Главным конструктором реактивной установки для самолета Пе-2 был С.П. Королев. Он сделал первые наброски, начальные прикидки размещения реактивных установок на этом самолете. Несколькими линиями была обозначена схема бомбардировщика – фюзеляж, крыло с двумя моторами под ним, двухкилевое оперение. Камеры сгорания и сопло, откуда истекают горячие газы, в целях безопасности размещались в хвосте, а самая тяжелая часть системы – бака с кислотой, которую предполагалось брать на борт сотнями килограммов, – в средней части фюзеляжа, чтобы не нарушилась центровка самолета. Для подачи топлива в камеру сгорания предполагалось использовать привод от двигателя самолета. Во всем остальном реактивная установка была автономной и работала независимо от самолетных систем. Для введения реактивной установки на самолете предполагалось осуществить минимальные переделки, чтобы не ухудшить его аэродинамических характеристик. 27 января 1943 г. С.П. Королев как главный конструктор утвердил аэродинамический расчет будущего бомбардировщика с дополнительной реактивной установкой. Согласно этому расчету для РУ-1, как назвал установку Сергей Павлович, требовалось 90 кг топлива в минуту, а его запас в 900 кг, имевшийся на борту, обеспечивал работу в течение 10 мин. За счет реактивной тяги скорость самолета Пе-2 на высоте 7000 м возрастала на 108 км/ч за 80 – 100 с. Высоту полета с этой дополнительной силовой установкой также можно было увеличить, так как для работы реактивной установки не требовался воздух, необходимый для обычного поршневого двигателя. Реактивная установка могла использоваться и для сокращения разбега самолета, который уменьшался на 70 м.

Окончательный расчет самолета с реактивной установкой РУ-1 был утвержден 24 мая 1943 г. Во введении к этому расчету Сергей Павлович Королев писал, что РУ-1 является совершенно новым техническим агрегатом, впервые осуществленным на самолете для испытания и отработки реактивного двигателя в летных условиях.

В том же году на одном из авиационных заводов был изготовлен самолет с этой установкой. Экипаж самолета состоял из трех человек: летчика, инженера-экспериментатора (вместо штурмана обычного боевого самолета) и еще одного инженера вместо стрелка-радиста. Для проведения испытаний была назначена комиссия. В ее состав входили В.П. Глушко и создатель реактивной установки С.П. Королев. Пилотировал самолет-бомбардировщик Пе-2 с РУ-1 на борту Г.А. Васильченко.

Летные испытания предусматривали выполнение широкой программы, которая достигала 110 полетов, из них 29 полетов проводилось с включенной реактивной установкой, 87 полетов выполнялось для отработки зажигания. Это объяснялось тем, что вначале пусковая смесь зажигалась с помощью электрической свечи накаливания, работавшей неустойчиво, особенно на больших высотах, и В.П. Глушко разработал систему химического зажигания (ХЗ) двигателя, который получил название РД-1ХЗ. Была разработана инструкция, предусматривающая операции, необходимые при подготовке самолета с реактивной установкой к запуску, запуск, контроль за работой и необходимые предосторожности, так как двигатель работал на азотной кислоте и тракторном керосине, а запуск его осуществлялся с помощью воздуха, насыщенного парами эфира. Горящая эфировоздушная смесь заполняла весь объем камеры и выходила в виде языка пламени из сопла. Пламя получалось мощным, устойчивым и имело золотистую окраску. Это пламя и должно было зажигать топливо,

Именно эту систему и доводили в дальнейших полетах. В отчете по испытаниям отмечалось, что двигатель работает надежно на земле и в воздухе. Указывалось также, что он допускает повторные включения, число которых зависит от запаса пусковой самовоспламеняющейся жидкости.

Испытания этой принципиально новой силовой установки в период зарождения реактивной авиации заняли два года. Первый полет с включенной реактивной установкой Пе-2 совершил 1 октября 1943 г. Установка в полете была включена в течение 2 мин, а скорость самолета увеличилась на 92 км/ч. Через день самолет вновь взлетел в воздух, установка работала в течение 3 мин. 4 октября 1943 г. самолет с включенной реактивной установкой шесть раз взлетал с бетонной полосы. При этом производились замеры взлетной дистанции и длины разбега самолета. В качестве инженера-испытателя, включавшего и выключавшего установку, в полетах принимал участие Сергей Павлович Королев. По результатам испытаний было составлено заключение, в котором предлагалось предъявить реактивную установку с двигателями РД-1ХЗ на самолете Пе-2 № 15/185 на испытания по согласованной программе.

Имелся также вариант оснащения серийного самолета Пе-2 реактивной установкой, размещенной в задней части гондол поршневых двигателей. В этом случае уменьшалась длина кислородных трубопроводов высокого давления и вся компоновка становилась более простой и доступной для проверки и осмотра. Кислотные баки предполагалось размещать в отсеке центроплана, баки имели аварийный слив. Предусматривалась установка шести баков для 1750 кг кислоты и бака для 350 кг керосина, размещавшегося в носовой части фюзеляжа. Масса такого самолета составила бы 9325 кг, т. е. была близкой к массе самолета-бомбардировщика того периода.

