конкурс проектов легкомоторных самолетов. Условия его были опубликованы в третьем номере журнала «Самолет» за 1936 год.
Основным требованием этого конкурса было создание самолета, который бы отличали максимальная безопасность полета, широкая доступность – возможность его пилотирования лицами, имеющими лишь начальный уровень летной подготовки, и в то же время для тренировочных полетов летчиков, которые имеют достаточную летную практику. При этом самолет должен был обладать минимальной стоимостью в производстве и эксплуатации.
Проекты и готовые самолеты не заставили себя ждать. Уже к осени 1936 года в оргкомитет конкурса поступили 35 проектов и материалы об испытаниях нескольких уже построенных «блох». В газетах и журналах появился целый ряд статей о них. Одну из этих статей о разработке самолета-«блохи», подготовленную руководителем КБ МАИ Петром Грушиным, опубликовал в четвертом номере за 1936 год журнал «Самолет». Для сообщений о подобных самолетах там была даже открыта специальная рубрика – «Москитные самолеты». Правда, в отличие от многих других авторов Грушин, находившийся в курсе всех проблем с «блохой», взялся на практике доказать, как можно из нее сделать самолет, удовлетворяющий наиболее жестким требованиям безопасности полета. Именно так и появился его «Октябренок».
* * *
В ОКБ-1 МАИ под руководством Грушина к этой работе приступили задолго до официального опубликования условий конкурса, в конце 1935 года. Работа маевцев над самолетом велась в соответствии со всеми требованиями авиационной науки и была далека от любительства. Она включала в себя не только расчеты, но и постройку продувочной модели, проработку различных компоновочных схем. В этой работе принимали самое активное участие как штатные работники маевского КБ, так и студенты института – П. И. Бландов (будущий декан самолетостроительного факультета), А. А. Лебединский, А. И. Гринчик (впоследствии известный летчик-испытатель), братья Семеновы, Обухов, Гончаров и другие.
Таким образом, в работе над «Октябренком» полностью повторился принцип работы, использованный еще при создании «Сталь-МАИ».
Результатом такого относительно свободного творческого поиска стал проект самолета нетрадиционной аэродинамической схемы – моноплан-тандем, т. е. самолет с двумя соизмеримыми по площади крыльями, расположенными одно за другим. Длина самолета немного превышала 4 м, размах переднего крыла составлял 6 м, а масса пустого самолета – 120 кг.
К подобному замыслу Грушина и его соратников многие из авиаспециалистов отнеслись с недоверием. В том же МАИ вокруг выдвинутых Грушиным теоретических положений сразу же разгорелись жаркие споры, дискуссии. В числе противников использования подобной схемы для самолета оказались даже некоторые весьма маститые ученые-аэродинамики. Но тем не менее Грушин сохранял уверенность в своей правоте. Эта уверенность базировалась прежде всего на том, что для «Октябренка» была принята принципиально новая система управления полетом.
В отличие от «Небесной блохи» Минье, которая управлялась с помощью подвижного переднего крыла, прикрепленного к фюзеляжу через горизонтальный шарнир и напрямую связанного с ручкой управления, на грушинском самолете переднее и заднее крылья были установлены неподвижно. Однако на переднем крыле «Октябренка» по всему размаху располагались небольшие щелевые элероны-закрылки, с помощью которых и производилось управление его полетом. Заднее же крыло жестко крепилось к фюзеляжу и не имело никаких органов управления.
Благодаря подобным нововведениям «Октябренок» был лишен основного недостатка французской «блохи», заключавшегося в потере продольной устойчивости и последующем затягивании ее в отвесное пикирование. Из этого положения «блоха» уже не выходила. Собственно, подобный недостаток и послужил причиной упоминавшихся катастроф.
В отличие от французской «блохи» органы управления «Октябренка» должны были сохранять свою эффективность на всех режимах полета и, что было особенно ценным, позволяли получить высокий коэффициент подъемной силы при посадке. Подобные свойства самолета были выявлены еще в процессе проведения продувок его модели в аэродинамической трубе и в дальнейшем подтвердились в летных испытаниях. Спустя почти сорок лет аналогичная схема управления самолетом была принята для одного из своих самолетов известным американским авиаконструктором Бертом Рутаном – создателем «Вояджера», самолета, совершившего первый в мире беспосадочный перелет вокруг земного шара.
