Михаил Маслов - «Король истребителей» Боевые самолеты Поликарпова
Прежде всего отметим, что наличие отработанного, надежного и одновременно перспективного с точки зрения дальнейшего совершенствования двигателя во многом определяет судьбу всякого нового самолета. Можно сказать, что успех поликарповских истребителей И-15 и И-16 состоялся благодаря весьма своевременному появлению у нас американского двигателя «Райт-Циклон». А неудача И-180 напрямую зависит от несчастливой судьбы двигателя М-88.
В начале ноября 1939 г., буквально за несколько дней до отъезда Н.Н.Поликарпова в командировку в Германию, в его конструкторское бюро поступили основные характеристики авиадвигателей, которые в ближайшем будущем могла предложить отечественная промышленность. По части перспективных двигателей воздушного охлаждения дела выглядели следующим образом.
Из перечисленных двигателей наиболее интересным и многообещающим представлялся М-90 (который также обозначался как 2М) с первоначально заявленной мощностью 1600 л.с. В отношении этого двигателя отмечалось, что спроектирован он был за рекордно короткий срок - в период с 15 мая по 15 августа 1939 г. Уже 29 ноября 1939 г. первый М-90 поставили на испытательный стенд. Спустя несколько месяцев проектные и доводочные работы на двигателе шли по плану, поэтому в мае 1940 г. планировалось приступить к его государственным испытаниям.
Продувки полноразмерного макета И-185 в аэродинамической трубе ЦАГИ Т-101 в нормальной конфигурации (т.е. с полноценными крыльями). На крыле, фюзеляже и оперении наклеены полоски ткани для визуального определения процесса обтекания поверхностей. Снимок выполнен 5 сентября 1940 г.
Несмотря на указанные заявления, мнение Николая Поликарпова в отношении отечественных авиамоторов не было столь оптимистичным. Он понимал, что эти двигатели могут не появиться в срок, поэтому связывал свои надежды с другими вариантами получения мощных силовых установок. В частности, конструктор неоднократно обращался к руководству авиапромышленности с просьбой закупить лицензию на американский «Пратт Уитни» или немецкий BMW-801. Существует предположение, что поездка Поликарпова в Германию была во многом связана с надеждой получить именно упомянутый BMW-801.
В январе 1940 г. конструктор окончательно понял, что шансы на приобретение импортного авиадвигателя весьма призрачны, поэтому он все свои надежды связал с М-90 и именно под него начал разработку нового истребителя.
ПРОЕКТНЫЙ ПЕРИОДУже 28 января 1940 г. в Наркомат авиапромышленности (НКАП) были представлены боевая схема и пояснительная записка к эскизному проекту скоростного истребителя под двигатель М-90. Кроме М-90, предполагалось использование АМ-37, М-120, М-71. Указывалось, что самолет спроектирован по типу И-16 и И-180, имеет деревянный фюзеляж и металлическое крыло с дюралевой обшивкой, охлаждение двигателя осуществляется специальным вентилятором, установленным внутри кока-обтекателя воздушного винта. Для повышения маневренности и более точного прицеливания вооружение установлено в фюзеляже, его первоначальный вариант - 2 крупнокалиберных пулемета БС и 2 пулемета ШКАС. Профиль крыла NACA 230 (14% толщины в корне крыла и 8% на конце).
Проект истребителя, еще не имеющего обозначения, характеризовался следующими расчетными характеристиками:
Длина в линии полета (м) 7,250
Размах крыла (м) 9,800
Площадь крыла (м2) 15,6
Полетный вес (кг) 2708
Удельная нагрузка на крыло (кг/м2) 173
8 февраля 1940 г. экспертная комиссия НКАП рассмотрела проект нового истребителя Поликарпова уже под обозначением И-185, признала его перспективным, а дальнейшую его реализацию целесообразной. После ряда уточнений в характеристиках проекта последовало постановление Комитета обороны (КО) от 4 марта 1940 г. за № 102сс «О создании опытного одноместного истребителя под мотор М-90 (конструктор Поликарпов)…» со следующими данными и сроками создания машины:
Скорость максимальная 680 км/час
Скорость посадочная 130 км/час
Дальность полета 600 км
Потолок 10 250 м
Сдача на летные испытания первого экземпляра - 01.09.40 г.
Сдача 2-го и 3-го экземпляра - 01.10.40 г.
В соответствии с уточненными планами наркомата вся работа по созданию И-185 разбивалась на 3 этапа.
1-й этап - проектирование, постройка и утверждение макета, изготовление конструктивных чертежей в апреле 1940 г.
2-й этап - окончание постройки, подготовка к первому вылету к 1 июля 1940 г.
3-й этап - проведение государственных испытаний в ноябре 1940 г.
