Одной из идей витавших тогда в головах конструкторов была следующая : нельзя ли совместить в одной машине лучшие свойства маневренных бипланов и скоростных монопланов? На этот вопрос попытался ответить авиаконструктор-самоучка Шевченко. Монобиплан – это самолет с двумя крыльями при взлете и посадке, и с одним на основных режимах - вот что, по идее конструктора, могло помочь тогдашней авиации. Как же избавиться от этого мешающего, лишнего крыла – разумеется не навсегда, конечно, а до конца полета, когда машина начнет заходить на посадку и нужно будет восполнить недостаток подъемной силы за счет увеличения несущей площади. Вывод напрашивался сам собой- убирающееся крыло. Но ведь крыло - весьма ответственный и сложный элемент конструкции, испытывающий огромные нагрузки. Не так давно на самолетах появилось убирающееся шасси - это заставило конструкторов решить массу сложных технических проблем. Не вызовет ли уборка крыла нежелательных изменений в аэродинамике машины, как поведут себя шарниры консолей, не станет ли крыло источником разрушительных колебаний? Ответить на эти вопросы могли расчеты, продувки в аэродинамической трубе, наконец, летные испытания экспериментального самолета. В ноябре 1938 года на ученом совете НИИ ВВС Шевченко докладывает об эскизном проекте такой машины ...
В начале 1939-го показывает авторитетной комиссии полноразмерный макет, а в конце принимает из сборочного цеха построенный образец. ИС-1 - так назывался самолет - продувался в гигантской аэродинамической трубе. М. В. Келдыш, будущий президент АН СССР, проверял его вибрации. В июне 1940 года монобиплан впервые поднимается в воздух, а через месяц летчик-испытатель НИИ ВВС, ныне заслуженный летчик-испытатель СССР, Герой Советского Союза Георгий Шилнов проводит первую уборку крыла в полете. Облетывали ИС-1 летчики-испытатели Степан Супрун и Алексей Гринчик, вошедший впоследствии в историю нашей авиации как испытатель первого реактивного МиГа. В январе 1940 года был готов второй монобиплан, ИС-2. Заканчивалась постройка и третьего боевого истребителя, ИС-4, с мощным 18-цилиидровым двигателем жидкостного охлаждения М-120. Уже облетанные монобипланы продемонстрировали отличные свойства. Появилась резвость, скорость возрастала, хотя обороты двигателя не менялись - сказывалось уменьшение воздушного сопротивления. При посадке быстроходные машины вновь выпускали убранные крылья и становились тихоходными бипланами. Самолеты обходились взлетно-посадочной площадкой минимальных размеров. Работоспособности самого Шевченко можно удивляться : параллельно с двухбалочным истребителем проектируется монобиплан с трехколесным шасси. Максимальная скорость его 720 км/ч, а посадочная благодаря дополнительному крылу-всего 107 км/ч! Четыре «живых», летавших образца и восемнадцать проектов самолетов с убирающимся крылом - итог работы коллектива и его руководителя с 1938 по 1942 год.
ИС-1. Был разработан в конце 1930-х годов в коллективе Особого КБ-30 под руководством главного конструктора В.Шевченко уникальный для того времени самолёт, который потом построили на заводе № 156. До Шевченко никто из зарубежных и советских конструкторов не посягал на статичность всей несущей поверхности, не пытался полностью избавиться от одного, мешающего в скоростном полете крыла. А дело было в том, что биплан этот после взлёта мог убирать не только шасси, но и нижнее крыло, сложив его по шарнирам. При этом колеса убирались в боковые ниши фюзеляжа, сюда же специальным подъемным механизмом убиралась и корневая часть крыла, а концевая - вписывалась в выемку нижней части верхней плоскости. Полученный таким образом моноплан сразу же менял все свои характеристики: значительно уменьшалось лобовое сопротивление, увеличивалась скорость полета. В то время монопланы, имеющие повышенную нагрузку на площадь, как мы уже заметили, обладали довольно высокой максимальной скоростью, но пониженной маневренностью и худшими взлетно-посадочными характеристиками. Бипланы, напротив, славятся отличными маневренными качествами и отменными взлетно-посадочными свойствами. Они не нуждаются в обширных аэродромах, но, увы, их максимальная скорость уже считалась явно недостаточной. Вот так, к майору Шевченко, летчику-испытателю НИИ ВВС пришла идея в одном самолете соединить лучшие качества моноплана и биплана. Эскизные расчеты и чертежи Шевченко представил в научную коллегию ВВС. Проект нашли очень интересным и оригинальным, не встречавшимся ранее в мировой практике. Конструктору выделили помещение в старом здании МАИ, небольшие средства и определили коллектив для постройки макета. Узнав о необычной работе, которую ведет Шевченко, выдающиеся летчики Герои Советского Союза Григорий Кравченко, Степан Супрун и Анатолий Серов горячо поддержали энтузиаста, помогли ему советом и делом. К осуществлению идеи подключился и известный летчик комбриг Александр Филин.
