Нанесем революционный удар по старой школе

Облик самолёта с фюзеляжем и расположенными сзади килем и стабилизатором утвердился быстро и прочно – его называют даже не «классической», а «нормальной» аэродинамической схемой. Но всегда находились чудаки, создававшие разного рода «ненормальные» аэропланы. Самые «чудачные» из них размышляли так: чтобы подняться в небо, самолёту не нужно ничего, кроме крыла, остальное только мешает своим весом и сопротивлением. Так почему бы не избавиться от всего лишнего? Тогда моторы, топливо, экипаж, полезная нагрузка разместятся внутри несущей поверхности. Такая схема получила название «летающее крыло», а сто лет назад её познакомил с небом Борис Черановский – авиаконструктор и мечтатель.

Первые полблина

Начало параболической эпопеи удивительно перекликается с романом Алексея Толстого «Аэлита». Помните, там инженер Лось отправился на Марс не откуда-нибудь, а из голодного стылого Петрограда образца 1921 года. Тем временем в реальной Москве с её разрухой, тифом, бандитами и беспризорниками собралась группа энтузиастов, строивших пусть не марсианский «снаряд», но планёры – штуки в тех условиях не сильно менее сюрреалистичные. Среди них был даже ближайший сподвижник Н. Е. Жуковского Владимир Ветчинкин. В ноябре как раз 1921 года он смог добиться от Главвоздухфлота поддержки в создании планёрного кружка «Парящий полёт». Кружковцы получили в своё распоряжение правое крыло Петровского путевого дворца – того самого, где некогда пересиживал великий пожар Наполеон, а ныне по настоянию Анатолия Луначарского переданного Главвоздухфлоту. Руководил кружком Константин Арцеулов – внук Айвазовского, сам прекрасный художник, лётчик-ас, изобретатель методики выхода из штопора, впервые в мире отважившийся преднамеренно ввести аэроплан в смертельный доселе режим. В свободное от работы начальником лётной части Первой Московской высшей школы красвоенлётов время он собирал в Петровском дворце свой планёр А-5. Громких имён среди кружковцев вообще хватало: дореволюционный ас Х. Н. Славоросов, будущие авиаконструкторы-мастодонты С. В. Ильюшин и А. С. Яковлев, ракетчик М. К. Тихонравов, учёный В. С. Пышнов. Затесался среди них и молодой человек с особенно ярко пылающими глазами.

Борис Черановский был сыном школьного учителя из волынского села Павловичи. В 1910 г. 14-летний юноша наблюдал полёты С. И. Уточкина, которые, видимо, и заронили в нём страсть к авиации. Но поступил он в Киевское художественное училище на скульптора. Искусство того времени захватили авангардные течения, устремлённые только вперёд без оглядки на наследие предыдущих веков. Классические «рюшечки» яростно отвергались в пользу строгой геометричности без излишеств. Вполне вероятно, «новое искусство» повлияло и на авиационные воззрения Черановского, тем более, в 1920 году новоиспечённый скульптор вместе с братом Григорием меняет переходящий из рук в руки Киев на сравнительно более спокойную Москву и поступает в «рассадник авангарда» – Высшие художественно-технические мастерские (ВХУТЕМАС). А параллельно – в Московский авиационный техникум.

Черановский присоединился к энтузиастам планеризма, не имея технического образования, зато с твердокаменной верой в свою звезду и весьма далёкими от настоящих чертежей карандашными набросками пассажирского самолёта с претенциозным именем Vitalia. Чтобы показать жизнеспособность идеи, в «Парящем полёте» он строит экспериментальный планёр, названный, как тогда было принято, по инициалам – БИЧ-1, — и в силу своего характера строит почти что в одиночку. «Работать в коллективе он не мог. По своей работоспособности он сам был равен коллективу» – припечатал популяризатор космонавтики Ярослав Голованов. Черановский легко ругался с коллегами, не терпел советов, болезненно реагировал на критику. А критики хватало – в жизнеспособность «Виталии» из кружковцев верил разве что Тихонравов. Ветчинкин же был убеждён, что бесхвостый самолёт в принципе не способен к балансировке. Тем не менее, он дал полуграмотному и вспыльчивому «парубку» возможность вести опыты в аэродинамической трубе Московского высшего технического училища (нынешней «Бауманки») – поди представь такое в последующие годы.

Черановский постигает премудрости авиастроения, и уже в 1923 г. патентует свои идеи. БИЧ-1 выглядел очень просто: толстое-претолстое крыло покоилось на двух больших колёсах… и всё. Впрочем, едва ли многие понимали, что это крыло, уж больно форма у него была странная. Передняя кромка представляла собой параболу – это такая бесконечная кривая, график функции y=a·x². У БИЧ-1 она, разумеется, не бесконечная, а обрезана прямой задней кромкой, образуя характерную форму, за которую ко многим творениям Черановского прилипла кличка «полблина». Если конец крыла соответствует фиксированному значению х, например, х=1, то такой важный параметр самолёта, как удлинение (отношение квадрата размаха к площади крыла) определяет коэффициент а: когда он сильно меньше единицы, «рога» кривой раздаются вширь, когда больше – откинуты далеко назад. На БИЧ-1 возобладал второй вариант: при размахе 4,9 м площадь крыла составляла 12 м², что даёт удлинение λ=2. Для сравнения, у истребителей Второй Мировой λ=5…6, у современных пассажирских самолётов оно достигает λ=10, у планёров, к коим БИЧ-1 и относился, может быть и λ>30.