На практике события развивались следующим образом. Уже к 10 марта 1940 г. в основном закончилось рабочее проектирование И-185 «изделие 62» с двигателем М-90 (первоначально самолет имел нумерацию опытных машин авиазавода № 1, т.к. Н.Н.Поликарпов оставался главным конструктором этого завода). Практически сразу после этого началось изготовление четырех летных экземпляров (потом это количество возросло до 5 штук) и одного для статиспытаний. Первые два И-185 ориентировались на М-90 и строились в цехах авиазавода № 1, в отношении других опытных экземпляров некоторое время ясности с выбором силовой установки не было, и их постройка началась на территории нового завода № 51.
В марте продолжались переговоры с главным конструктором винтового комбината № 150 Ждановым о поставке воздушных винтов и с главным конструктором моторного завода № 29 Туманским о срочной подготовке работоспособного двигателя М-90. Мотористы обешали подготовить двигатель с ресурсом 20 часов в самые краткие сроки. Инженеры КБ Поликарпова Ионов и Сигаев отправились в Запорожье, где в начале апреля ожидали первого запуска М-90. В мае двигатель действительно запустили, он наработал на стенде 10 часов, однако многочисленные сложности, сопутствующие созданию новой техники, не позволяли надеяться на получение М-90 к ожидаемому сроку.
Опытный И-185. Рисунок Ивнамина Султанова.
В конце мая 1940 г., когда первый экземпляр с М-90 был практически готов, нарком авиапромышленности А.И.Шахурин предложил Поликарпову основное внимание сосредоточить на машине с двигателем М-71.Однако на это устное предложение даже спустя два месяца не последовало письменного подтверждения о сроках поставки двигателя. Тем не менее Поликарпов немедленно переработал проект, который с М-71 получил обозначение И-186 (это обозначение, как и следующее, И-187, на практике не привилось). Длина самолета с М-71 несколько увеличилась и составила 7,680 м, нормальный полетный вес по расчетам получился 2984 кг, наибольший полетный вес - 3189 кг. Так как отработка капота с центральным воздухозаборником и центробежным вентилятором в ЦАГИ задерживалась, проект И-186 выполнили с распространенным капотом NACA. Сравнительные данные И-185 и И-186 выглядели следующим образом:
Несмотря на задержку с двигателями, история И-185 продолжала развиваться. Были утверждены летчики-испытатели: СИ. Супрун - ведущий по первому экземпляру и Е.Г. Уляхин - ведущий по второму экземпляру. В соответствии с распоряжением наркома авиапромышленности
А.И. Шахурина за удачное проведение первого вылета на И-185 летчики могли рассчитывать на единовременное вознаграждение в размере 80 тыс. рублей.
В мае 1940 г. последовало заключение по штопору И-185, в котором говорилось: «Результаты расчета для самолета И-185 сравнимы с аналогичным результатом для самолета И-16, обладающего исключительно хорошим выходом из штопора». Одновременно указывалось, что удельная нагрузка на крыло у самолета И-185 в 1,85 раза выше, чем у И-16, имеется заметное распределение масс вдоль продольной оси, поэтому возможен нежелательный кабрирующий момент за счет центробежных сил. По мнению главного «штопороведа» ЦАГИ профессора Журавченко, при выводе самолета из штопора ожидалось заметное запаздывание.
Забегая вперед, имеет смысл упомянуть проект двухместного истребителя ДИТ-185 М-90, подготовленный к октябрю 1940 г. Самолет предназначался для обучения и тренировки летчиков И-16, И-180, И-185. При рассмотрении проекта признавалось, что уже есть двухместный истребитель ДИТ-26 (УТИ-26) на базе яковлевского истребителя И-26 (название Як-1 с декабря 1940 г.). Поэтому вопрос о целесообразности постройки ДИТ-185 отложили до появления серийных И-185.
В отношении использования капота И-185 М-90 с центральным входом вопрос прояснился далеко не сразу. Макет И-185 (объект № 62) с двигателем М-90 испытывался в аэродинамических трубах Т-101 и Т-104 ЦАГИ начиная с сентября 1940 г. Прежде всего испытывались различные варианты капота с центральным входным отверстием, диаметром 380, 450 и 500 мм, два варианта всасывающих патрубков - наружный и внутренний. Определялись аэродинамические параметры капота и мотора, распределение воздушного давления на различных участках силовой установки.
Проведенные испытания показали, что использование капота с центральным воздухозаборником целесообразно на скоростях от 700 до 850 км/ч. Капот имеет большие потери напора во входной части, создает излишнее сопротивление на максимальной скорости полета, невозможно полноценное охлаждение двигателя на земле при проведении рулежки и совершении взлета. Отчасти применение центробежного вентилятора могло решить проблему охлаждения на взлете и избежать потерь на входе в полете. Вычислили наиболее оптимальный размер отверстия, который составил 0,24 м2.
