Страница 7 из 77
Разрушения, вызванные падением мотора с самолёта завода «Дукс».
Развитие «Русского витязя» — самолёт «Илья Муромец».
Бомбардировщик «Форсман-R» — неудавшаяся попытка повторить достижение Сикорского.
По моему убеждению, постройка и успешные испытания «Русского витязя» и серийное производство последовавшего за ним «Ильи Муромца» являются крупнейшим вкладом нашей страны в развитие мировой авиации, открытием нового направления в самолётостроении. Создание «Русского витязя» обошлось в 63 тыс. рублей (обычный одномоторный самолёт стоил тогда 7–8 тысяч). Но «игра стоила свеч». Если прежде мечты о гигантском и комфортабельном «воздушном корабле» казались уделом писателей-фантастов, то теперь была проверена возможность строительства таких машин, доказана их безопасность и перспективность. Теория подъёмной силы находилась ещё в зачаточном состоянии, но талантливый русский авиаконструктор интуитивно верно выбрал схему с крылом большого удлинения и распределёнными по размаху двигателями; первое позволяло увеличить грузоподъёмность, второе — компенсировать аэродинамическую нагрузку на крыло весом моторов.
Первенец отечественного металлического самолётостроения
Первые попытки создания металлических самолётов относятся к началу 1910-х годов. Это были монопланы Д. Муазана (Франция, 1910 г.), «Тюбавион» Понша и Примара (Франция, 1911 г.), Ф. Хута (Германия, 1912 г.), Г. Рейснера (Германия, 1912 г.), бипланы «Уайт-Томпсон-1» конструкции Ф. Ланчестера (Англия, 1910 г.) и фирмы «Морель» (Франция, 1912 г.). Их силовой каркас обычно делали из стали, обшивку — из листов алюминия. Исключение составлял самолёт Муазана, целиком изготовленный из алюминия. Чтобы повысить жёсткость обшивки, листы обшивки иногда делали гофрированными (Муазан, Рейснер).
Использование металла сулило большие преимущества — этот материал долговечнее, чем дерево и полотно, прочнее, обладает более однородными механическими свойствами. Но древесина в 5–6 раз легче алюминия и в 15 раз легче стали. Поэтому металлические самолёты получались тяжёлыми и или вообще не могли взлететь («Муазан», «Уайт-Томпсон-1», «Хут»), или обладали очень плохими лётными качествами. По прочности на единицу веса сосна значительно превосходила алюминий и сталь при всех видах нагрузок, то есть дерево по-прежнему оставалось самым выгодным материалом.
Моноплан Д. Муазана из алюминия.
Металлический самолёт Г. Рейснера с гофрированной обшивкой.
Между тем подходящий для авиаконструкторов сплав уже существовал, о нём просто не знали. В 1909 г. немецкий учёный Альфред Вильм, изучавший свойства алюминия с добавками других металлов, сделал удивительное открытие: сплав алюминия с медью, магнием и марганцем, предварительно нагретый до температуры примерно 500 °C, находясь при комнатной температуре в течение 4–5 суток, самопроизвольно повышает свою прочность без снижения пластичности. Вильм обнаружил это случайно, при вторичном испытании ранее изготовленных образцов. Это явление назвали процессом старения, а сам сплав — дюралюмином, по имени города Дюрена, где на металлургическом заводе организовали выпуск нового материала. По прочности он в 4–5 раз превосходил чистый алюминий. Лёгкий, прочный и удобный в обработке материал в скором времени получил распространение в немецком машиностроении.
В конструкции самолётов дюралюмин первым применил Г. Юнкерс во время Первой мировой войны. Из-за блокады Германия испытывала трудности в получении качественной древесины. Сначала Юнкерс попытался сделать стальной моноплан J1, но тот оказался слишком тяжёлым. В 1917 г. на фирме «Юнкерс» создали штурмовик J4 с конструкцией из дюралюмина и стальной бронёй. Этот самолёт-биплан применялся на войне. В следующем году в воздух поднялся дюралюминиевый Юнкерс J7 — моноплан со свободнонесущим крылом и гофрированной обшивкой (первый опыт применения металлической гофрированной обшивки Юнкерс приобрёл в 1912 г., изготовив крылья и стабилизаторы для упоминавшегося выше самолёта Рейснера). Его развитием были истребители J9 (в серии — D1) и J10, производство которых началось в 1918 г. Но подлинную славу фирме «Юнкерс» принёс первый в мире металлический пассажирский самолёт F13 (1919 г.), долго и успешно эксплуатировавшийся во многих странах.
Штурмовик Юнкерс J4 — первый самолёт дюралюминиевой конструкции.
Истребитель Юнкерс D1.
Юнкерс CL1 на Московском аэродроме.
В других странах металлическое самолётостроение в то время ещё не получило распространения. Так, из спроектированных и построенных в Европе и США в 1919–1922 гг. 204 моделей самолётов 180 были деревянной конструкции, 10 — смешанной и только 14 — металлической.
В России металлические самолёты не производили, но о них знали. Среди трофеев гражданской войны были истребитель Юнкерс D1 и его двухместный вариант CL1. Последний привезли в Москву на Ходынский аэродром, и наши авиационные специалисты могли изучить его.
Впечатляла прочность металлических самолётов. Однажды в Москву с рекламными целями прилетел пассажирский Юнкерс F.13. Во втором полете машина скапотировала на неровностях лётного поля. На глазах изумлённых зрителей пилот и бортмеханик «Юнкерса» поставили самолёт на колеса, на месте заменили сломанный воздушный винт запасным и через десять минут своим ходом подрулили к зданию аэропорта. Так как были повреждены концы крыла, на следующий день немецкий механик расклепал помятые листы гофрированного дюраля и выправил их на специальных шаблонах. Машина была готова к полётам.
В России полыхала гражданская война, но инженеры и учёные уже обсуждали пути развития Красного Воздушного флота. Прежде всего нужно было решить вопрос о материале. Раньше самолёты делали из импортной древесины, но после прихода к власти большевиков поставки американского спруса и орегонской сосны прекратились, и строить самолёты было не из чего. Выходом могло стать использование лёгких металлических сплавов на основе алюминия, имевших немало преимуществ перед авиационной древесиной. Но таких материалов в России не производили. К тому же сторонники традиционной древесины апеллировали к тому, что импортную сосну несложно заменить сибирской сосной, кедром, лиственницей, деревянные самолёты проще и дешевле в производстве, чем металлические. Но доводы в пользу лёгких металлических сплавов для авиации, особенно в сыром климате, в конце концов победили. В 1919 г. была создана Комиссия по алюминию для разведки запасов этого сырья в нашей стране, и они были найдены, а в 1921 г. член Научно-технического комитета Главного управления Военно-воздушного флота И.И. Сидорин внёс предложение о создании и организации производства отечественного аналога дюралюмина. Проблема заключалась в том, что А. Вильм и Дюренский металлургический завод, широко рекламировавший изготовляемый им сплав, держали в секрете химический состав и технологию производства этого материала. «К сожалению, — говорил Сидорин в докладе „К вопросу об организации русской алюминиевой промышленности“ 18 ноября 1921 г., — научных трудов по исследованию тройных алюминиевых сплавов почти нет и многие вопросы в этой области представляют собой тайну владельцев заграничных патентов»[20].
20
История металлургии лёгких сплавов в СССР. 1917 1945. М., 1983. С. 61.