Ракетный истребитель «би»

История создания перехватчика БИ-1

В конце 1930-х, начале 1940-х г., в Советском Союзе, авиационная отрасль переживала небывалый взлет — в строй один за другим вступали новейшие скоростные истребители, такие как Як-1 и МиГ-3. Однако, хотя предел развития поршневых машин был ещё не пройден, мысль конструкторов была устремлена далеко вперед. К весне 1940 года уже были успешно закончены испытания серийного истребителя И-153 с прямоточным воздушно-реактивным двигателем и опытного ракетоплана РП-318-1 с жидкостным ракетным двигателем.

Все шло к закономерному финалу — созданию боевого реактивного (ракетного) самолета. Так как малый вес и большая тяга реактивного двигателя обеспечивали не только максимальную горизонтальную скорость полёта в районе 800-850 км/ч, но и высокую скороподъёмность – почти в 10 раз превышающую скороподъёмность лучших истребителей с поршневыми двигателями, по типу, перспективный самолет мог быть только истребителем-перехватчиком. В немалой степени сказывался и главный недостаток реактивного двигателя — малое время полета. Для перехватчика, этот недостаток был не критичен.

Хотя интерес к принципиально новому самолету проявили все ведущие авиаконструкторы СССР, в числе первых оказалось экспериментальное конструкторское бюро Виктора Фёдоровича Болховитинова, созданное при заводе 293 по инициативе Военно-Воздушной Академии имени Н. Е. Жуковского, и занимающееся проектированием летательных аппаратов принципиально новых типов.

Как только были сформулированы все условия будущего ракетоплана, два конструктора этого КБ, аэродинамик А. Я. Березняк и двигателист А. М. Исаев, в инициативном порядке начали работы над проектом истребителя-перехватчика с двигателем конструкции Леонида Степановича Душкина, возглавлявшего «группу ЖРД» в НИИ-3, более известном под названием Ракетный Научно-Исследовательский Институт (РНИИ). Самый последний и самый простой из их проектов получил одобрение у главного конструктора и был включён в план работ, но на правах факультативного, в апреле 1941 года.
Бригада получила отдельное помещение, а сам проект получил официальное название «БИ» – по первым буквам фамилий конструкторов Березняка и Исаева.

Общая схема реактивного истребителя БИ-1

Эксплуатация перехватчика БИ-1

Однако, не все было так радужно. Во-первых, новый самолет вел себя в воздухе совершенно отлично от привычных поршневых истребителей, и требовал от летчика большой сноровки. Во-вторых, от воздействия паров азотной кислоты и нескольких других повреждений планер первого опытного самолета очень быстро пришел в негодность.

Для следующих испытаний были построены второй и третий опытные самолеты, отличавшиеся от первого лыжным шасси. Одновременно с этим, было решено начать постройку небольшой серии самолетов для войсковых испытаний, которые были названы БИ-ВС («войсковая серия»).
От БИ-1 БИ-ВС отличался наличием дополнительного вооружения: кроме 2х20-миллиметровых пушек ШВАК, под фюзеляжем перед кабиной пилота устанавливалась бомбовая кассета, закрытая обтекателем, в которой размещались мелкие бомбы, массой до 2,5 кг каждая. Предполагалось, что перехватчик будет заходить на строй бомбардировщиков, и что сбрасываемые бомбы будут поражать их ударной волной и осколками.

Начиная с четвертого опытного самолета и далее вплоть по девятый все самолеты проекта БИ комплектовались именно этим набором вооружения.

Второй полет, реактивного истребителя  состоялся только 10 января 1943 года под управлением Г. Я. Бахчиванджи. Из-за номера, он носил уже другой индекс — БИ-2. Прошли ещё несколько успешных испытательных полетов (хотя однажды при посадке у самолета отвалилась лыжа), итог которым был подведен метким высказыванием одного из испытателей, подполковника Константина Афанасьевича Груздева:

— И быстро, и страшно, и очень позади. Как черт на метле.

Были зафиксированы рекордные показатели: максимальная скорость до 675 км/ч, вертикальная скороподъемность 82 м/с, высота полета 4000 м, время полета 6 мин 22 с, однако седьмой вылет «БИ» (на БИ-3, третьем самолете) закончился катастрофой, и, гибелью пилота.

Комиссия так и не смогла найти причин аварии, и только ввода в эксплуатацию новой аэродинамической трубы больших скоростей Т-106 ЦАГИ, стало ясно, что шансов у летчика не было. Истребитель БИ-3 разбился из-за неучтенных при проектировании самолета особенностей обтекания прямого крыла и оперения на околозвуковых скоростях и возникающего при этом явления затягивания самолета в пикирование.

