Экранолеты и экранопланы ХАИ и харьковских авиаконструкторов
Продолжение. Начало в №8.
В Харькове над проблемой создания экраноплана с 1974 года работала группа энтузиастов Харьковского авиационного завода им. Ленинского комсомола (ныне - Харьковское государ-ственное авиационное производственное предприятие ХГАПП). Группа была организована в январе 1975 года при комитете комсомола и ДОСААФ как общественное конструкторское бюро "ГОРИЗОНТ". Ввиду того, что завод серийно выпускал пассажирский самолет Ту-134А и был перегружен производственными планами, директор завода не смог дать группе статус официального КБ и предоставить помещение.
Существенную помощь в организации ОКБ оказал комитет комсомола во главе с В.Ф. Кононовым и комитет ДОСААФ, возглавляемый Ю.В. Юрьевым. Инициатором создания и в последующем руководителем группы был конструктор В.В. Матюшин, окончивший ХАИ в 1971 году и занимавшийся в Харьковском авиаспортклубе. Он имел большой налет на планерах КАИ-12, "Бланик", самолетах Як-18А, Як-18Т, Ан-2. В группу вошли инженеры О.К. Голубь (ведущий аэродинамик), В.Я. Пергатовский, А.А. Овчаренко, В.Н. Кладько. В дальнейшем к группе присоединились С.М. Иванов (ныне директор департамента ХГАПП по качеству продукции), В.А. Куракин, В.Г. Ефременко, Е.И. Великий и другие. Большой вклад в дизайнерскую проработку экранопланов вложил ведущий инженер конструктор-ского отдела Ю.М. Евсеев.
В качестве аналогов и прототипов будущих аппаратов конструкторы приняли экранопланы А. Липпиша - Х-112, Х-113, Х-114 - наиболее удачные технические решения в этой области.
Было проработано 18 вариантов будущей машины. В конце концов 19-й вариант в январе 1975 года был воплощен в деревянную модель для продувок в аэродинамической трубе. Тогда же на заводе была изготовлена установка, имитировавшая "экран", который допускал регулировку высоты "полета" модели в аэродинамической трубе Харьковского авиационного института.
Испытания подтвердили расчетные данные. Вблизи экрана было получено значение аэродинамического качества, равное 25. Впервые на треугольном крыле с обратной стреловидностью испытали работу щелевых закрылков. Оказалось, что они эффективны вблизи экрана только при отклонении их на малые углы, до 20°. Очевидно, это объясняется тем, что для увеличения подъемной силы вблизи экрана существенным является не столько перепуск воздуха через щель отклоненного закрылка для сдува пограничного слоя, сколько увеличение до разумных пределов кривизны профиля путем отклонения закрылка вниз и увеличения, таким образом, объема камеры, образующейся между нижней частью крыла и экраном. При больших углах отклонения закрылка воздух перетекает из подкрыльевой зоны на верхнюю часть крыла и наступает ранний срыв потока. Продувки показали, что при расположении центра тяжести на уровне 25% средней аэродинамической хорды обеспечиваются достаточные устойчивость и управляемость по тангажу.
Параллельно с продувками была заложена большая кордовая модель экраноплана МЭ-1, на которой собирались проверить летные качества и устойчивость путем натурных испытаний. Строилась модель в авиамодельной мастерской заводского клуба юных техников при непосредственном участии в работе школьников.
В июне 1975 года модель МЭ-1 была готова, и в июле-августе удалось провести серию летных испытаний модели. Испытания прошли весьма успешно, и были получены хорошие результаты. Вблизи экрана аэродинамическое качество достигало 30 при сохранении удовлетворительной устойчивости и управляемости.
С приближением к земле модель буквально не хотела садиться. После остановки двигателя она пролетела полных два круга (при длине корды 18 м) до момента касания колесами площадки, большую часть пути скользя над "экраном". В одном из полетов отказал двигатель, когда модель находилась на 10-метровой высоте. По вине пилота модель быстро потеряла скорость и создалось штопорное положение. Но ничего страшного не произошло. Модель очень мягко почти вертикально спарашютировала на площадку, не получив ни единого серьезного повреждения. Стало очевидно, что натурный экраноплан, построенный по этой схеме, будет безопасной в эксплуатации машиной, не способной "штопорить" при случайной потере скорости.
Модель экраноплана МЭ-1 имела следующие технические данные. Длина модели - 1,37 м, размах крыла - 1,25 м, площадь крыла - 44,9 дм2. Полетный вес с самописцем - 4 кг. Мощность двигателя "Радуга" - 0,7 л. с.