По классике считается, что чем удлинение выше, тем более «летуч» самолёт, а Черановский, пожалуй, первым сознательно «разменял» его на выигрыш в других свойствах, правда, обосновал это весьма туманно: «Авиация уходит от птицы и приближается к рыбе». Он задумал разместить лётчиков, пассажиров, грузы, моторы, топливо и всё остальное не в фюзеляже, а прямо внутри несущей поверхности!

Если вы посмотрите на «нормальное» крыло какого-нибудь «Боинга», то сразу поймёте, что «проглотить» фюзеляж ему не по зубам. Можно сделать его толще, гораздо толще, но тогда характеристики резко ухудшатся. Профиль для БИЧ-1 изобретатель, похоже, просто нарисовал по лекалу, и относительная толщина (максимальная высота, делённая на длину хорды) у него была 20% — это практически предел, за коим крыло уже перестаёт обтекаться плавно, а значит, работать как крыло. Но вернёмся к нашему «Боингу»: что если относительную толщину оставить прежнюю, а просто пропорционально увеличить всё крыло – и по хорде, и по размаху, – пока оно не съест-таки фюзеляж? Тогда у него будет гигантская площадь, которая самолёту не нужна и создаёт только лишнее сопротивление. Вот и приходится увеличивать непропорционально, наращивая корневую хорду, обрезая размах, снижая удлинение. Да, характеристики несущей поверхности при этом ухудшаются, зато уходит вес и сопротивление фюзеляжа, мотогондол, оперения – всего того, что она поглотила. В итоге «плюсы» должны перевесить «минусы», давая выигрыш в лётных качествах – к нему в конце концов создатели «летающих крыльев» и стремятся.

Лётчик буквально надевал БИЧ-1 на себя, залезая через дырку снизу, которая после этого зашнуровывалась. Он «тонул» в крыле толщиной 65 см, наружу торчала только голова. На шасси планёр стоял с высоко задранным носом – при продувках Черановский выяснил, что несущая поверхность малого удлинения наилучшим образом проявляет себя при намного больших углах атаки, чем обычно. Всю заднюю кромку занимала пара совмещённых органов управления – элевонов. При движении ручки взад-вперёд оба руля отклонялись в одну сторону, управляя тангажом, если лётчик дёргал ручку вправо или влево, рули отклонялись как элероны – в разные стороны – и управляли по крену. Очень важной особенностью рулей был их перевёрнутый выпуклостью вниз профиль. Если рассматривать профиль крыла не отдельно, а вместе с рулём (а с точки зрения аэродинамики надо именно так), то его средняя линия изогнётся на основной части, как обычно, вверх, а на хвостике – вниз. У таких S-образных профилей, в отличие от обычных, с ростом угла атаки точка приложения подъёмной силы движется назад – в результате, летательному аппарату не нужен стабилизатор, он и так устойчив. Киля у планёра тоже не было, ведь по словам изобретателя «природные летуны в вертикальном оперении не нуждаются, и, следовательно, над устранением или рациональной заменой этого оперения следует поработать».

Однажды в 1920 году – вскоре после того, как «белые» оставили Крым, — по склону горы Узун-Сырт гуляли два беззаветно влюблённых в этот край человека: художник и поэт Максимилиан Волошин и лётчик Константин Арцеулов. Над обрывистым склоном с Волошина ветром сорвало шляпу, но она не рухнула, а степенно поплыла вверх, перелетела остолбеневших друзей и приземлилась на склоне за ними. Арцеулов сразу понял: морской ветер, перетекая через длинную столовую гору, формирует мощные восходящие потоки, идеальные для планеризма. Летом 1923 г. он добился поддержки Общества друзей воздушного флота (ОДВФ, предшественник Осоавиахима), и уже 1 ноября на Узун-Сырте открылись I Всесоюзные опытно-показательные планёрные испытания. Несмотря на пафосную вывеску, из-за нехватки денег состязались исключительно москвичи, привезшие десять планёров – и среди них БИЧ-1. Он был готов ещё весной, ему даже «наземные испытания» провели, таская за аэросанями. Пытались ли взлететь тогда, в пробуждающейся от зимней спячки Москве, непонятно. В Крыму точно пытались – за БИЧ-1 взялся В. Ф. Денисов, опробовавший в воздухе добрую половину конкурсных машин. Ничего у него не вышло – вместо «летающего крыла» Черановский сделал нелетающее.