Внутреннее устройство истребителя БИ-1, за кабиной (2,3) баллоны с азотной кислотой и керосином, дальше (5), баллоны со сжатым воздухом

По странной случайности примерно в это же время сгорел цех завода, в котором стояли все самолеты серии БИ-ВС, как уже достроенные, так и только заложенные, общим количеством около 60 экземпляров. Гибель ведущего летчика-испытателя и уничтожение готовой к войсковым испытаниям машины были страшным ударом. И хотя работы были продолжены, прежнего энтузиазма уже не было. Конструкцию «БИ» улучшили, явив миру: БИ-6 с дополнительными ПВРД на концах крыльев, БИ-7 с измененной формой зализов крыла, и «БИ» с герметичной кабиной. Последней точкой в деле перового советского «ракетного» истребителя (дело было в 1945 г.), стала едва не постигшая БИ-7 авария из-за разрушения стойки шасси. После этого инцидента, проект «БИ» окончательно свернули.

Первый крупносерийный советский реактивный истребитель появился только в 1946 году, им стал МиГ-9.

Подводя итог повествованию, нельзя не отметить, что истребители «БИ» оставили заметный след в истории авиации. Приведу лишь две цитаты связанные с ними:

• Друзья мои, спасибо за все, за труд ваш, за пожелание здоровья. Но я знаю — я разобьюсь на этом самолете! Я нахожусь в трезвом уме и отдаю отчет своим словам. Мы находимся на передовом краю технической битвы, и без жертв все равно не обойтись. Я иду на это с полным сознанием долга. (Григорий Яковлевич Бахчиванджи, летчик испытатель, погиб на БИ-3).
• Без полетов Григория Бахчиванджи, возможно, не было бы и 12 апреля 1961 года. (Юрий Гагарин, первый космонавт Земли).

• Справочник авиации • Самолеты этого периода • Истребители СССР •

Фанерный перехватчик

Идея боевого самолёта с «ракетным мотором», который позволил бы развить невиданные скорости, привлекала многих авиаконструкторов. В Советском Союзе её популяризацией и продвижением занимался Сергей Павлович Королёв в Реактивном научно-исследовательском институте (РНИИ, НИИ-3 НКОП, НИИ-3 НКБ). Его инициатива нашла воплощение в ракетоплане РП-318-1, который в феврале-марте 1940 года совершил три успешных полёта с включённым двигателем, что доказало техническую осуществимость нового направления в авиации.

Результат не остался без внимания коллег из других бюро. Например, проблематикой заинтересовался Виктор Фёдорович Болховитинов. Опытно-конструкторское бюро (ОКБ) при заводе №293 Наркомата авиационной промышленности (НКАП) в подмосковных Химках, которое он возглавлял, в то время вело проект оригинального скоростного бомбардировщика ближнего действия «С» («Спарка») с двумя соосными винтами, показавшего при испытаниях скорость 570 км/ч. Болховитинов изыскивал способы ещё улучшить машину, поэтому обратился к вопросу применимости прямоточного воздушно-реактивного (ПВРД) и жидкостного ракетного двигателей (ЖРД).

Начальник бригады механизмов бюро Александр Яковлевич Березняк, сравнив варианты, придумал отказаться от ПВРД в пользу ЖРД и заручился поддержкой начальника бригады двигателей Алексея Михайловича Исаева, который сразу согласился делать «ракетный перехватчик».

Компоновка ракетного перехватчика ОКБ завода №293 НКАП, вариант с четырьмя пулемётами: 1 — боезапас пулемётов калибра 7,62 мм; 2 — боезапас пулемётов калибра 12,7 мм; 3 — баллон окислителя; 4 — баллон воздуха; 5 — камера ЖРД, 6 — пулемёт калибра 12,7 мм; 7 — пулемёт калибра 7,62 мм; 8 — баллон горючего. Иллюстрация из книги А. Исаева «Первые шаги к космическим двигателям» (1978)

Конструктор ракетно-космической техники Борис Евсеевич Черток, начинавший свой путь инженера в бюро Болховитинова, вспоминал:

Чертоку поручалось создать бортовую систему для обнаружения противника, наведения перехватчика при атаке, а также навигационные приборы для возвращения на аэродром, то есть «по-быстрому» сделать работу, которой через десять лет будут заниматься огромные инженерные коллективы.

Графики различных вариантов использования ракетного перехватчика из материалов эскизного проекта. Иллюстрация из книги А. Исаева «Первые шаги к космическим двигателям» (1978)

Зимой 1941 года авторы проекта всё-таки сообщили о своей инициативе «патрону» Болховитинову. Тот провёл несколько консультаций и в марте собрал совещание в кругу «посвящённых». Черток доложил, что в ближайшие годы нереально создать полноценную навигационную систему для перехватчика — в лучшем случае можно сделать миниатюрную радиостанцию для наведения с земли. Болховитинов согласился, что его молодые подчинённые «забежали вперёд», и предложил в первую очередь заняться двигателем.