Интересной у «Октябренка» была не только сама схема, но и ряд элементов его конструкции. Так, установка рулей высоты на переднем крыле позволила резко уменьшить его тенденцию к авторотации (самовращению), которая была свойственна исходной «блохе». Изменение центровки самолета от 40 до 60 % САХ не влияло на его продольную устойчивость. Например, при центровках от 40 до 50 % САХ самолет сохранял устойчивость, имел нормальный диапазон балансировочных углов, а на больших углах атаки устойчиво парашютировал и не срывался в штопор. Подобные качества самолета позволили бы летать на нем пилотам с минимальной летной подготовкой – при этом управление ими самолетом по курсу, крену и тангажу должно было осуществляться только посредством ручки управления.
При центровках от 50 до 60 % САХ устойчивость самолета несколько снижалась, но оставалась вполне достаточной для полета на нем пилотов, прошедших курс первоначального летного обучения на самолете У-2. В этом случае к педалям подключался руль поворота. В первом же варианте центровок педали служили только для управления хвостовым колесом при движении самолета по земле.
Поначалу для удобства хранения «Октябренка» в любом пригодном месте (например, в гараже) его крылья были выполнены складывающимися – передние складывались вверх, задние укладывались назад вдоль фюзеляжа. Однако в процессе дальнейших доработок от складных крыльев отказались. А доработки эти заключались в следующем: были усилены киль и лонжероны крыльев, сделан новый руль поворота большей площади, изменены амортизаторы шасси.
Первоначально на «Октябренок» планировалась установка маломощного двигателя, который на конкурсных началах разрабатывался в КБ двигателестроительного факультета МАИ. Для этого передняя часть самолета – моторама, капот и даже винт – были выполнены под ожидаемый двигатель. Однако маевские двигателисты никак не успевали к намеченным по условиям конкурса срокам, и в этой ситуации волей-неволей пришлось использовать импортные моторы. Первым из них был получен 27-сильный «Обье-Дюнн», установка которого потребовала значительной переделки передней части самолета. Потом на «Октябренок» установили «Бристоль-Черуб» мощностью 30 л. с. А в окончательном варианте был выбран 45-сильный «Сальмсон». Увеличить мощность мотора почти в два раза пришлось из-за того, что при изготовлении в мастерских МАИ «Октябренок» получился значительно перетяжеленным – его полетная масса достигла 400 кг вместо первоначально планировавшихся 230 кг.
* * *
К весне 1936 года постройка «Октябренка» завершилась. У Грушина и его соратников теперь появился материальный аргумент, который можно было предъявлять своим оппонентам. Сразу же после окончания постройки «Октябренок» был показан на первомайской демонстрации – его провезли по Красной площади на автомобиле во главе колонны студентов и работников МАИ.
Совершить первый полет на «Октябренке» его создатели уговорили известного летчика-испытателя Ю. И. Пионтковского, который первым поднял в воздух «Сталь-МАИ». Однако все лето и начало осени 1936 года «Октябренок» простоял без дела – Пионтковский был до предела загружен испытаниями других самолетов и никак не мог выбрать время для в общем-то невзрачной «блохи-тандема». Из-за этого работники маевского КБ сильно переживали и волновались.
«И здесь, – вспоминал Грушин, – кто-то из сочувствовавших нам опытных товарищей посоветовал обратиться за помощью к очень известному в то время летчику-испытателю, шеф-пилоту завода им. Авиахима Александру Ивановичу Жукову. Он был для нас фигурой почти легендарной. Наверное, не так много было самолетов в стране, на которых бы он не успел полетать. Ему мы и решили доверить свой самолет.
Жуков в то время жил в большом рубленом доме напротив Центрального аэродрома, в районе нынешней станции метро „Аэропорт“. Тогда это была дач ноя зона Москвы. И вот мы с товарищами зашли к нему, представились, рассказали о нашей машине и затруднениях с ее испытаниями, в общем-то, не ожидая положительного исхода разговора. Но тут, вопреки нашим ожиданиям, Александр Иванович сразу же согласился на участие в испытательном полете, сказав: „Буду завтра на аэродроме в пять утра“.
