Мы - дети войны. Воспоминания военного летчика-испытателя - Степан Микоян

Поясню, что такое форсаж, но прежде — как вообще работает турбореактивный (или иначе — воздушно-реактивный) двигатель. Воздух, входящий спереди в воздухозаборник самолета, попадает в компрессор двигателя (вращающиеся диски с лопатками), где происходит его сжатие (повышение давления). Затем он проходит через камеру сгорания, куда через форсунки непрерывно вспрыскивается топливо (керосин). В результате его горения создается горячий газ, который вначале отдает часть своей энергии турбине, вращающей компрессор, а затем с большой скоростью истекает из хвостового сопла двигателя. Выбрасываемый назад газ и создает реактивную тягу, которая тем больше, чем больше масса газа и скорость его истечения. (На поршневом самолете тяга тоже создается за счет отбрасываемой назад массы воздуха, но только не самим двигателем, а пропеллером.)

В струе газа еще остается кислород, и оказалось, что если за турбиной поставить форсунки и впрыскивать дополнительное топливо, то скорость истечения струи газа возрастает, и тяга увеличивается. Такая система называется «дожигание топлива», или «форсаж». Она может увеличить тягу двигателя на 25–30 % и больше. И вот, через некоторое время у нас появился МиГ-17Ф, имевший тот же двигатель ВК-1, но с форсажной камерой, над созданием которой в КБ уже некоторое время работали.

Самолет МиГ-17 отличался от исходного Ми Г-15 удлиненным фюзеляжем, что улучшило его устойчивость, и большей стреловидностью крыла (45 вместо 35), вследствие чего несколько увеличилась скорость, так как рост сопротивления при приближении к скорости звука наступал позже. На самолете МиГ-17Ф с форсажем (испытывал его Алексей Солодовников), благодаря большей тяге двигателя, намного возросла скороподъемность, а максимальная скорость доходила до 0,995 числа М. Но превысить скорость звука он мог только при пикировании (перед самой единицей числа М сопротивление воздуха на дозвуковых самолетах возрастает почти «стеной», поэтому «добрать» еще несколько тысячных не удавалось).

В некоторых источниках упоминается, что на опытном самолете МиГ-17Ф с форсажем летчик-испытатель ОКБ А. Н. Чернобуров немного превысил скорость звука в горизонтальном полете. Возможно, он летал при более низкой температуре воздуха, когда скорость звука меньше, а тяга двигателя больше. Однако при испытаниях принято все данные приводить к стандартным атмосферным условиям.

Мы провели на МиГ-17 испытания на пикирования, аналогичные проведенным на МиГ-15. На высоте около 15 км выполняли переворот и пикировали отвесно с полным газом и форсажем до высоты около 3 км, на которой начинали вывод из пикирования. И все же скорость ненамного превышала звуковую — фактическое число М было менее 1,1, хотя на приборе стрелка доходила до 1,17 (ошибка, возникающая при быстром изменении высоты полета из-за особенностей системы измерения скорости). А Жора Береговой как-то забрался еще выше — сделал переворот на высоте 16 км, но результат был тот же. Интересно, что при пикировании скорость возрастала примерно до высоты 7–8 км, а потом начинала уменьшаться из-за увеличения плотности воздуха.

Известно, что на самолете с жидкостным ракетным двигателем (ЖРД) скорость звука была достигнута раньше: 14 октября 1947 года ее впервые превысил в горизонтальном полете на самолете «Bell X-1» американский летчик-испытатель Чарльз Игер, с которым мне позже довелось встретиться.

Х-1 был не первым ракетным самолетом. В 1939 году летал немецкий ракетный самолет Не-176, в 1941-м начал летать Me-163, который немцы в конце войны применили в боевых действиях. А 15 мая 1942 года в нашей стране летчик-испытатель ГК НИИ Григорий Бахчиванджи совершил полет на самолете БИ-1 конструкции В. Ф. Болховитинова и А. Я. Березняка с ракетным двигателем конструкции Ф. М. Исаева. После войны в ОКБ Микояна был построен экспериментальный самолет с ЖРД, а в ОКБ Яковлева на истребитель Як-3 установили жидкостный ракетный ускоритель, но работы с этими самолетами после нескольких полетов были прекращены.

Ракетный или жидкостно-реактивный двигатель — ЖРД — отличается от воздушно-реактивного тем, что для него компоненты — горючее и окислитель — в жидком виде размещаются в баках самолета — кислород окружающего воздуха для горения ему не нужен. Бывают еще твердотопливные или пороховые ракетные двигатели.

Преимущество ракетного двигателя проявляется на очень больших высотах, где мало или совсем нет воздуха, а в более или менее плотной атмосфере выгоднее двигатели, использующие для горения кислород воздуха, то есть воздушно-реактивные. Хотя почти на всех ракетах, а также в качестве ускорителей взлета на самолетах, то есть в тех случаях, когда нужно в течение короткого времени получить большую тягу, используются ракетные двигатели — пороховые или жидкостные.

С конца 40-х годов ученые и конструкторы работали над созданием сверхзвукового самолета с турбореактивным двигателем. Им уже было ясно, что для преодоления «звукового барьера» необходимо, во-первых, изменить аэродинамическую компоновку самолета — увеличить стреловидность его крыла или делать его более тонким (как на Х-1) — тогда сопротивление при околозвуковой скорости возрастает не так сильно, и, во-вторых, увеличить тягу двигателя без существенного увеличения его размеров и веса. А это можно сделать, добавив к нему форсажную камеру сгорания.

В конструкторском бюро Александра Александровича Микулина (его затем сменил Сергей Константинович Туманский) разработали турбореактивный двигатель АМ-5Ф с осевым компрессором и с форсажем. В ОКБ А. И. Микояна решили установить два таких отечественных двигателя на свой новый истребитель с заводским названием СМ-2.

Наконец, в начале 1953 года из ОКБ Микояна на государственные испытания в наш Институт передали этот первый советский самолет, максимальная скорость которого существенно превышала скорость звука. Стреловидность крыла самолета была 55°. Потом двигатели заменили на доработанные — АМ-9ф, и тогда самолет стал называться СМ-9, а после государственных испытаний он получил наименование МиГ-19. Его максимальная скорость составляла 1430 км/ч (число М=1,34).

Испытания СМ-2 проводили Василий Гаврилович Иванов и Николай Аркадьевич Коровин, а руководил бригадой Владимир Викторович Мельников. Иванов и Мельников были специалистами высшего класса, да и Коровин, хотя технически менее грамотный, но летчиком был, что называется, «от бога».

Иногда, когда хотят подчеркнуть отличные чисто летные качества, в разговоре употребляют слово «пилотяга». Коровин был таким, но, кроме этого, обладал интуицией настоящего испытателя.

В. Г. Иванов — один из самых выдающихся в 50-х и 60-х годах летчиков-испытателей Советского Союза. Участник Отечественной войны, сбивший несколько самолетов противника, он в 1943 году попал на испытательную работу, участвовал в испытаниях первых советских реактивных самолетов. Имея неполное среднее образование, он был талантлив от природы, поистине самородок. В 1950 году Иванова поставили летным начальником испытателей самолетов-истребителей, и он бессменно оставался им до своей смерти от рака в 1969 году.