Экспериментальные самолёты России. 1912-1941 гг.
Шрифт:
В октябре 1932 г. были подведены итоги конкурса. «6-ю тысячами рублей премирован инженер Королёв С.П. — автор проекта лёгкого электронного (клёпаного) самолёта», — отмечалось в решении жюри [144] .
Королёв был убежден в перспективности магниевого сплава. В рукописи «Лёгкий электронный самолёт „Высокий путь“» (1932 г.) он писал: «Количество сырья в СССР для производства „электрона“ огромно; целый ряд заводов освоил выпуск этого сплава, и тем самым могут быть обеспечены постройка и ремонт „электронных“ самолётов; опасность коррозии „электрона“, его воспламеняемость и прочее следует считать сильно преувеличенными и не представляющими на сегодняшний день особой опасности для опытного самолётостроения, а в самом ближайшем будущем — и для значительных серий» [145] .
144
Ветров Г.С. С.П. Королёв в авиации. М., 1988. С. 122.
145
С.П.
Характеристики электрона и дюралюминия.
Ещё одним ярым сторонником этого сплава был преподаватель Московского авиационного института инженер Аркадий Львович Гиммельфарб. В 1933 г. при участии студентов он разработал проект одномоторного четырёхместного электронного самолёта Э-1. Производственную поддержку энтузиасты из МАИ нашли в лице директора ГАЗ № 1 А.М. Беленковича. На этом старейшем московском авиазаводе с 1930 г. вели опыты по изготовлению деталей из электрона. К 1933 г. там были освоены методы плавки и литья магниевых сплавов под флюсом, выпущены первые листы из электрона и детали из этого материала, вёлся поиск химических методов защиты от коррозии. Так как магниевые изделия очень хрупки, каждый раз перед обработкой их приходилось нагревать для повышения пластичности. Работы велись в одном из цехов завода в небольшой мастерской, где трудились всего пять человек: три медника, один мастер и один техник.
Участник работ И.И. Аврутин пишет: «В этой мастерской учились нагревать паяльными лампами листовой электрон (вначале по неопытности пережигали материал), загибать уголки и, наконец, начали изготовлять кницы, уголки и обводы нервюры крыла для статических испытаний.
Попутно с организацией мастерских в Московском авиационном институте конструкторская группа (в большинстве своём состоявшая из студентов) заканчивала разработку первого в истории авиации нашего Союза цельноэлектронного самолёта. Вся работа была построена по принципу кооперации, на что имелись официальные договоры, заключенные между участниками» [146] .
146
История металлургии легких сплавов в CCCР 1917–1945. М., 1983. С. 250.
Из-за низкой пластичности электрона брак при обжиме труб в первые месяцы составлял около 90 %. По несколько раз приходилось переделывать и другие детали, так как в местах деформаций возникали трещины. Пришлось изготовить немало специальных приспособлений: электрифицированные нагреваемые патроны для обжатия труб, гибочные машины, специальные тиски с подогревом и др.
Первым крупным изделием, выпущенным «электронной мастерской», стал монокок хвостовой части фюзеляжа, который при статических испытаниях показал вполне удовлетворительные результаты. После удачных испытаний мнение об электроне как конструкционном материале у многих работников авиапромышленности изменилось к лучшему. Летом 1934 г. были готовы центральная часть фюзеляжа и крыло для статических испытаний, одновременно запустили в производство хвостовое оперение и крылья лётного экземпляра. При постройке самолёта использовался приобретённый у фирмы «Фарбениндустри» электрон марки AZM.
Каркас крыла самолёта Э-1.
Задняя часть фюзеляжа.
Демонстрация легкости конструкции из электрона.
К ноябрю 1934 г. электронный самолёт Э-1 был готов. Как тогда было принято, ему присвоили имя одного из советских государственных деятелей — Серго Орджоникидзе.
Э-1 представлял собой свободнонесущий низкоплан с четырёхместной закрытой кабиной. Шасси неубирающееся. Конструкция машины была разнотипная для апробации различных изделий из электрона и разных конструктивно-силовых схем. Средняя и носовая части фюзеляжа, а также центроплан крыла имели ферменную конструкцию из склёпанных труб с обжатием их концов, хвостовая часть фюзеляжа — это оболочка с продольным набором и лёгкими шпангоутами, штампованными из листа. Крыло — однолонжеронное, полки лонжеронов тавровые, переменного сечения, со стенкой из электронного листа, нервюры ферменные, из тонкого швеллерного профиля. Всё было на заклёпках из сплава магналия с высоким содержанием алюминия (прочности и коррозионной стойкости электронных заклёпок не доверяли). Обшивка фюзеляжа и центроплана — из листового электрона, крыло и хвостовое оперение имели полотняную обшивку. На самолёте стоял семицилиндровый звездообразный двигатель воздушного охлаждения М-48 мощностью 200 л. с., созданный на основе серийного мотора М-11. Все металлические детали для защиты от воздействия внешней среды были оксидированы и имели лакокрасочное покрытие [147] .
