Центральный институт авиационного
моторостроения имени П.И. Баранова
Rus
<< Назад

3 марта 1945 года. Первый полет истребителя И-250 (МиГ-13) с мотокомпрессорным двигателем

1945 год

3 марта 1945 года. Первый полет истребителя И-250 (МиГ-13) с мотокомпрессорным двигателем

Связующее звено

3 марта 1945 г. состоялся первый полет истребителя И-250 (МиГ-13) с мотокомпрессорным двигателем, разработанным в ЦИАМ под руководством К.В. Холщевникова.
К концу Великой Отечественной войны стало ясно, что воздушный винт и поршневой мотор исчерпали свои возможности по увеличению скорости истребителей. О назревающем кризисе специалисты знали давно. Среди средств его преодоления, кроме ЖРД и ТРД, рассматривались и так называемые мотокомпрессорные двигатели – комбинация поршневого мотора и ВРДК (воздушно-реактивного двигателя компрессорного типа).

От винта

Работы по ВРДК были начаты в ЦАГИ еще в 1941 г. под руководством Г.Н. Абрамовича. Прорабатывались несколько проектов, которые остались нереализованными. Г.Н. Абрамович пришел к выводу, что разработка ВРДК является сложной научно-технической задачей и под силу только таким организациям, как ЦИАМ с их мощной исследовательской базой. Такие работы в ЦИАМ начались в середине 1943 г. с исследования осевых компрессоров применительно к проблеме создания комбинированного мотокомпрессорного двигателя под руководством К.В. Холщевникова при участии А.А. Фадеева и В.А. Стефановского. На следующем этапе были разработаны ВРДК двух схем в комбинации с поршневыми моторами: бензиновым (главный конструктор К.В. Холщевников) и дизельным (главный конструктор А.И. Толстов). В группу К.В. Холщевникова входили следующие сотрудники ЦИАМ: В.Г. Процеров, Н.Ф. Пешехонов, Н.В. Никитин, Г.Н. Романов, П.Н. Климов, В.А. Стефановский, А.Н. Силкин, Г.Е. Черненко, В.В. Соколов, В.А. Байков, М.Н. Николайчик, Н.И. Жидков, Г.Г. Мякинков и др.
Однако до 1944 г. внимание к реактивным двигателям со стороны руководства авиапромышленности страны было недостаточным. Лишь после получения сведений об активных работах в этой области в Германии и Англии руководство СССР осознало важность задачи. Ме-262 развивал скорость 860 км/ч, в то время как максимальная скорость Як-9 составляла лишь 670 км/ч. Исходным моментом программы создания реактивной авиации в стране стало постановление ГКО №5946 от 22 мая 1944 года.
Поскольку на тот момент еще не было до конца ясно, какой именно путь приведет к скорейшему успеху, постановление предусматривало разработку целого ряда проектов ведущими самолетостроительными ОКБ: наряду с несколькими модификациями поршневых истребителей с ЖРД и самолетом с турбореактивным ТР-1 разработки А.М. Люльки, коллективам П.О. Сухого и А.И. Микояна поручили сконструировать самолеты с мотокомпрессорной СУ, разработанной в специальном конструкторском бюро ЦИАМ под руководством К.В. Холщевникова.

ВРДК Э2030

Ускоритель Холщевникова

Константин Васильевич Холщевников оставил богатое творческое наследие. Он известен и как ученый-теоретик, один из создателей теории лопаточных машин, и как организатор науки, многие годы работавший заместителем начальника ЦИАМ по научной работе, а также возглавлявший ключевые подразделения института, и как преподаватель, профессор кафедры «Теория воздушно-реактивных двигателей» МАИ. Проявил себя К.В. Холщевников и как талантливый конструктор. Наиболее интересным из его проектов стал ВРДК Э3020.
Самолет, разрабатываемый в ОКБ А.И. Микояна и М.И. Гуревича, получил обозначение И-250 и заводской шифр Н. Этот истребитель в исторической литературе часто называют МиГ-13, однако, по утверждению историков, исследовавших этот вопрос, никаких документов с таким названием не найдено.
Силовая установка И-250 состояла из поршневого мотора ВК-107А, который не только вращал традиционный воздушный винт, но и с помощью вала через двухскоростную коробку приводил одноступенчатый осевой компрессор реактивного двигателя Э3020. Скорость вращения вала переключалась автоматически в зависимости от высоты. Воздух к компрессору поступал из воздухозаборника, расположенного под коком винта. После компрессора часть сжатого воздуха отбиралась для нагнетателя поршневого двигателя, что позволяло поднять высотность как минимум на 1000 м. Основной поток после компрессора проходил через радиатор в камеру сгорания и далее в расположенное в хвостовой части двухпозиционное сопло. Камера сгорания охлаждались воздухом, который поступал в промежуток между стенкой камеры и обшивкой самолета. В передней части камеры располагался блок из семи топливных форсунок, которые, как и камера, изготовлялись из нержавеющей стали.
В полете ВРДК Э3020, или как его иногда называли – ускоритель Холщевникова, работал не больше 10 минут и включался только на режиме достижения максимальной скорости и на взлете. Набор высоты и крейсерский полет осуществлялся без ВРДК. Компрессор потреблял 280 л.с. на первой скорости и 348 л.с. на второй при мощности ВК-107А 1650 л.с. При включении Э3020 развивал тягу 344 кгс при собственной массе в 140,9 кг и расходе топлива 1235 кг/ч и давал прибавку скорости в 200 км/ч. Максимальная суммарная мощность СУ И-250 составляла 2560 л.с.