На борту МЭ-1 был установлен самописец, регистрирующий силу тяги воздушного винта. Модель совершила около 30 полетов, из них 8 - с самописцем на борту. Полеты совершались как вблизи экрана, так и на большом удалении от него. Максимальная тяга воздушного винта, замеренная динамометром, составляла 0,9 кг. Максимальное аэродинамическое качество МЭ-1 на относительной высоте h = 0,2 САХ равнялось 24, а на высоте 0,8 САХ не превышало 19. Модель МЭ-1 была деревянной конструкции, имела хороший экспозиционный вид. На Всесоюзной выставке НТТМ на ВДНХ СССР в 1976 году модель экраноплана была удостоена бронзовой медали.
В начале 1976 года была изготовлена экспериментальная модель экраноплана МЭ-2, выполненная почти полностью из пенопласта.
В апреле 1976 года модель экраноплана МЭ-2 успешно прошла испытания с самописцем измерения тяги воздушного винта. На модели был установлен двигатель "Ритм" мощностью 0,35 л. с. Она имела цельноповоротные концевые поверхности ("ушки") для управления по тангажу. Испытания показали удовлетворительную продольную устойчивость даже при центровке 40% САХ. Очевидно, это достигалось благодаря значительному плечу горизонтального оперения. Аэродинамическое качество, зарегистри-рованное в полете модели вблизи экрана, достигало 25.
13 мая 1976 года в павильоне Всесоюзной выставки НТТМ на ВДНХ СССР состоялась научно-техническая конференция (председатель - главный редактор журнала "Моделист-кон-структор" Ю.С. Столяров), на которой с докладом по экраноплана выступил В.В. Матюшин.
Присутствующий на конференции заслуженный летчик-испытатель М.Л. Галлай дал положительный отзыв о работе конструкторов.
В октябре 1976 года коллектив конструкторов принял участие в XVI Всесоюзных соревнованиях авиамоделистов МАП в г. Таганроге по классу экспериментальных моделей, на которых В.В. Матюшин и В.Н. Кладько заняли второе место.
Кордовая модель экраноплана МЭ-3 была выполнена по схеме, описанной в авторском свидетельстве на изобретение № 672776, выданном В.В. Матюшину и О.К. Голубю. Модель имела два установленных друг за другом крыла с регулируемой щелью между ними (5-10 мм). Причем углы установки переднего крыла (8°-10°) и заднего крыла (0°-2°) можно было изменять перед полетом.
Краткие технические характеристики модели экраноплана МЭ-3 следующие. Длина аппарата - 1,60 м, размах крыла - 1,48 м, площадь крыла - 85 дм2. Мощность двигателя 0,5 л. с., диаметр воздушного винта 0,22 м. Взлетный вес экраноплана - 3,8 кг. Скорость полета - 50 км/ч.
На модели МЭ-3 был установлен самописец для записи тяги двигателя и высоты полета. После небольших доводочных работ модель устойчиво летала над экраном на высоте 0,1-0,15 м. Начавшиеся 23 апреля 1976 года испытания модели экраноплана МЭ-3 были успешно завершены и показали хорошие результаты. Аэродинамическое качество в свободном полете - 11, а вблизи экрана - 26-28, в зависимости от относительной высоты полета.
В июле 1977 года в Новосибирске состоялась I Всесоюзная конференция по экспериментальному авиамоделизму, на которой харьковские авиаконструкторы представили три доклада. В.В. Матюшин сделал доклад "Исследование моделей экранопланов с помощью самопишущих приборов". О.К. Голубь выступил с докладом "Об одном приближенном методе расчета экранопланов". "Конструкция и эксплуатация самописцев" - тема доклада В.И. Куракина.
В сентябре 1977 года в Ташкенте состоялись XVII Всесоюзные соревнования МАП по классу экспериментальных авиамоделей, на которых В.Н. Кладько занял первое место.
В конце 1977 года по инициативе О.К. Голубя была спроектирована и по-строена радиоуправляемая модель экраноплана МЭ-5, выполненная по классической самолетной схеме "низкоплан", крыло которого имело увеличенную корду и наклонные концевые шайбы. Его Т-образное хвостовое оперение имело значительное плечо, а в носовой части фюзеляжа на пилоне был установлен двигатель "Радуга" с тянущим воздушным винтом.
Модель экраноплана имела бортовую систему для замера в полете распределения давлений в 16 точках по хорде крыла.
Усовершенствованная модель экраноплана МЭ-3 (В.В.Матюшин) и радиоуправляемая модель экраноплана МЭ-5 (О.К. Голубь) в сентябре 1978 года приняли участие в XVIII Всесоюзных соревнованиях МАП в г. Киеве. Команда харьковчан заняла III место по экспериментальным мо-делям.