Второй стал первым

Неудача укрепила недоверие к идеям Черановского, но не остановила его самого. Размах крыла БИЧ-2 вырос до десяти метров, а вместо «домотканого» профиля взят «Геттинген-436» с относительной толщиной 11%; профиль рулей остался перевёрнутым. Для путевого управления использовался вертикальный «плавник» по оси симметрии. Ещё одним новшеством стало шасси: ради уменьшения сопротивления Черановский оставил только одно колесо в обтекателе под кабиной. К концам крыла крепились костылики, на которые планёр опирался на стоянке. А чтобы они не мешали взлетать, на разбеге конструктор бежал рядом, придерживая конец (гусары, молчать!) крыла до тех пор, пока лётчик не начинал балансировать элевонами. Поскольку БИЧ-2 был очень «летучим», косплеить Усейна Болта Черановскому не приходилось. А с чему б ему не быть, если при площади 25 м² он весил всего 46 кг – сказалось и отсутствие «архитектурных излишеств», и минимизирующая изгибной момент форма крыла, и его большая строительная высота. Я даже примерно не знаю коэффициента подъёмной силы, но если взять скромный Суа=1 и вес планёра с лётчиком 125 кг, то от земли он отрывался при скорости всего 23 км/ч, а элероны начинали действовать куда раньше.

Без одного месяца сто лет назад 19 сентября 1924 г. первое в истории действительно летающее «крыло» взмыло в крымское небо. Едва оно приземлилось, пьяный от радости Черановский взял мел и начертал прямо на полотне:

«Не пойдёт!», сказал Ветчинкин

А машина без запинки

Так и лезет, так и прёт,

Взгляд профессора не в счёт!

Летал на БИЧ-2 Борис Кудрин. В годы Гражданской войны он был истребителем, затем руководил авиашколами, а «объездчиком» планёров подвизался, видимо, для души. Через несколько лет Кудрин стал профессиональным испытателем, и начиная с «полблинов», за ним прочно закрепилась слава спеца по всяческой экзотике. 27 раз пилот отрывал планёр от склонов Узун-Сырта, удерживал его в воздухе до 80 секунд и преодолевал до 570 метров – цифра вроде скромная, но конкуренты в равных условиях не осилили и столько. В двух полётах БИЧ-2 парил, что в то время было доступно немногим. На следующие состязания Черановский представил БИЧ-4 – тот же БИЧ-2, только без показавшего себя неэффективным руля направления. Теперь лётчик элевонами задавал машине крен, а затем отклонял их в одну сторону, совершая координированный разворот. БИЧ-4 летал не хуже предшественника, живо закладывая виражи в обе стороны. Успехи не обрушили на молодого конструктора золотого дождя. Как вспоминал Ярослав Голованов, он и не ждал «милостей от природы»:

В ту пору Борис Иванович жил на Ново-Басманной улице в старинном доме с большим залом. Вот эту комнату около ста квадратных метров он и занимал. Из мебели там стоял лишь огромный, под стать залу, комод, в ящиках которого они с Тихонравовым спали. Одновременно Черановский учился во ВХУТЕМАСе, откуда притащил глины, чтобы сложить в зале печь: невозможно было работать от холода. Чайник он украл в ОДВФ. Тихонравов спрятался на дровяном железнодорожном складе, а когда склад заперли — перекидал Черановскому через забор несколько десятков поленьев, а потом отсиживался в своем тайнике до открытия склада. Вот так и существовало это «вороватое» КБ…

В ОДВФ пропажи чайника, видимо, не заметили и дали Черановскому 500 рублей на постройку самолёта БИЧ-3 и английский мотор Блэкбёрн «Томтит» всесокрушающей мощи 18 лошадиных сил. В начале 1926 г. первый в мире самолёт-«летающее крыло» был готов. Он был чуть поменьше БИЧ-2, такой же параболический, с тем же минималистичным шасси, но куда солиднее при виде сбоку. В переднюю кромку крыла врезан двигатель, чей капот заканчивался козырьком открытой пилотской кабины. Её жирный заголовник плавно переходил в большой киль, обойтись без коего уже не получилось – слишком велик был дестабилизирующий момент от капота мотора.

Испытывать машину взялся тот же Кудрин, но дело не пошло. Он даже на старт не мог вырулить, ибо вместо того, чтобы катиться вперёд, самолёт циркулем разворачивался вокруг подкрыльевого костылика. Бежать рядом уже не получалось: вырос вес, выросли и скорости, при которых можно было балансировать элевонами. Взлететь удалось 3 февраля 1926 г., когда ветер настолько посвежел, что рули «проснулись» в начале разбега. На посадке Кудрин мастерски «притёр» машину на одно колесо на сравнительно высокой скорости, и всё-таки в конце пробега злосчастный костылик воткнулся в полосу: БИЧ-3 резко дёрнулся в сторону и скапотировал на переднюю кромку. Благо, скорость была уже почти погашена, и ни лётчик, ни самолёт повреждений не получили.

За полгода БИЧ-3 совершил 18 полётов длительностью до восьми минут. Помимо очевидно негодного шасси ему мешал пыхтящий и чихающий мотор, а также излишняя чуткость рулей: по выражению Кудрина, самолёт «висел на ручке». Но главное было доказано: «летающее крыло» действительно летает и летает неплохо. Скорость была 80 км/ч, что с таким чудо-мотором можно считать достижением; особенно радовала устойчивость машины даже на больших углах атаки. Неуклюжий аэроплан открыл семафор для гигантских «летающих крыльев»

На пути к бомбовозу

В начале 1928 г. научно-технический комитет Управления военно-воздушных сил рассматривает проект двухмоторного бомбардировщика БИЧ-5. Он представляет собой «параболу» с двумя килями почти на концах толстого крыла. Мотогондолы, продолженные до задней кромки, оканчиваются кабинами стрелков, имевших в отсутствие оперения ничем не ограниченный полусферический сектор обстрела. Остальной экипаж размещается в слегка выступающей из передней кромки кабине. Удачные полёты БИЧ-3 и планёров заметно сбивают градус скептицизма: специалисты Центрального аэрогидродинамического института (ЦАГИ) по результатам продувок модели прогнозируют максимальную скорость машины 227 км/ч, а потолок – 4900 м, что заметно лучше, нежели у гремевшего тогда туполевского ТБ-1 с теми же «Лорен-Дитрихами» по 450 л. с. Однако пилотажные характеристики требуют подтверждения, ведь «звоночки» были и на совсем маленьком и медленном БИЧ-3.