ВРДК Э3020

Самый быстрый в СССР

В первый полет И-250 поднял летчик А.П. Деев 3 марта 1945. (Эта дата приводится в книге В.Б. Шаврова «История конструкций самолетов в СССР» и в ряде других источников, хотя в ряде статей и книг, в том числе целиком посвященных И-250, приводится другая дата первого полета – 4 апреля 1945 г.). 8 апреля 1945 г. впервые в полете был включен ВРДК.
Поршневые самолеты в то время уже достигали скоростей порядка 725 км/ч, поэтому знаковым представлялся рубеж в 800 км/ч. Именно при штурме этой скорости в 1943 г. погиб летчик Г.Я. Бахчиванджи на БИ-1 с ЖРД. А.И. Микоян даже пообещал А.П. Дееву подарить свою машину, если он превысит эту скорость. Это удалось сделать: 13 мая 1945 г. на высоте 6700 м была достигнута скорость 809 км/ч, а 3 июля 1945 г. на высоте 6600 м была зафиксирована скорость 820 км/ч. На тот момент это была наивысшая скорость, достигнутая самолетами СССР, и летчик, который поначалу воспринял слова Микояна как шутку, получил ключи от машины.
Одновременно велась работа над самолетом с ВРДК конструкции К.В. Холщевникова и в ОКБ П.О. Сухого: И-107 (заводской индекс Д), который при испытаниях получил обозначение Су-5, поднялся в воздух 6 апреля 1945 г. (летчик Г.Н. Комаров). Из-за неудачной формы камеры сгорания и воздушного канала И-107 сумел достичь лишь скорости 793 км/ч. Поскольку И-250 показывал более высокие характеристики, работу над И-107 решили прекратить.

После Победы

Рождение принципиально новой конструкции редко проходит легко. Сложности добавляло и то, что И-250 сразу разрабатывался как полноценный боевой истребитель с тремя пушками калибром 20 мм, с необходимым запасом топлива и бронированием. Начать с экспериментальной машины было бы легче, но шла война и истребитель со скоростью свыше 800 км/ч мог понадобиться фронту. И-250 был первым цельнометаллическим самолетом ОКБ А.И. Микояна, и многие вопросы его поведения на больших скоростях еще не были изучены.
5 июля 1945 г. при определении максимальной скорости на малых высотах с включенным ВРДК на скорости около 650 км/ч разрушилась левая плоскость хвостового стабилизатора. Истребитель врезался в землю. Летчик А.П. Деев погиб: он успел покинуть самолет, однако высоты для раскрытия парашюта не хватило. После этого трагического случая еще дважды И-250 пришлось совершать аварийные посадки. Происходили и более мелкие поломки, но работа над самолетом продолжалась.
Много проблем пришлось решать с доводкой СУ, которой занимался ЦИАМ. Представителем института в ОКБ А.И. Микояна, который занимался летными испытаниями нагнетателей, был А.И. Комиссаров, его же прикрепили и к летным испытаниям силовой установки Э3020. Однако были случаи, когда К.В. Холщевникову приходилось самому приезжать на аэродром, чтобы разбираться с проблемами на месте. Длинный вал для привода компрессора прогибался, срезая болты крепления, много было отказов масляной и топливной систем, разрушались лопатки компрессора. Но в летных испытаниях силовая установка Э3020 работала безотказно.
Между тем было принято решение об изготовлении опытной партии И-250 и запуске самолета в серию на заводе №381, не дожидаясь Государственных испытаний. Для сотрудников, работавших над этим проектом, ввели 10-часовой рабочий день. Задание считалось настолько важным, что отчитываться о ходе его реализации перед руководством авиастроительной отрасли предписывалось три раза в неделю, а за его срыв в результате многочисленных проблем были сняты и отданы под суд руководители завода.
Перед ЦИАМ стояла задача довести эксплуатационный ресурс силовой установки до 25 часов и к февралю 1946 года передать Э3020 на Государственные испытания. Однако из-за поломок лопаток компрессора несколько экземпляров двигателя не смогли пройти даже зачетные заводские испытания. Начальнику ЦИАМ В.И. Поликовскому, К.В. Холщевникову и А.А. Фадееву нарком М.В. Хруничев объявил выговор, а ответственность за проведение работ была возложена на завод №26 и его главного конструктора В.Я. Климова.
В результате усиления конструкции осевого компрессора и коробки передач ресурс Э3020 удалось увеличить до 35 ч и в апреле 1946 г. предъявить двигатель на Госиспытания. Они начались 12 июня 1946 г., но были приостановлены из-за поломки компрессора и форкамер. Успешно завершились Госиспытания Э3020 только в мае 1947 г.