Всю ночь в Химках мы готовили машину, к утру выкатили ее из ангара. Было пасмурно, шел мелкий дождь. Начали ждать. Вдруг видим, разбрызгивая грязь, по аэродрому едет автомобиль М-1 Жукова, как мы знали, подаренный ему лично Г. К. Орджоникидзе. Подрулив к нам, Жуков вышел из машины, поздоровался и сказал: „Так вот она какая, новая «блоха». Что ж, давайте попробуем…“
Мы завели мотор, Александр Иванович сел в кабину и, как-то боком развернувшись, сразу взлетел. У кого что было в руках, конечно, тут же полетело вверх, восторг наш был неописуем. Жуков сделал два круга над аэродромом и приземлился недалеко от нас. Мы бросились к машине, и самой большой наградой для нас оказались первые слова Жукова: „Будет летать «блоха», еще как будет!“»
Этот первый полет состоялся 23 октября 1936 года. Через неделю Жуков, который вновь поднялся в воздух на «Октябренке», сразу же направился в сторону МАИ, пролетел над ним и далее проделал ряд фигур над тушинским аэродромом. Авторитет Жукова, конечно, сыграл немалую роль в судьбе «Октябренка».
Этот самолет оказался весьма удачным. Все его полеты проходили успешно. Правда, как и ожидалось, принятая для него «тандемная» схема не обеспечивала высоких аэродинамических качеств, которые можно было бы получить, используя схему классического моноплана с крылом большого размаха при той же площади. Но подобный недостаток, конечно же, не являлся препятствием для многочисленных успешных полетов «Октябренка», когда на нем смогли побывать в воздухе все те, кто так или иначе был связан с его созданием. «Октябренок» показывал вполне удовлетворительные характеристики. Максимальная скорость полета составляла 115 км/ч, посадочная – 55 км/ч. Полной заправки горючим самолету хватало для того, чтобы пролететь 340 км.
«В полетах самолет позволял переходить на закритические углы атаки крыла, – отмечал Аркадий Александрович Лебединский, один из тех, кому довелось полетать на «Октябренке», – не теряя подъемной силы и сохраняя устойчивость и управляемость. Но в поперечном управлении самолет был несколько строг, поскольку щелевые элевоны, выполнявшие роль элеронов, были расположены по всему размаху крыла. Но это можно легко устранить, разрезав элевоны по размаху и используя их концевые части в качестве зависающих элеронов. Имелась у „Октябренка“ еще одна характерная особенность поведения, относившаяся к его взлету и посадке. При коротком разбеге, вследствие отклонения элевонов вниз, самолет как бы „вспухал“, совершая набор высоты по очень крутой траектории. А при заходе на посадку с убранным газом глиссада планирования была очень крутой, а процесс посадки напоминал приземление вороны. Такая крутая траектория взлета-посадки позволяла сократить размеры взлетно-посадочной полосы и, что также очень важно, – приблизить к ее границе зоны безопасности – деревья или другие препятствия».
По отзыву известного летчика-испытателя Петра Михайловича Стефановского, выполнившего на «Октябренке» один из полетов, летные качества маевской «блохи» были «просто фантастическими». Можно только представить себе, с какой тревогой смотрели маевцы на недюжинных размеров Стефановского, который осторожно разместился в небольшой кабине «Октябренка» и взлетел, да не просто взлетел, а еще и всласть покувыркался на нем в воздухе…
В 1938 году «Октябренок» в числе других самых современных самолетов был показан на авиационном параде в Тушино, и его показательный полет на параде был снят на кинопленку и даже попал в один из киножурналов тех лет.
По воспоминаниям Грушина, вскоре после тушинского парада в институт пришло письмо от разработчика «Небесной блохи» Минье, который предложил рассмотреть вопрос о производстве «Октябренка» во Франции. Однако в условиях предвоенного времени ответа на это предложение не последовало.
Тем временем, после завершения интенсивных полетов, «Октябренок» был перевезен в МАИ и поставлен в коридоре одного из учебных корпусов. Там он и простоял несколько месяцев, пока в его судьбу не вмешался случай. Весной 1939-го один из студентов, заинтересовавшись конструкцией самолета, случайно крутанул пропеллер. Как нарочно, по недосмотру, в баке «Октябренка» оставалось какое-то количество бензина, и мотор, только и ждавший столь «удобного» случая, запустился, и рванувший с места самолет ударился о стену. Во избежание повторения подобного основательно поврежденный самолет выкатили из корпуса и сожгли…
* * *
Рассчитав, спроектировав и построив первые самолеты, конструкторский коллектив КБ МАИ по-настоящему поверил в свои силы. Действительно, они полностью отработали приемы конструирования и технологию постройки самолетов, как из металла, так и из дерева. Теперь они были уже не просто группой бывших студентов и аспирантов.
«С постройкой „Сталь-МАИ“ и „Октябренка“ кончилась наша юность как специалистов, – вспоминал о том времени Грушин, – теперь мы были готовы приступить к решению более ответственных и сложных задач».