По замыслу С.П. Королева, машине поднималась до высоты 9–10 тыс. м и совершала горизонтальный полет при работе поршневых двигателей. Обнаружив противника, летчик должен был перевести поршневые моторы на режим полного газа, включить реактивные двигатели на полного тягу и в короткое время набрать нужную высоту, затем полет мог происходить при полной тяге на высоте 15000 м и максимальной скорости до 785 км/ч. Самолет Пе-2 превращался в реактивный. В начале 1944 г. это не могло не поразить воображения, так как у лучшего истребителя фашистской Германии максимальная скорость на высоте 5000 м составляла 584 км/ч.

На самолете Пе-2 в этом случае необходимо было установить два дополнительных компрессора для повышения давления воздуха, поступающего в поршневые двигатели в условиях разреженной атмосферы на большой высоте, а кабины летчика и штурмана заменить одной герметической кабиной. Экипаж сокращался до двух человек, самолет максимально облегчался и должен был иметь реактивную установку, состоящую из двух однокамерных ракетных двигателей.

Однако этот интересный замысел не был реализован ввиду большой сложности предлагаемой модификации бомбардировщика.

В 1945 г. двигатели РД-2 и РД-3 конструкции В.П. Глушко проходили стендовые испытания и устанавливались на самолетах Пе-2Р. Руководил испытаниями С.П. Королев, который с 1942 по 1948 г. являлся заместителем В.П. Глушко по летным испытаниям.

Опыт, накопленный при разработке первых ракетных двигателей, и их экспериментальная эксплуатация на самолетах послужили основой для создания мощных двигателей различного назначения. И хотя они не получили широкого распространения в качестве силовых установок для самолетов, были заложены основы отечественного ракетного двигателестроения, что позволило в дальнейшем создать мощные жидкостные ракетные двигатели для космических ракет-носителей.

2. ВЛАДИМИР МИХАЙЛОВИЧ МЯСИЩЕВ

Велико было удивление и восхищение гостей, присутствовавших на воздушном параде в Тушино в 1961 г., когда высоко в небе появился сверхзвуковой стратегический самолет М-50, созданный конструкторским бюро, руководимым Владимиром Михайловичем Мясищевым.

2.1 Работа в ОКБ Туполева

Владимир Михайлович прошел большой творческий путь конструктора, ученого, профессора. В студенческие годы он работал в ЦИАМ в отделе В.Я. Климова и занимался авиационными двигателями, которые только начинали проектироваться в нашей стране. Несколько позже Мясищев был конструктором на научно-опытном аэродроме ВВС (так тогда именовался НОА ВВС), а затем, как и многие авиационные конструкторы, в течение ряда лет работал в отделе опытного самолетостроения ЦАГИ.

В.М. Мясищев приобщился к авиации еще будучи студентом Московского высшего технического училища, совмещая учебу с работой на научно-опытном заводе в качестве чертежника, а затем конструктора. В дипломном проекте он разрабатывал тему цельнометаллических истребителей, которыми, к слову сказать, в своей конструкторской деятельности практически не занимался. Придя после окончания МВТУ в ЦАГИ, а точнее, в АГОС (аэрогидроопытное строительство), Мясищев стал работать в отделе, который возглавлял А.Н. Туполев, на первых порах – в бригаде крыла под руководством В.М. Петлякова. Уже в самом начале молодой инженер проявил себя как талантливый конструктор, успешно сочетавший проектные и научно-исследовательские работы. В этот период проектировался самолет ТБ-1, затем ТБ-3, и В.М. Мясищев принимал участие в разработке крыльев для этих машин. Впоследствии он перешел на более ответственную работу под руководством В.М. Петлякова. Мясищев занимался также конструированием фюзеляжа из тонкостенных хромоникелевых труб, что по тому времени было большой новинкой, причем задача состояла не только в освоении, но и в налаживании производства таких труб. Конструкция фюзеляжа себя полностью оправдала: самолет ТБ-3 имел два бомбоотсека размером 2х5 м и мог нести бомбовую нагрузку до 10 т. Проектирование ТБ-3 явилось преддверием постройки самолета «Максим Горький». Разработкой крыла для этой машины занимался Мясищев. Затем Владимир Михайлович перешел в специализированное КБ А.Н. Туполева, которое выделилось из ЦАГИ в самостоятельную организацию. В новом бюро В.М. Мясищеву было поручено заниматься экспериментальными самолетами.

Особенностью самолета-разведчика Р-6, в постройке которого активно участвовал В.М. Мясищев, были водяные и масляные радиаторы, убранные вместе с заборниками и выходными каналами в крыло для уменьшения сопротивления. В этот период в группе Мясищева велись исследования устойчивости и управляемости на планерах бесхвостой схемы. Правда, в тридцатые годы эта схема представляла в основном теоретический интерес и нашла свое воплощение в конкретных конструкциях лишь в послевоенные годы. В настоящее время необходимость работ, направленных на совершенствование аэродинамических форм самолета (уборка в фюзеляж бомб, торпед и хвостового колеса в полете), очевидна, а в те годы требовались не только доказательства целесообразности того или иного новшества, но и, как говорят, «вживание» его в существующий привычный облик самолета, тем более что внедрение новшеств не всегда обходилось без происшествий. Так, например, случилось и с торпедоносцем АНТ-41 в 1936 г., когда опытный самолет попал в полете в элеронно-крыльевой флаттер. Машину посадить не удалось, а летчик и штурман спаслись на парашютах, после чего работы над самолетом были прекращены.