Военные выделили средства на легкомоторный прототип БИЧ-7, а Осовавиахим посадил Черановского на должность главы конструкторской группы с характерным для авангардных времён названием «Грукон». Она работала в стенах того же Петровского дворца, только в структуре Военно-Воздушной академии, куда Борис Иванович поступил ещё в 1924 г., правда, отчислился курса с третьего. Возможностей у коллектива было немного, посему БИЧ-7 завершили лишь к концу 1929 г. Назвать его «летающим крылом» уже сложнее, ибо он имел короткий и толстый фюзеляж с двумя кабинами. Строго говоря, самолёты с выраженным фюзеляжем и без горизонтального оперения относятся к схеме «бесхвостка», но в советской литературе их тоже гребут в «летающие крылья» — на мой взгляд, это неправильно, ибо концептуальная граница между двумя схемами хоть и размыта, но вполне поддаётся описанию. Несущая поверхность у БИЧ-7 осталась параболической и подобно БИЧ-5 несла на законцовках два киля. Горизонтальные рули повесили не прямо на задней кромке, а немного ниже, образовав между ними и крылом щели, перетекая через которые воздух ускорялся («свистел») и повышал эффективность управления, особенно на малых скоростях. Правда, и сопротивление получалось приличное. Внешние секции рулей были обычными элевонами, внутренние же отдельным штурвальчиком отклонялись на постоянный угол, балансируя машину по мере изменения центровки. Вперёд это 850-килограммовое великолепие тянул мотор Бристоль «Люцифер» в 100 л. с. После первых же попыток порулить Черановский заменил одноколёсное шасси на нормальное. Помогло несильно: самолёт неумолимо разворачивало реактивным моментом от винта. С грехом пополам удалось сделать три-четыре полёта: с БИЧ-7 познакомился Кудрин, заводской испытатель Ю. И. Пионтковский и Н. П. Благин, впоследствии «прославившийся» тараном «Максима Горького». Их выводы были неутешительны: в полёте машина неустойчива, норовит сорваться в пике, велики нагрузки на ручку, на посадке она ещё и «козлит».

Доработку БИЧ-7 вместо «Грукона» доверили ведомому В. А. Чижевским Бюро особых конструкций (БОК) ЦАГИ, куда перебрался и Черановский. Там вновь переделали шасси, изменили логику работы органов управления и снабдили их триммерами, вместо двух маленьких килей сделали один большой, как на БИЧ-3: находясь в струе от винта, он работал лучше, особенно на малых скоростях. Ещё и кабины «закрыли» — по тем временам редкость. Подняв БИЧ-7А в воздух осенью 1932 г., Благин сразу отметил, что «парабола» стала устойчива и приятна в пилотировании. Модифицированный самолёт сочли перетяжелённым, но по скорости, потолку и скороподъёмности он превосходил столь же двухместный поликарповский У-2 с той же мощности движком. До конца года, когда моторама от адских вибраций «Люцифера» пошла трещинами, в 15 испытаниях удалось налетать восемь с лишним часов. Черановский за БИЧ-7А получил Орден Красной звезды, коим очень гордился.

Первый шаг к бомбовозу сделан, но занял он почти пять лет – на фоне бурного прогресса авиации разработка безобразно затянулась. Компоновка оставалась многообещающей, однако трудная судьба БИЧ-7 остудила энтузиазм военных. Те приняли соломоново решение построить ещё один прототип – на сей раз с двумя стосильными движками. Пока Черановский страдал с БИЧ-7, в стране появился удачный двигатель такого класса М-11. Отныне вместо латаных-перелатанных импортных моторов, можно использовать новенькие отечественные, чем в БОК не преминули воспользоваться.