Работая над «Октябренком», Грушин впервые почувствовал себя в роли главного конструктора, несущего ответственность за все. А значит, уже без скидок на молодость он должен был тщательно и грамотно разбираться во всех вопросах создания новых летающих машин. Теперь только от него стало зависеть принятие окончательных решений о компоновке самолета, его центровке, о рациональном размещении всех его механизмов и систем. И, наконец, он отвечал за удобство работы в полете летчика – чтобы все, что тому предстояло в кабине передвигать, включать и осматривать, было размещено максимально разумно.
Но, конечно, не только «Октябренком» был занят в эти годы Грушин. Были у него и другие работы. Так, еще до «Октябренка» в 1935 году под его руководством в ОКБ МАИ была выполнена небольшая, но очень интересная работа, связанная с усовершенствованием самого известного учебного самолета того времени – У-2. Основной целью этой работы было максимально возможное улучшение его аэродинамических характеристик, увеличение дальности полета, причем без какого-либо снижения эксплуатационных качеств.
Для этого в МАИ привезли из аэроклуба списанный, уже налетавший положенное количество часов У-2. В институте после тщательной проверки состояния его конструкции с крыльев и фюзеляжа полностью сняли обшивку и заменили новой. На тот же двигатель М-11 установили легко открывающийся кольцевой капот NACA, после чего самолет приобрел весьма привлекательный вид. Кабины пилотов закрыли обтекаемым фонарем. На стойках шасси и на колесах поставили обтекатели. Руль поворота также был переделан, его очертания стали более строгими и еще больше изменили привычный вид У-2. В задней кабине по бокам сиденья установили два бензобака общим объемом 55 л, что никак не отразилось на центровке самолета. С особой тщательностью в учебно-производственных мастерских произвели его отделку, окраску и лакировку.
В результате масса пустого самолета выросла всего лишь на 27 кг. Испытания У-2, которые вновь проводились на базе институтского аэроклуба в Химках, показали, что максимальная скорость его полета увеличилась до 165 170 км/ч (вместо 150 у исходного У-2), при этом управляемость не изменилась. Дальность полета достигла 875 км при продолжительности полета до 7 часов.
Таким образом, модификация У-2, выполненная под руководством Трушина, наглядно показала возможность улучшения характеристик этого самолета за счет радикального улучшения аэродинамики. Но какого-либо продолжения эта работа не имела.
С самолетом У-2 у Грушина связана и еще одна исследовательская работа в МАИ. На сей раз его конструкторской группой была предпринята попытка установить на этот самолет малогабаритную паровую турбину с прямоточным котлом. Подобные двигательные установки в то время привлекали внимание многих авиаконструкторов.
Как-то Андрей Николаевич Туполев рассказал одному из конструкторов-двигателистов о том, с каким интересом в те годы отнесся Серго Орджоникидзе к идее создания паросиловой установки для авиации.
«Насколько реален этот проект?» – спросил он однажды у Туполева.
«Сказать определенно трудно, – ответил тот, – но заниматься им стоит: если не прямо, то косвенно, польза от такой работы все равно будет».
Привлекательность паровых турбин заключалась прежде всего в том, что их мощность не зависела от высоты полета самолета. Среди их положительных качеств была и способность увеличивать свою номинальную мощность в полтора, а кратковременно и в два раза при взлете или в других ситуациях. Еще одним плюсом было то, что в качестве топлива для подобных двигателей можно было использовать мазут и нефть, что кроме чисто экономических преимуществ обеспечивало и высокую пожаробезопасность.
Однако при разработке первых же авиационных паровых турбин конструкторы встретились с непреодолимым препятствием – размеры конденсатора, необходимого для охлаждения отработанного в турбине пара, оказывались настолько большими, что его масса и аэродинамическое сопротивление полностью «съедало» все намечавшиеся преимущества.
Разрабатываемая в МАИ, совместно конструкторами-самолетчиками (руководимыми Грушиным) и двигателистами, паротурбинная силовая установка для У-2 представляла собой исследовательский стенд, и до летных испытаний дело не дошло.
Еще одной работой Грушина в МАИ стало создание в 1936 году специальной кабины-тренажера с тремя степенями свободы. Такую кабину заказали для себя ВВС на основе американского образца в целях отработки летчиками навыков слепого полета. Это был один из первых отечественных образцов, предназначавшихся для частей и школ ВВС Красной армии. Спроектированная и построенная в МАИ кабина успешно прошла государственные испытания и производилась малой серией в учебно-производственных мастерских института.