И-250

Урок истории

К 30 октября 1946 г. восемь И-250 опытной партии были сданы представителям ВВС. Самолеты должны были принять участие в воздушном параде 7 ноября 1946 г. вместе с реактивными МиГ-9, Як-15 и Ла-150. Увы, из-за плохой погоды летная часть парада была отменена. Однако в ходе подготовки к смотру новую технику освоили строевые летчики ВВС, и по результатам этих полетов были сделаны выводы о дальнейшем направлении работ.
29 ноября 1946 г. нарком обороны Н.А. Булганин, нарком авиационной промышленности М.В. Хруничев и главком ВВС К.А. Вершинин направили И.В. Сталину письмо, в котором предлагали из четырех опытных самолетов, находящихся в разработке, доводить до принятия на вооружение только МиГ-9 с двумя двигателями РД-20, представлявшими собой клон трофейного BMW-109-003A. Претензии к И-250 включали неустойчивость на взлете и сложность освоения, а главное, что самолет по своей схеме и характеристикам потерял актуальность. 11 марта 1947 г. Совет министров утвердил план опытного самолетостроения на 1947 г., в соответствии с которым ОКБ А.И. Микояна поручалось начать работы над самолетом с английским двигателем Rolls-Royce Nene, будущим МиГ-15.
Однако работы над И-250 продвинулись настолько, что продолжались и в 1947 г. Поскольку ВВС от самолета отказались, то предполагалось использовать его в авиации ВМФ в качестве истребителя сопровождения торпедоносцев. В воспоминаниях А.И. Шахурина, наркома авиапрома в 1940–1946 гг., содержится информация, что И-250 несколько лет стоял на вооружении. По воспоминаниям дочери К.В. Холщевникова, через несколько лет после описанных событий на одном из совещаний кто-то сообщил Константину Васильевичу, что его силовой установкой были оснащены самолеты целого полка, чем очень обрадовал создателя Э3020, не имевшего сведений о серийном производстве его двигателя. Однако документального подтверждения принятия И-250 на вооружение не найдено.
По документам известно, что 19 сентября 1947 г. самолет был передан на Госиспытания в НИИ авиации ВМФ, располагавшемся на аэродроме «Скульте» (г. Рига). 3 апреля 1948 года И-250 был снят с испытаний. Официально это произошло из-за обнаруженных дефектов и недостатков. Но главная причина состояла в том, что тратить время на устранение этих недостатков смысла уже не было. Заканчивались испытания МиГ-15. И-250 свою роль уже сыграл.
Как знать, вышел бы МиГ-15 столь удачным, если бы не опыт, накопленный КБ А.И. Микояна в ходе работы над И-250, если бы не уроки, которые получили серийные заводы. Любопытная деталь: в отработке И-250 принимал участие Г.Е. Лозино-Лозинский, будущий главный конструктор многоразового корабля «Буран». Камера сгорания ВРДК и методы ее расчета, разработанные Г.Е. Лозино-Лозинским совместно с ЦИАМ, вскоре послужили основой для создания первой в стране серийной форсажной камеры для ТРД ВК-1Ф.
При разработке ВРДК Э3020 в ЦИАМ был накоплен опыт расчета, проектирования и испытаний осевого компрессора, одного из основных элементов любого ТРД. Важно отметить, что эта разработка была полностью отечественной и оригинальной. И-250 стал логичным шагом на пути создания реактивной авиации в нашей стране.

  Использованы материалы статьи Ю.Н. Филиппова «Реактивные до реактивных», журнал «Двигатель» №1, 2015 г.
«Неизвестный «МиГ». Гордость советского авиапрома». Н.В. Якубович
«Реактивный прорыв Сталина». Е.И. Подрепный.
«Артем Микоян». М.С. Арлазоров
«Первый реактивный «МиГ», Е.В. Арсеньев