Радиоуправляемая модель экраноплана МЭ-4 с поплавковым шасси катамаранной схемы, щелевым крылом и П-образным оперением была построена в июне 1979 года (авторы В.В. Матюшин, В.Н. Кладько, М.М. Мелихов, С.М. Иванов).
Практически это была уменьшенная копия двухместного экраноплана, выполненная в масштабе 1:5. Экраноплан МЭ-4 имел следующие технические данные. Длина аппарата - 1,96 м, размах крыла - 1,91 м, площадь крыла - 102 дм2. Полетный вес - 9,5 кг. Двигатель "Талка" воздушного охлаждения мощностью 1,4 л. с. с толкающим воздушным винтом был расположен за кабиной над задним крылом экраноплана. Максимальная скорость полета 70 км/ч. Аэродинамическое качество вдали от экрана - 7, над экраном аэродинамическое качество достигало 20.
Испытания модели экраноплана МЭ?4 проводились на Тбилисском водохранилище с 11 по 25 октября 1979 года в период проведения в Тбилиси XIX Всесоюзных соревнований МАП по экспериментальному авиамоделизму, экранолет МЭ-4 показал отличные летные данные и завоевал первое место в классе экспериментальных аппаратов.
МЭ-4 после испытаний доводился для дальнейших исследований в течение года. Дорабатывались поплавки. После полетов экраноплана над водой на нем было установлено амфибийное шасси (съемные колесные стойки). Радиоуправление было заменено на кордовое.
Большой вклад в работу по усовершенствованию МЭ-4 и преобразованию его в полную копию будущей реальной амфибийной машины внесли В.Н. Кладько и С.М. Иванов.
В сентябре 1980 года конструкторы общественного конструкторского бюро Харьковского авиазавода приняли участие во II Всесоюзной конференции по экспериментальному авиамоделизму, которая проводилась в Харькове. Здесь же состоялись XX Всесоюзные соревнования МАП по экспериментальному классу моделей, на которых конструкторы экраноплана заняли III место.
Весной 1981 года в общественном КБ Харьковского авиазавода был разработан эскизный проект транспортно-десантного экраноплана на 29 мест с тремя двигателями АИ-25, взлетная масса которого - 16500 кг. Главный конструктор аппарата В.В. Матюшин. Проект был передан на рассмотрение в приемную министра обороны Д.Ф. Устинова, а копия - министру авиационной промышленности И.С. Силаеву.
В результате 15 июля 1981 года на Харьковский авиационный завод прибыла межведомственная комиссия в составе Э.А. Паровяна - руководителя лаборатории ЦНИИ им. Крылова, Л.К. Загорулько - капитана второго ранга п/я "Киль", Д.Н. Синицына - ЦКБ по СПК "Крыло" и В.И. Шадрина - п/я "Клюз". Комиссия ознакомилась со всеми проектами и работами общественного конструкторского бюро, высказала замечания и уехала.
А уже 3 августа 1981 года В.В. Матюшина вызвали на коллегию в Минавиапром (МАП) и Минсудпром. Присутствовало более десяти человек из различных главков и организаций.
Заслушали выступление по предлагаемым схемам экранопланов. Состоялась отдельная встреча в ЦАГИ с начальником филиала Е.М. Жмулиным. Договорились об изготовлении двух продувочных моделей и испытании их в ЦАГИ. Конструкторам выдали технические условия на изготовление продувочных моделей.
В пришедшем на завод официальном письме - циркуляре МАПа №А-25/2167 (от 07.06.82) с решением комиссии о проведении испытаний экраноплана типа "составное крыло" - не оговаривались источники финансирования разработок. Стало ясно, что в условиях перегруженности серийного завода говорить о создании натурного летательного аппарата бесполезно. Звонки из Москвы "гасились" под разными предлогами в кабинете директора.
О.К. Голубь вскоре после приезда комиссии уехал на фирму Р.Е. Алексеева в Горький, куда его пригласил Д.Н. Синицын. Там он работал ведущим аэродинамиком, принимал участие во многих разработках экранопланов.
Несмотря на все это, группа ОКБ, конечно, уже не с таким энтузиазмом, но продолжала заниматься тематикой экранопланов. Конструкторы работали с научно-технической литературой, участвовали в конференциях, выставках и встречах. Студенты-конструкторы защищали дипломные проекты в ХАИ по экранопланам различного назначения. Эта работа продолжалась вплоть до 1986 года. В указанный период были поданы несколько заявок на изобретение и были получены авторские свидетельства. В частности, была подана заявка на экраноплан, выполненный по схеме "Утка". Многочисленные небольшие модели, созданные по этой схеме, устойчиво летали в свободном полете и на различной относительной высоте над экраном, демонстрируя при этом высокое аэродинамическое качество.