147
Макаров Ю.Б. Летательные аппараты МАИ. М., 1994. С. 26–27; РГВА. Ф. 24708. Оп. 9. Д. 30.
Постройка Э-1 в МАИ.
9 ноября 1934 г. во время заводских испытаний Э-1 произошла авария. Самолёт пилотировал лётчик А.И. Жуков [148] .
На испытания в НИИ ВВС Э-1 поступил только через год. При осмотре обнаружили несколько очагов коррозии, главным образом внутри фюзеляжа, в местах нарушения лакокрасочного слоя. После очистки этих мест от ржавчины и покрытия их оксидной пленкой селенистой кислоты, коррозия там больше не возникала.
148
РГАЭ, ф. 8328. Оп. 1. Д. 737 // Ivan Rodionov’s Chronology of Soviet Aviation.
Испытания самолёта проходили с 8 октября по 28 ноября 1935 г. Их основной целью было выяснение механических свойства электрона в условиях полётных нагрузок и его коррозионной стойкости, поэтому полёты в основном сводились к взлёту и посадке, лётные характеристики машины большого интереса не представляли. Общая продолжительность 253 полётов составила всего 22 часа 35 мин., то есть каждый полёт в среднем продолжался немногим более пяти минут. Ведущим лётчиком-испытателем был П.М. Стефановский.
Самолет во время испытаний в НИИ ВВС в 1935 г.
Электронный самолёт существенно превосходил другие машины того же класса по относительному весу полезной нагрузки (0,415). Правда, на лётных характеристиках это никак не сказалось, так как в отношении аэродинамики Э-1 был далек от совершенства.
В выводах по испытаниям отмечалось:
«1. Попытку внедрения магниевых сплавов типа „электрон“ как конструкционного материала самолётостроения на примере самолёта Э-1 надо считать удавшейся. Конструктивное оформление самолётов из магниевых сплавов возможно имеет все данные к широкому развитию и может дать выигрыш в весе конструкции как минимум 10–12 % сравнительно с дюралем и другими алюминиевыми сплавами.
2. Строительство самолётов из магниевых сплавов может быть обеспечено как широкой собственной сырьевой базой, так и полуфабрикатами отечественного производства (завод № 95, завод им. Ворошилова).
3. Коррозионная устойчивость испытанных магниевых сплавов в действительных условиях эксплуатации свидетельствует об эффективности разработанного и примененного метода защиты их от коррозии (хромпиковая оксидная плёнка и лакокрасочное покрытие). Таким образом, малая стойкость магниевых сплавов против коррозии в настоящее время не может быть препятствием к дальнейшему их внедрению в строительство самолётов…Рекомендовать постройку из магниевых сплавов 4–5 машин, по своим аэродинамическим качествам стоящих на уровне современных требований к боевым самолётам, с последующим широким испытанием таковых не только на сухопутном аэродроме, но и в условиях морской авиации» [149] .
149
РГВА. Ф. 24708. Оп. 9. Д. 30. Л. 10–11.
Сравнительные данные самолётов Э-1, У-3 и КАИ-1.
Э-1 с закрытым капотом двигателем, 1937 г.
Но один год — слишком короткий срок, чтобы сделать окончательный вывод о способности защитных покрытий деталей из электрона противостоять коррозии. Поэтому в 1938 г. Э-1 подвергли в НИИ ВВС повторной проверке. До этого самолёт хранили то в ангаре, то под открытым небом. Летом 1937 г. машину подготовили для участия в скоростном перелёте лёгких самолётов из Москвы в Севастополь и обратно. Э-1 не относился к этому классу и летел вне конкурса. Пилотировал его А.И. Жуков. Из-за плохой погоды лётчик сбился с маршрута и закончил перелёт в Харькове.
Весной 1938 г. самолёт подготовили к новой серии испытаний в НИИ ВВС. Вместо М-48 на самолёте теперь стоял импортный мотор «Сальмсон» мощностью 175 л. с. Перед первым полётом, состоявшимся 9 апреля, Э-1 подвергли тщательному осмотру, предварительно смыв старую краску. На фюзеляже и центроплане было обнаружено несколько небольших очагов коррозии, но ржавчина была неглубокой и прочности конструкции не угрожала. Хуже было другое: 5 июня после 152 полётов на взлёт и посадку в обшивке фюзеляжа и обтекателей крыла заметили трещины. Через 10 дней испытаний самолёт вновь осмотрели: трещины увеличились в размерах, а в хвостовой части появились новые. После этого полёты прекратили, из обтекателей шасси и обшивки передней части фюзеляжа вырезали образцы листового материла для проверки на прочность в лабораторных условиях [150] . Так закончилась лётная жизнь первого советского электронного самолёта.
150
РГВА. Ф. 24708. Оп. 11. Д. 236. Л. 1–5.