ИС-1 являлся экспериментальной машиной, построенной для изучения небывалой до этого схемы и проверки механизма уборки крыла, и шасси в полете. Нижнее крыло состояло из центроплана и складывающихся консолей. Посредством подъемного механизма, установленного в фюзеляже, центроплан поворачивал на шарнирах крепления к фюзеляжу и складывал нижнее крыло. Подъемный механизм, в свою очередь, состоял из гидроцилиндра и двух кулисных подкосов. Рабочее давление (60 атмосфер) создавалось помпой, установленной на моторе М-63. Консоль имела два лонжерона, склепанных из дюралевых профилей со стенкой. Обшивка из листового дюраля, укрепленная штампованными нервюрами. Нижний центроплан состоял из двух ферменных сварных лонжеронов и центральной трубы крепления кулис подъемного механизма. Нервюры и обшивка центроплана дюралевые. Шасси и хвостовой костыль убирались одновременно с уборкой крыла. На самолете предусматривалась установка четырех пулеметов ШКАС 7,62 мм, расположенных в центроплане верхнего крыла. Фюзеляж сварной из хромансилевых труб представлял собой силовую ферму с наружным дюралевым каркасом и смешанной обшивкой. Передний отсек состоял из четырех рам, связанных между собой в ферму. В месте центроплана крепилась силовая корзинка. В ее отсеке установлен шток подъема и выпуска крыла и шасси. По наружным сторонам корзины располагались узлы крепления нижних центропланов. На передней раме расположены узлы крепления моторамы. На четвертой - узлы крепления хвостовой части фюзеляжа. Между первой и второй рамой - передний бензобак, а между третьей и четвертой - задний. Задний отсек расчален проволочными крестами. В отсеке пилота имелись добавочные стержни для установки сиденья и пола. Наружная обшивка фюзеляжа делилась на переднюю и хвостовую части. Каркас хвостовой части был выполнен из легких дюралевых шпангоутов, и продольных профилированных стрингеров и обтянут полотном ACT-100. Верхнее крыло состояло из центроплана формы "чайка" и двух консолей. Крыло двухлонжеронной конструкции с работающей дюралевой обшивкой. Лонжероны ферменного типа, сваренные из хромансилевых труб. Нервюры крыла штампованные из дюраля, крепились к лонжерону стальными хомутами. В обшивке центроплана верхнего крыла имелись силовые люки для обслуживания пулеметов. Стабилизатор имел два лонжерона, на которых набраны штампованные нервюры. К фюзеляжу стабилизатор крепился четырьмя болтами, что позволяло на земле изменить установочный угол стабилизатора в пределах от +2 до 4 °. Киль съемный двухлонжеронной конструкции, крепился к фюзеляжу на четырех точках. Шасси консольного типа с амортизацией и нормальными тормозными колесами размером 700x150 мм. Костыль, установленный на самолете, неуправляемый, ориентирующийся, запирающийся в нейтральном положении. Уборка и выпуск его производились тросами. Костыль снабжен пневматическим амортизатором. Управление самолетом смешанное. Рулем высоты и элеронами - жесткое, состоящее из дюралевых труб и качалок. Управление рулем поворота - тросовое.
Всеобщий интерес к самолету с убирающимся крылом был настолько велик, что испытания его поручили лучшим военным летчикам. Первый полет произвел 29 мая 1940 г. летчик-испытатель Василий Кулешов. Затем он совершил еще пять полетов. Вопреки опасениям самолет вел себя безукоризненно. Правда, крыло, и шасси Кулешов не убирал. Впервые это сделал летчик-испытатель Георгий Шиянов 21 июня 1940 года. Самолет и здесь показал отличные результаты. В заключительном отчете от 9 января 1941 года Шиянов писал: «Оборудование кабины ИС-1 аналогично самолетам И-153, И-16. Приборы расположены удобно. Органы управления мотором, самолетом и вооружением расположены целесообразно. Посадка в кабине удобная, но обзор для руления имеет слишком узкий сектор. На взлете самолет легко отрывается и не боится боковика. Возможен взлет с подрывом. На больших углах атаки тенденций к сваливанию нет. Наивыгоднейшая скорость набора 200-210 км/ч. На скорости набора 240 км/ч наблюдается небольшая вибрация хвостового оперения типа бафтинг.
Самолет прост в пилотировании. Проявляется незначительное потряхивание хвоста на малых скоростях. Виражи выполняет устойчиво, но чувствуется недостаточная мощность мотора. Обзор в воздухе вперед также недостаточен. По прибору доводил скорость до 300 км/ч на высоте 2000 м. Планирует ИС-1 устойчиво, допускает планирование с брошенными рулями. Подвод к земле на посадке на скорости 190 км/ч. Но обзор для посадки недостаточен. Пробег очень устойчив. Производил посадку с боковым ветром силой 10 м/сек. Никаких сомнений самолет не вызывает». В облете уникальной машины принял участие и знаменитый летчик С. Супрун.