Из вышеизложенного следует, что с 1974 по 1986 годы в общественном КБ Харьковского авиазавода под руководством В.В. Матюшина были разработаны, изготовлены и исследованы практически все аэродинамические схемы экранолетов (аппаратов, использующих режимы и экранного полета, и обычного, самолетного) и экранопланов. Это, прежде всего, схема А. Липпиша, затем самолетная классическая схема, схема "тандем" Вейланда, а также прямоугольное крыло с профилированной щелью и схема "утка".
В ОКБ были выполены несколько проектов перспективных экранопланов, которые затем заинтересовали МАП, Минсудпром и ВМФ.
В 1981 году комиссия этих ведомств поддержала работу энтузиастов-кон-структоров.
А дальше пошли обычные бюрократические игры и мудрое решение чиновников: делайте две продувочные модели, а мы вас поддержим, но финансирования пока нет. Помещение для работы ОКБ завод выделить не может, штатных единиц и дополнительного фонда заработной платы тоже нет.
Не стоит винить в этом существовавшую тогда систему. Потому что в постперестроечный период, в период победившей демократии было бы еще хуже. За аренду помещения - плати, за продувки в аэродинамической трубе - плати, за конструкторские работы, материалы, производство, за все агрегаты и комплектующие - плати по рыночным ценам. И когда аппарат будет отлично летать и станет явной коммерческая перспектива, придут суровые люди и скажут, что здесь вместо вас будет новый хозяин. Примером этому служит "иркутская история". В Иркутске у В.В. Калганова "конфисковали" его прошедший испытания и получивший сертификат (речфлота) экранолет "Иволга" и продали вновь организованной фирме. И еще. Тогда режим секретности не позволял оценить уровень развития техники в родственных организациях. Хотя так же поступают все зарубежные фирмы. К сожалению, члены межведомственной комиссии формально отнеслись к работам и творческому потенциалу ОКБ ХАЗа. Они могли бы, исходя из государственных интересов, выделить 2-3 штатные единицы и соответствующий фонд заработной платы (хотя бы через ХАИ). И, главное, координировать работу ОКБ на актуальные направления развития экранолетов - этого перспективного вида транспорта.
Ведь члены комиссии отлично знали, что самолет ВВА-14, выполненный по схеме "составное крыло" (причем с микровертикальным стартом), разрабатывался Р.А. Бартини с 1962 года и уже в 1972 году успешно прошел испытания. А в 1976 году прошел испытания экранолет 14М1П (выполненный на базе ВВА-14) с двумя поддувными ТРДД Д-30М с максимальным взлетным весом 52 т. А заказчики, которые входили в состав комиссии, заключили договор на 1,5 млн.руб. с МАИ (Московский авиационный институт) в 1976 году на экспериментальный экранолет (взлетный вес - 1,5 т) с шасси на воздушной подушке, который совершил первый полет в конце 1978 г. Они знали, что в МАИ в группе профессора А.А. Бадягина к этому времени были защищены уже четыре кандидатские диссертации по аппаратам, выполненным по схеме "составное крыло" с различными модификациями этой схемы. Четыре продувочные модели были исследованы в аэродинамических трубах МАИ и ЦАГИ, а также одна модель исследовалась в опытном бассейне ЦАГИ. В политехническом институте в Комсомольске-на-Амуре с 1971 по 1976 годы были построены три экраноплана по схеме "составное крыло": ЭЛА-07, ЭЛА-08 и ЭЛА-08М с поддувом воздушной струи от тянущего винта под центроплан.
Летом 1978 года отлично летал одноместный экранолет ЭЛА-13 (составное крыло), взлетный вес - 250 кг, двигатель - 32 л. с., построенный в КнАПИ. Члены комиссии об этом тоже знали, потому что строили эти экранолеты аспиранты МАИ, защитившие диссертации по указанной теме.
Наверное, проще было бы интегрировать работу ОКБ Харьковского авиазавода в общую программу развития экранопланов в СССР, а не относиться к этой работе формально.
Но самое удивительное в работе харь-ковских авиаконструкторов экрано-планов в том, что еще в 1963 году В.В. Решетников в ХАИ начал исследования и построил модель экраноплана с образованием воздушной подушки от тянущего воздушного винта. Р.Е. Алексеев пришел к этой схеме, реализованной на экрано-плане "Волга-2" в 1978 году. А в 1966 году С.В. Елистратов в ХАИ проектировал и строил экранолеты ХАИ-25, ХАИ-26 едва ли не одновременно с Р.Л. Бартини. К сожалению, эти работы в ХАИ не получили дальнейшего продолжения.
Ю. Макаров