Чтобы замаскировать работу и получить с неё хоть какую-то отдачу, БИЧ-14 (ЦКБ-10) спроектировали пассажирским. Параболическое крыло потолстело до 19%, почти до метра в корне. Из него слегка выступал дюралевый купол закрытой кабины на лётчика и четырёх пассажиров – за переднюю кромку она не выдавалась, а сзади переходила в киль с рулём направления. Попасть внутрь можно было через затянутые целлулоидом откидные овальные окна. Прикрытые кольцами Тауненда двигатели врезаны в переднюю кромку максимально близко друг к другу – диски винтов едва не пересекались. Рули остались подвесными (со щелью), но их профиль конструктор по каким-то причинам сделал симметричным. Шасси обычного тогда типа с двумя основными стойками и хвостовым костылём. Строили самолёт снова долго и в первый полёт выпихнули лишь в конце 1934 г. «БИЧ Осоавиахима», как его прозвали авиазубоскалы, показал себя неважнецки, даже потерпел аварию, тем не менее, в 1937 г. его передали на госиспытания, доверив опытному Петру Стефановскому. В своих мемуарах «Триста неизвестных» тот красочно описал своё знакомство БИЧ-14:

Как все бесхвостые, он очень легко оторвался от взлётно-посадочной полосы и начал набор высоты. С нарастанием скорости самолёт стало тянуть вниз. Энергично выбираю штурвал на себя. Нагрузка становится неимоверной. Хотя никакого прибора для её измерения нет, чувствую, она достигла килограммов пятидесяти. Прекращать взлёт поздно: полоса осталась позади, впереди — сосновый лесок. Сильный рывок штурвала — и машина перескочила через этот лесок. Нестерпимо палит солнце. Потные ладони соскальзывают со штурвала. Самолёт неустойчив, словно помещён на острие шила: в любой момент может произвольно занять какое угодно положение, даже перевернуться на спину. Нет никаких сил справиться с ним. Деревенеют мышцы. Вот выскользнет штурвал из потных, будто смазанных маслом, рук, и бесхвостый урод мгновенно нырнет в отвесное пикирование. А из пике его ни за что не вырвешь. Напрягаюсь до невероятности, штурвал становится всё тяжелее и тяжелее. В отчаянии обхватываю его обеими руками, как когда-то, будучи грузчиком, брал в охапку грузные мешки, сцепляю пальцы. Вроде легче. Постепенно, с маленьким креном, делаю разворот, чтобы описать положенный круг и зайти на посадку против ветра. Вместо круга по границам аэродрома самолёт вычерчивает громаднейший кружище, километров 50 длиной. Всё-таки улавливаю встречный ветер. Он дует почти в створ взлётной полосы. Сбрасываю обороты двигателя до скорости планирования. Скорость уменьшается и бесхвостка тут же приобретает прекрасную управляемость

Нагрузки на штурвал удалось убрать триммерами, но БИЧ-14 всё равно не балансировался. Причина проста: вместе с перевёрнутым профилем рулей ушла S-образность средней линии профиля крыла в целом, а в таком виде «бесхвостка» с нестреловидным крылом практически не может быть устойчивой. Вдобавок, руль направления, вновь оказавшись вне потока от винтов, – сюрприз – потерял эффективность. Казалось бы, надо просто переделать рули, но главная проблема была не в них. За почти десять лет, что ползла разработка БИЧ-5, в авиации случилась революция. На сцену вышли скоростные бомбардировщики с гладкой обшивкой, убирающимися шасси и закрытыми кабинами: СБ и ДБ-3, а там до Пе-8 с Ил-4 недалеко. Сама схема «летающее крыло» оставалась привлекательной, но конкретный БИЧ-5, спроектированный под технологии и тактику десятилетней давности, устарел безнадёжно. А без него возиться с проблемным прототипом уже не захотели. Сыграл свою роль и характер Черановского. Авиация 30-х слишком уж усложнилась, чтобы изобретатели-одиночки могли удержать все её проблемы в своей сколь угодно талантливой голове. Тысячи разнородных чертежей, расчётов, проверок и перепроверок требуют целых армий «инженеГров», которые то косячат, то своё мнение имеют по каждому вопросу – ну как с такими работать?! Вот и продолжал Борис Иванович двигаться вперёд с небольшой группой единомышленников, и иногда очень заметно, что двигался он на ощупь.

Ни Колымы, ни космоса

Зато с планёрами удача не покидает Черановского. Апофеозом параболического в плане «летающего крыла» стал БИЧ-13, способный парить до получаса. От БИЧ-4 триумфатор слёта 1933 г. отличался увеличенным удлинением и курсовым «рулём» в виде расщепляющихся аэродинамических тормозов, повышавших сопротивление того или иного конца крыла. Параболическое крыло, а заодно и оперение, имели и два планёра «нормальной» схемы: паритель БИЧ-6 «Дракон» (1927 г.) и рекордный БИЧ-9 «Гном» (1929 г.). «Дракон» вышел удачным, на нём научился парящим полётам С. П. Королёв. «Гном» показал себя хуже и к штурму рекордов допущен не был.

Брат конструктора Григорий в 1925 г. построил собственное «летающее крыло». Его сочли недостаточно прочным, но Борис подхватил идею сделать несущую поверхность не параболической, а более простой в изготовлении трапециевидной. Так появились БИЧ-8 (1929 г.), БИЧ-11 и БИЧ-12 (оба – 1932 г.). Они были подобны друг другу – более-менее тонкое трапециевидное крыло с «шайбами» на концах, короткий, но явно выраженный фюзеляж, – а отличались компоновкой рулей и размерами. Все они отлично летали.