ТТХ : взлётный вес - 2300 кг, вес пустого - 1400 кг, мощность двигателя - 900 л.с, максимальная скорость - 500 км/ч, потолок - 7500 м, дальность - 700 км, вооружение : 4 пулемёта 7,62 мм (боекомплект по 500 патронов).
ИС-2. Самолёт был готов в январе 1941 года и представлял собой монобиплан с убирающимся в полете нижним крылом и более мощным мотором М-88 в 950 л.с., который исключал многие недостатки своего предшественника. Было усилено и вооружение - два пулемета БС калибра 12,7-мм и два ШКАСа калибра 7,62-мм. Максимальная скорость (расчетная) достигла 588 км/ч. Таким образом, заявка была сделана на показатели не хуже, чем у Як-1 или Ме-109.
Кроме повышения мощности мотора, у ИС-2 был значительно уменьшен мидель фюзеляжа, увеличено его удлинение и сделан более обтекаемый капот двигателя. Несколько уменьшена при этом площадь крыльев. К сожалению, началась война, и на ИС-2 успели сделать всего лишь четыре испытательных полета. Затем программа была свернута.
Помимо высокой сложности в производстве и относительной дороговизны машины, сыграло роль и то, что ИС-2 не мог реализовать в бою свои маневренные качества в варианте биплана. Ведь нижнее крыло у него выпускалось синхронно с шасси, а это резко повышало лобовое сопротивление и, соответственно, снижало летные данные. Достоинства конструкции проявлялись только на взлетно-посадочных режимах.
ТТХ : взлётный вес - 2180 кг, вес пустого - 1400 кг, мощность двигателя - 1100 л.с, максимальная скорость - 588 км/ч, потолок - 8300 м, дальность - 700 км, вооружение : 2 пулемёта 12,7 мм (боекомплект по 250 патронов) и 2 пулемёта 7,62 мм (боекомплект по 500 патронов).
ИС-4. Шевченко в необычайно трудных условиях военного времени продолжал бороться за создание принципиально нового самолета. В 1941 году появился эскизный проект ИС-4 с двигателем М-120 мощностью 1650-1800 л.с. Его расчетная максимальная скорость у земли предполагалась в 660 км/ч, а на высоте 6000 м-720 км/ч. Максимальный расчетный потолок равнялся 12300 м. В состав вооружения была включена пушка. На ИС-4 были сделаны принципиальные усовершенствования. Подобрана лучшая форма фюзеляжа и отлично сопряженное с ним крыло. Предусмотрено носовое колесо. Вместо открытого козырька на ИС-4 устанавливался хорошо обтекаемый фонарь. Предкрылки на верхнем крыле абсолютно исключали явление бафтинга хвостового оперения. Упрощен механизм уборки нижних крыльев.
Самолет ИС-4 - свободнонесущий полутораплан, верхнее крыло которого выполнено в форме «чайки» для улучшения обзора из пилотской кабины. Так же как и на предшествующих образцах самолетов ИС, предусмотрена уборка в попета нижнего крыла, превращающая машину из полутораплана в моноплан с высоко расположенным крылом. Нижнее крыло и шасси убираются с помощью подъемного механизма. Центроплан нижнего крыла состоит из двух центропланов и двух консолей.
Консоль крыла «ломается» в шарнире, расположением в месте крепления стойки шасси. Одновременно убираются стойки шасси, которые входят в центроплан между лонжеронами и закрываются щитками. Шасси трехколесное, с носовой стойкой. Переднее колесо располагается под двигателем и убирается назад. Главные колеса тормозные. Фюзеляж ферменной конструкции. Хвостовая часть обшита выклейкой - шпоном, передняя - металлической обшивкой. Обшивка верхнего крыла дюралюминиевая, нижнего - фанерная. Консоли верхнего крыла металлические, нижнего - цельнодеревянные.
Расчётные ТТХ : взлётный вес - 2900 кг, вес пустого - 1700 кг, мощность двигателя - 1650-1800 л.с, максимальная скорость (биплан) - 488 км/ч, максимальная скорость (моноплан) - 720 км/ч, потолок - 12300 м, дальность - 800 км, вооружение : 1 пушка 20 мм, 2 пулемёта 12,7 мм (боекомплект по 250 патронов) и 2 пулемёта 7,62 мм (боекомплект по 500 патронов).
Шевченко также до 1942 года были разработаны проекты истребителей ИС с моторами ВК-107А мощностью 1650 л.с. и с мотором М-71Ф мощностью 2200 л.с. На этих самолётах ниши в боках фюзеляжа для уборки крыла и шасси должны были закрываться специальными автоматически выдвигающимися стенками, исключающими срыв потока с фюзеляжа. Шасси убиралось в центроплан независимо от уборки нижнего крыла.
Последней работой конструктора был проект реактивного самолета ИС-18 (второго с таким индексом), сделанный в 1947 году. Но о нём отдельно будет небольшой материал.
Комментариев нет:
Отправить комментарий