Своего ЖРД у бюро не было, поэтому в качестве смежников выбрали НИИ-3, который после успешных испытаний РП-318-1 считался «профильной» организацией по ракетным системам. За подготовку двигателя Д1-А к установке на «фанерный» перехватчик взялись сотрудники института Леонид Степанович Душкин, Владимир Аркадьевич Штоколов и Арвид Владимирович Палло.

Изучение материалов, представленных НИИ-3, убедило авторов проекта, что его придётся переделывать. Первоначально они рассчитывали на двигатель с тягой в 1200-1500 кгс, которую могла обеспечить турбонасосная подача топлива в камеру сгорания, но ракетчики могли предложить только двигатель с тягой 600 кгс.

Изменение характеристик основного двигателя в проекте требовало пересмотра конструкции самолёта. Но тут грянула война.

БИ для Сталина

Начало войны застало Опытно-конструкторское бюро врасплох. Например, Болховитинов 22 июня ходил на яхте по Клязьминскому водохранилищу, поэтому Исаеву пришлось срочно съездить за главным конструктором на мотоцикле. Вместе они отправились к наркому авиапромышленности Алексею Ивановичу Шахурину и сообщили ему, что готовы представить эскизный проект нового истребителя. Тот дал неделю на подготовку необходимой документации.

Вечером на совещании в ОКБ Болховитинов постановил, что главной темой теперь станет ракетный перехватчик, а все специалисты должны перейти на «казарменное положение», чтобы быстро подготовить комплект чертежей. Он обратился к своим заместителям с просьбой организовать койки в цехах бюро, позаботиться о питании, оборудовать бомбоубежище и усилить охрану.

Для ускорения работ Исаев предложил отказать от турбонасосной подачи топлива, заменив её на вытеснительную сжатым воздухом из бортовых баков. Эскизное проектирование закончили за двенадцать дней. Самолёт в новом варианте имел размах крыла 6,5 м, длину — 6,4 м, взлётный вес — 1650 кг, из них — 710 кг на топливо (азотная кислота и керосин).

Ещё несколько дней ушло на составление письма Шахурину от коллективов НИИ-3 и завода №293. В нём авторы проекта обещали выпустить первую машину на испытания через три-четыре месяца. Примечательная историческая деталь: во время подготовки письма высказывалось мнение, что надо действовать как можно быстрее, ведь ракетный перехватчик через полгода будет не нужен, поскольку к тому времени война закончится победой Красной армии.

Письмо отправили в наркомат 9 июля, и вскоре конструкторов вызвали к Сталину. Много позже Шахурин рассказывал:

На совещании по итогам встречи с вождём авиаконструкторы пытались убедить наркома, что построить перехватчик за месяц невозможно. Шахурин выслушал и добавил к сроку, определённому Сталиным.. пять дней.

Ракетный «Перехватчик» в варианте планера, сентябрь 1941 года topwar.ru

1 августа вышло постановление Государственного Комитета Обороны №348сс «О строительстве самолёта «Перехватчик» с реактивными двигателями», в котором предписывалось:

Все силы завода №293 были брошены на изготовление первого образца. Самолёт, получивший обозначение БИ (Ближний Истребитель), строили без детальных схем и чертежей, основные элементы вычерчивали в натуральную величину прямо на фанере (по так называемой плазово-шаблонной технологии). Однако стальные баллоны для сжатого воздуха, прочные сварные баки для кислоты и керосина, редукторы, трубопроводы, клапаны, рулевое управление, приборы и электрооборудование требовали совсем других сроков конструирования и изготовления. Поэтому по сути БИ-1 был планером, который не мог самостоятельно подняться в небо.

1 сентября, на пять дней раньше определённого постановлением срока, первый экземпляр был отправлен в Лётно-исследовательский институт (ЛИИ). Там им занялся опытный пилот Борис Николаевич Кудрин, однако сразу приступить к работе у него не получилось. Черток вспоминал:

После продувок в натурной аэродинамической трубе Т-101 и доработки конструкции Борис Кудрин приступил к освоению БИ. В течение месяца он совершил пятнадцать полётов с буксировщиком Пе-2 и успешно сажал экспериментальный планер на аэродром. Испытания подтвердили, что в боевых условиях перехватчик, выключив двигатель, с высоты 3-5 км сможет, как и было задумано, вернуться на свой или другой ближайший аэродром в режиме планирования.