Осенью 1931 г. московские энтузиасты космонавтики объединились в Группу изучения реактивного движения (ГИРД) и сразу взялись за ряд амбициозных задач, в том числе и создание ракетоплана – мотопланёра с жидкостным ракетным двигателем (ЖРД). А как не взяться, если немцы уже летают на пороховиках, а там и до «горшков» недалеко. Фридрих Цандер разрабатывал под это дело двигатель ОР-2. Ору он действительно обещал много, а тяги – всего 50 кгс. Эдакая паяльная лампа большой самолёт не поднимет, а на маленьком её придётся ставить где-нибудь в районе крыла, дабы не нарушить центровку. Но тогда реактивная струя будет бить прямо в хвостовое оперение и неизбежно его сожжёт – значит оперения быть не должно. Прожорливый движок проработает от силы несколько десятков секунд, и чтобы вернуться к месту старта, аппарат должен хорошо планировать. У БИЧ-8 проблем с этим нет, в чём лично убедился заядлый планерист С. П. Королёв, выполнивший на потрёпанной машине дюжину полётов. Черановский предлагает переоборудовать в ракетоплан «РП-1 имени XIV годовщины Октября» более совершенный БИЧ-11. Стороны ударяют по рукам, и уже в феврале 1932 г. Королёв поднимает в небо РП-1… но пока без мотора:

Просто Королёву очень хотелось полетать на планёре. При всём том, что начальник, что человек очень серьезный, ему ведь всего двадцать пять лет, ему же просто полетать хочется. Тем более, что этим полётам очень легко можно было придать «деловой» вид, подкреплённый документально: Сергей Павлович после каждого полёта составлял подробный отчёт. Планёр отрывался от земли тяжело, даже после того, как из носа вынули балласт – мешок с песком. Королёв летал девять раз, поднимаясь не выше десяти метров, делал развороты и был совершенно счастлив. Цандер замёрз и никак не мог понять, зачем он, собственно, приехал. Ведь атмосфера Марса столь разрежена, что там нельзя летать на планёрах… [4]

А двигатель Цандера никак не хотел устойчиво работать хотя бы в атмосфере Земли. Королёв решил поставить поршневой мотор с толкающим винтом и испытать РП-1 хотя бы с такой «реактивной струёй». У Осоавиахима удалось выпросить английский «Скорпион» АВС в 25 л. с., коих не хватало даже для самостоятельного взлёта – приходилось использовать планёрный амортизатор, но «що маємо то маємо». Моторчик был старенький, работал плохо. А поскольку винт, дабы он за землю не задевал, пришлось вынести высоко, на большом плече от центра масс, то вслед за чиханиями «Скорпиона» раскачивался весь самолёт. Довести ОР-2 так и не удалось, и частью космической истории Черановский не стал. Хотя может ему и повезло, если вспомнить, где через несколько лет оказался Королёв.

Помимо Королёва и Чижевского Борису Ивановичу довелось поработать с ещё одним «врагом народа». Истребитель БИЧ-17 (ПИ-22) создавался как «бесхвостка» с параболическим крылом, вполне развитым фюзеляжем, мотором М-22 и двумя трёхдюймовыми динамо-реактивными пушками АПК-4, созданными, само собой, Львом Курчевским. Преимущество бесхвостой компоновки в данном случае такое же, как на ракетоплане – горячие газы из казёнников крыльевых пушек ничего не сожгут. Когда Курчевского арестовали, БИЧ-17 бросили недостроенным. «Скажи мне, кто твой друг, и я скажу тебе, кто ты» — запросто мог съязвить какой-нибудь следак, но Черановского эта чаша по счастью миновала.

Несмотря на неудачи, он продолжал выдавать на-гора удивительные проекты, правда уже не «летающих крыльев». БИЧ-18 выполнен по «нормальной» схеме, и это, пожалуй, единственное, что в нём было нормального. Две пары несущих поверхностей, насаженных на единый продольный шарнир, как лезвия ножниц, качались навстречу друг другу, приводясь в движение пилотом, поочередно давящим на педали – да это ж орнитоптер-мускулолёт! Идею эту конструктор продвигал так же давно, как «летающее крыло», однако до полётов дошёл только БИЧ-18. Он хорошо планировал с неподвижными крыльями, а взмахи заметного эффекта не давали. БИЧ-20 «Пионер» был бесхвостой авиеткой длиной всего 3,6 м с трапециевидным крылом. Пилот сидел за двигателем в основании киля. Построенный по заказу Осоавиахима самолётик вышел удачным, однако так и остался одиноким. БИЧ-21 (СГ-1) выглядел, как приплюснутый и вытянутый БИЧ-20, что неудивительно, ведь создавался он для авиагонок. Его долго строили и испытывали, а в 1941 году стало как-то не до спорта.