Несмотря на неудачу с самолетом АНТ-41, эта машина интересна по своей концепции и проектным данным. Самолет мог быть бомбардировщиком или торпедоносцем, хотя его внешние формы больше походили на истребитель с гладкой обшивкой фюзеляжа вместо применявшейся в то время гофрированной обшивки. Для уменьшения аэродинамического сопротивления применялось также убирающееся в мотогондолы шасси, а бомбы и торпеды располагались в отсеках фюзеляжа, кроме того, радиаторы охлаждения моторов размещались в крыльях. По схеме самолет АНТ-41 являлся двухмоторным среднепланом, на котором предполагалось достигнуть максимальных скоростей полета до 400 км/ч, высоты 9500 м и дальности 4200 км. В качестве бортового вооружения самолет имел носовую вращающуюся башню с пулеметом, верхнюю турельную пушечную установку и выпускаемую башню с пулеметом. На борту самолета размещались две бомбы или торпеды по 1000 кг каждая. Испытания самолета АНТ-41 в варианте торпедоносца начались еще в августе 1934 г.

Несколько позднее В.М. Мясищеву поручили налаживание на заводе серийного производства транспортного самолета, закупленного у американской фирмы «Дуглас». Творческая переработка конструкции применительно к отечественной технологии и установка отечественных двигателей позволили создать улучшенную модификацию самолете ДС-3 – Ли-2. В нашей стране было выпущено около 14000 машин (в различных вариантах), прослуживших в авиации почти 40 лет.

В.М. Мясищев разделил судьбу многих других авиационных специалистов и был арестован в 1937 г. Находясь в заключении, он работал в печально знаменитом «спецтехотделе» и проектировал, как и А.Н. Туполев, и В.М. Петляков, свой вариант «сотки».

2.2 Преемник Петлякова

Владимир Михайлович начал проектировать высотный бомбардировщик и быстро рассчитал и начертил эскизный проект самолета, что явилось основанием для «верхних инстанций» создать конструкторское бюро под руководством В.М. Мясищева. В нем и была продолжена работа над самолетом, и в 1938 г. Владимир Михайлович представил рабочий проект дальнего высотного бомбардировщика ДВБ-102 с двумя двигателями. Особенность самолета заключалась в герметических кабинах для экипажа и оборудования. В начале войны на эвакуированном заводе выпускаются два первых опытных самолета этого типа. На них были установлены двигатели АШ-71 воздушного охлаждения вместо предполагавшихся по проекту двигателей ВК-120ТК, с которыми дальность полета превышала бы 4000 км, а максимальная бомбовая нагрузка равнялась 4 т. ДВБ-102 представлял собой первый в мире высотный бомбардировщик с герметическими кабинами для экипажа и оборудования, трехколесным шасси и дистанционным управлением вооружением. Бомбы большого калибра располагались внутри фюзеляжа. Самолет имел двухкилевую схему хвостового оперения. По проекту машина должна была иметь хорошие летно-технические характеристики.

На государственных испытаниях самолет достиг скорости полета 565 км/ч и высоты 11 500 м, однако дальность полета оказалась равной 2230 км, что было значительно ниже запроектированной, и самолет в серию не пошел. При этом следует заметить, что высотная скоростная авиация в значительной мере в дальнейшем основывалась на идеях и принципах, заложенных в конструкции этого самолета.

В 1942 г. один из самолетов совершил перелет в Москву. За создание Д13Б-102 В.М Мясищев получил благодарность и был удостоен Государственной премии.

После трагической гибели в 1942 г. конструктора В.М. Петлякова возникла необходимость в продолжении работ по дальнейшему совершенствованию самолета Пе-2 – основного пикирующего бомбардировщика нашей авиации. В связи с этим часть сотрудников ОКБ и сам В.М. Мясищев были направлены на серийный завод, где выпускались самолеты Пе-2. За годы войны появилось не менее восьми модификаций этого бомбардировщика. На Пе-2 были выполнены следующие работы: усовершенствована турельная пулеметная установка и усилено бронирование кабин летчика и стрелка-радиста; установлены более мощные двигатели и улучшена аэродинамика самолета (главным образом за счет улучшения отделки наружных поверхностей и капотирования моторов); снижена пожароопасность посредством заполнения баковых отсеков нейтральным газом, который подавался в пространство над горючим. Результатом этой работы явилось увеличение скорости самолета на 40 км/ч. С начала 1943 г. после модификации самолет имел высокую живучесть и большую скорость и не уступал появившемуся на фронте немецкому модифицированному истребителю.