16 октября 1941 года, в самый разгар немецкого наступления на Москву, нарком Шахурин принял решение о немедленной эвакуации ОКБ и завода №293 на Урал. На следующий день начался демонтаж оборудования, и 25 октября вся материальная часть и документация были отправлены в посёлок Билимбай, расположенный в 50 км от Свердловска (ныне — Екатеринбург).

Один из рабочих чертежей проекта БИ. РГАНДТ

Полёты БИ с взлётом при помощи ЖРД

Испытания перехватчика БИ-1

22 июня 1941 г. В. Ф. Болховитинов направил в Народный комиссариат авиационной промышленности официальную заявку на создание ракетного истребителя-перехватчика БИ. С этого момента все остальные проекты КБ были прекращены, так как фронту требовались боевые самолёты как можно скорее, а БИ выглядел наиболее перспективным.

Эскизное проектирование было закончено за 12 дней и уже 9 июля в ГКО было отправлено подробное письмо, подписанное семью участниками проекта – конструкторами и инженерами. 1 августа 1941 года, после приёма коллектива разработчиков в Кремле, Государственный Комитет Обороны (ГКО) специальным постановлением обязал В. Ф. Болховитинова построить и испытать реактивный истребитель-перехватчик. Нарком авиационной промышленности А. И. Шахурин и его заместитель по опытному самолётостроению А. С. Яковлев подготовили подробный приказ, в котором на постройку самолёта для лётных испытаний отводилось всего 35 дней, даже несмотря на отсутствие чертежей. И всё же 15 сентября 1941 г, с опозданием всего на 5 дней, планер первого опытного самолёта «БИ-1» был подготовлен к исследованиям в аэродинамической трубе ЦАГИ.

Двигатель для БИ-1 был таким же революционным, как сама идея ракетоплана. По сравнению с предыдущими конструкциями, он имел десятикратный прирост мощности и назывался «Д-1-А-1100» (двигатель первый азотнокислый с номинальной тягой 1100 кг). В его конструкции была применена вытеснительная подача топлива, роль которого играли азотная кислота и керосин, он имел глубокий диапазон регулирования тяги, и самое главное, был многоразовым.

Успешно были завершены испытания самолета в планерном варианте (на буксире за бомбардировщиком Пе-2). Война уже была в разгаре, и почти все летчики-испытатели из «ракетопланной группы» успели попасть на фронт, но ободренное успехами командование и руководство НКАП начало их спешный отзыв. Казалось, остался ещё один рывок и… грянула эвакуация заводов и конструкторских бюро из под Москвы, было это 16 октября 1941 года.

БИ-1 на лыжном шасси, вид спереди

Оказавшись в поселке Билимбай в 60 километрах от Свердловска, КБ первое время пришлось думать не о своем самолете, а о том, как хотя бы обогреть доставшиеся им цеха заброшенного литейного завода. Морозы и нехватка буквально всего затормозили доводку и отладку двигательной системы, и все таки, вопреки всему, к концу января 1942 года работы были продолжены. К апрелю 1942 года двигатель Д-1-А-1100 был доведен до рабочего состояния и установлен на самолет.

25 апреля 1942 г., БИ-1 был отправлен на аэродром в Кольцове, 27 апреля состоялась первая проба работы двигателя на самолете, а с 30 апреля Г. Я. Бахчиванджи вместе с А. В. Палло начали запускать двигатель из кабины самолета. На 12 часов дня 15 мая 1942 года был назначен первый полет истребителя БИ-1.

Самолет взмыл в воздух, а спустя 3 минуты 09 секунд, выполнив программу-минимум вновь показался над взлетной полосой. Посадка получилась жесткая, при приземлении надломилась одна из стоек шасси, однако, первый полет БИ-1 был успешно завершен.
Не зря председатель государственной комиссии по первому полету БИ-1 В. С. Пышнов, подводя итог испытаниям, сказал, что этот полет открыл собой эру реактивной авиации.  БИ-1 действительно был первым боевым истребителем с жидкостным реактивным двигателем, который полностью прошел Государственные испытания. Зарубежные эксперименты, к тому времени, всё ещё оставались экспериментами (формально Me-262 «старше» БИ-1, но в 1942 г., у него даже ещё не был готов двигатель!) — их перспективные машины летали, в большинстве случаев, без вооружения, да и испытывать их всерьез, было ещё рано.

В отчете о полете летчик-испытатель отмечал, что «полет на самолете «БИ-1» в сравнении с обычными типами самолетов исключительно приятен: перед летчиком нет винта и мотора, не слышно шума, выхлопные газы в кабину не попадают; летчик, сидя в передней части самолета, имеет полный обзор передней полусферы и значительно лучший, чем на обычном самолете, обзор задней полусферы; расположение приборов и рычагов управления удачное, видимость их хорошая, кабина не загромождена; по легкости управления самолет превосходит современные ему истребители«.

Макет истребителя БИ-1