В годы войны Черановский корпел над «летающими крыльями» в роли десантного планёра и реактивного перехватчика. А в 1947 г. в стенах Московского ордена Ленина Авиационного института имени Серго Орджоникидзе (МАИ) он проектирует истребители БИЧ-24 (Че-24) и БИЧ-26 (Че-26). Треугольное крыло с криволинейной, как впоследствии у «Конкорда», передней кромкой, «зализанный» почти до полной незаметности фюзеляж, центральный киль – БИЧ-24 с двигателем ТР-1 вполне мог уйти за 1000 км/ч, а БИЧ-26 с более мощным АМ-5 рассчитывался на число Маха М=1,7, то есть 1900 км/ч на высоте 7 км. У американцев очень похожий палубный истребитель F4D-1 выпускался серийно и до середины 60-х стоял на вооружении, будучи любимцем лётчиков. Ещё более удачную машину сделали шведы – «двухмаховый» J-35 Draken. У Черановского тоже было как будто на мази. Для исследований свойств крыльев составной формы в мастерских Добровольного общества содействия авиации (уже не Осоавиахим, ещё не ДОСААФ) собрали два планёра: одноместный Че-22 и двухместный Че-23. Они имели центроплан малого удлинения с параболической передней кромкой и развитые стреловидные консоли с килевыми шайбами на концах: центроплан обеспечивал большие внутренние объёмы, заменяя собой фюзеляж, а консоли – устойчивость и высокое аэродинамическое качество. Профиля и для планёров, и для истребителей Черановский спроектировал сам. В 1949 г. Че-22 крутил фигуры высшего пилотажа на авиационном параде в Тушине; его даже запустили в небольшую серию. Но за праздником пришло похмелье: первый серийный Че-22 потерпел катастрофу. Видимо, гибель гражданского лётчика вызвала скандал, и производство свернули; работы по истребителям продолжались ещё несколько лет, но сугубо по инерции.

С подачи Черановского «летающее крыло» стало в Советском Союзе модным: на него набросились инженеры-оригиналы К. А. Калинин, П. И. Гороховский, А. И. Путилов, а уже в сверхзвуковую эру – и «зубры» нашего авиастроения А. Н. Туполев, В. М. Мясищев, П. О. Сухой, Р. Л. Бартини. Но в металл пошла лишь малая толика. Созданный коллективом И. Г. Немана в середине 30-х «планеролёт» ХАИ-Авиавнито-3 с трапециевидным крылом, двумя короткими фюзеляжами-гондолами и очень скромным для такой машины с движком М-11 стал первым и пока единственным реально, правда, совсем недолго, эксплуатировавшимся пассажирским «летающим крылом». Прочнист ЦАГИ В. Н. Беляев после экспериментов с планёрами построил опытный бомбардировщик ДБ-ЛК с необычной формой крыла – его доводку не удалось завершить из-за войны. А потом уже и ЦАГИ занял консервативную позицию, и хрущёвская эпоха наступила, когда авиации выжить бы, не то что заниматься суперсамолётами вроде А-57, М-30 и Т-4МС. Энтузиасты, конечно, не остановились, например, студенты МАИ под руководством лётчика А. И. Пьецуха строили «летающие крылья» с формами, удивительно напоминающими современные американские дроны, но в целом на развитие авиации они повлиять не могли.

Полёт нормальный

За одной страной нищеты и авангарда последовала другая – веймарская Германия, — где крупный специалист по планирующему полёту Александр Липпиш в 1930 г. задумал построить пассажирское «летающее крыло». Денег хватило только на легкомоторный прототип под названием «Дельта I», но мечту Липпиш не бросил. Тем временем в планёрный спорт пришли братья Реймар и Вальтер Хортены, чьи летательные аппараты оказались, пожалуй, наиболее близки к идеально «чистому» крылу. Не отставали и американцы: «БИЧ задом наперёд» — пассажирский самолёт в виде 30-метрового каблука – предлагал ортопед Клойд Снайдер, очень интересную компоновку с двумя большими винтами на концах почти круглой несущей поверхности придумал учёный-аэродинамик Чарльз Циммерман, планомерно шёл к своему идеалу Джек Нортроп.

Апофеоз развития «летающих крыльев» пришелся на Вторую Мировую и первые послевоенные годы. Практически каждая авиафирма агонизирующего Рейха нет-нет да и обращалась к новаторскому облику. Особенно преуспели Хортены запустившие в серию фронтовой бомбардировщик Ho.IX, правда, на войну прообразы «стелсов» опоздали. Строился у них и межконтинентальный бомбовоз. Нортроп тоже не успел до конца Второй Мировой, но на эпическом ХВ-35 не поставили крест и даже перевели его на реактивную тягу. Прототип ракетного перехватчика МХ-334, реактивный истребитель с возможностью таранных атак ХР-79В, крылатые ракеты JB-1 и JB-10 – фантазии и энтузиазма американскому апологету «летающих крыльев» было не занимать. Циммерман фантастику тоже предпочитал в металле, дорабатывая палубный истребитель XF5U; промышленник Генри Кайзер предлагал обезопасить атлантический транзит от подопечных Дёница, подняв его в небо на гигантских «летающих крыльях». С окончанием войны присоединились и англичане: фирма «Армстронг-Уиттворт» замыслила трансатлантическое реактивное «летающее крыло» с ламинаризованным обтеканием и даже построила несколько уменьшенных прототипов A.W. 52. Эти истории достойны если не Голливуда, то отдельных «лонгов», однако все они, прямо как я люблю, печально заканчиваются.

Горячечная мода быстро прошла – оказалось, что игра не стоит свеч. В отсутствие прототипов «летающие крылья» приходилось тщательно исследовать и долго доводить, разработка затягивалась, машины устаревали на кульманах. Так и не удалось решить проблемы с устойчивостью, управляемостью, эффективностью посадочной механизации, а последним гвоздём в гроб авангардной схемы стал рост скоростей полёта. «Летающие крылья» с их толстыми профилями гораздо раньше и жёстче, чем «нормальные» аэропланы, попадали в «волновой кризис» – режим, когда из-за появления на поверхности самолёта локальных сверхзвуковых зон резко растёт сопротивление. Таким образом они потеряли своё главное преимущество, а с ним и актуальность – тянуть лямку продолжили только Хортены в далёкой Аргентине да всякие энтузиасты-самоделкины. «Бесхвостки» с фюзеляжем, напротив, на какое-то время стали модными, а некоторые имели настолько плавные сопряжения крыла и корпуса, что их с натяжкой можно и «летающими крыльями» обозвать. Это английский бомбовоз «Вулкан», американский палубный истребитель F4D-1 и, конечно, «черные птицы» Келли Джонсона А-12 и SR-71. Последний, по сути, завершил поветрие и на «бесхвостки».

А в 80-х, казалось, навсегда забытая схема восстала из небытия. Да как! С презентацией самого дорогого самолёта в мире, «стелс»-бомбардировщика Нортроп В-2А «Спирит». В ходе разработки инженеры фирмы добились от режимщиков разрешения показать проект давно отошедшему от дел Джеку Нортропу. Говорят, умирающий старик улыбнулся напоследок, возможно, поняв, что «Спирит» не исключение, а предвестник большого пути. Проблемы, ставшие барьером за сорок лет до того, на новом уровне техники оказались вполне решаемыми. Автопилоты «доросли» по надёжности и быстродействию до управления статически неустойчивым аппаратом – отныне лётчик лишь «командует», а напрямую держит машину в подчинении электродистанционная система, быстро и точно отрабатывая любые «взбрыки», даже при помощи не слишком эффективных рулей. У неустойчивого самолёта нет потерь подъёмной силы на балансировку, что позволяет в том числе и более эффективно пользоваться механизацией при посадке. Суперкритические профили отодвинули на большие скорости и смягчили волновой кризис. Наконец, суперкомпьютерное моделирование позволяет вылавливать и лечить значительную часть «косяков» не имеющего прототипов самолёта не только до лётных испытаний, но даже до выхода в аэродинамическую трубу.

На фоне померкших недостатков вновь заблистали достоинства – старые и новые. Среди последних – пониженная радиолокационная заметность. Вписать в крыло «требуху» истребителя V поколения пока не получается, а вот все проектируемые аналоги В-2А, судя по открытым источникам, очень на него похожи. Аэродинамические и весовые преимущества могут стать залогом успеха и на сверхбольших пассажирских лайнерах. Правда, коммерческие фирмы не горят желанием всерьёз связываться с чреватой сюрпризами экзотикой, да и сама концепция «супер-джамбо» нынче не в фаворе. Но если (когда) ситуация вдруг изменится, разработчикам изрядно поможет накопленный за последние лет тридцать научно-технический задел. Да, я уже слышу: «всё это снова лишь прожекты». Так посмотрите на рынок беспилотников, где «летающие крылья» стали, пожалуй, самой распространённой, даже классической компоновкой – причём во всех типоразмерах, от микродронов до стратегических систем.

Черановскому не повезло как Нортропу: он умер в 1960 году, не застав возрождение своих идей. Зато не забыты его усилия по созданию идеального самолёта, у коего не было бы ничего, что мешает летать. И если (когда) дальний потомок наивно набросанной тушью «Виталии» пойдет в первый рейс с пассажирами, будет высшей справедливостью большими буквами начертать на его борту собственное имя «Борис Черановский». Чьей разработки окажется этот самолёт? «Боинга»? «Арбуза»? А может всё-таки «Туполева»? Надеюсь, история скоро зайдёт на очередной виток спирали, и мысли, записанные осенью 1920 года молодым мечтателем в голодной и стылой столице начинающей всё с чистого листа страны, вновь станут своевременными:

Всё конечно зависит от того, как отнесутся к делу усовершенствования нашей авиации лица, стоящие у кормы правления. Изобретателям в цивилизованном государстве должны быть предоставлены все возможности для проведения их изобретений в жизнь. Потому что изобретатель истинный творец новой жизни. Невнимательное отношение к изобретателям самоубийству подобно

Автор: Иван Конюхов

Оригинал

Спойлеры

1. Самолёт. Патент на изобретение SU6676 от 15.9.1924

2. Соболев Д. А. Столетняя история «летающего крыла». М.: РУСАВИА. 1997

3. Соболев Д. А. Экспериментальные самолёты России: 1912-1941. М.: РУСАВИА. 2015

4. Голованов Я. К. Королёв: факты и мифы. М.: Наука. 1994

5. Маслов М. Б. И. Черановский и его «параболы». // Авиация и космонавтика. 2016. — №№4-6

6. Шелест И. И. С крыла на крыло. М.: Молодая гвардия. 1977

7. Стефановский П. М. Триста неизвестных. М.: Воениздат МО СССР. 1968

8. Лемко О. Л. «Летающие крылья»: история и возможные пути развития. Киев: НЦ ВВС ВСУ. 2001

9. Кудрин Б. Н. Первый полёт на крыле // Юный моделист-конструктор. 1964. — №10

10. Иллюстрации Wikimedia Commons, secretpojects.co.uk и из архива автора

 

Источник