Глава 2 Авиаконструктор
Ходят разговоры, что пробовать свои силы в качестве конструктора Р.Л. Бартини начал в 1925 году, когда вместе с В.М. Мясищевым он привез в Коктебель на Всесоюзные планерные состязания свой первый безмоторный аппарат. Документальных подтверждений этому обнаружить не удалось, но есть косвенные свидетельства постройки планера при участии Бартини. Более того, в бытность председателем технического московского комитета Общества друзей Воздушного флота (ОДВФ) Бартини написал работу по графическому определению скорости снижения планеров.
В 1927 году, как говорилось выше, Бартини стал заниматься подготовкой перелета самолета АНТ-4 «Страна Советов» в Соединенные Штаты Америки. Его экипажу предстояло пролететь над тремя континентами и акваторией Тихого океана. Летать над водной поверхностью от Хабаровска до американского города Сиэтла на сухопутном самолете было опасно, и для того, чтобы снизить риск, его попытались установить на поплавки от трехмоторного ЮГ-1, на котором полярный летчик Борис Чухновский спасал экипаж дирижабля «Италия» после неудачной попытки полета к Северному полюсу. Однако водоизмещение поплавков оказалось недостаточным для более тяжелой «Страны Советов», и за дело взялся Роберт Людвигович. Под его руководством в Москве в отделе опытного морского самолетостроения ОПО-3, куда он нередко наведывался для консультаций у специалиста в области гидродинамики К.Ф. Косоурова и конструктора И.В. Четверикова, поплавки доработали, удлинив их носовые части.
Испытания поплавков проводили в Таганроге, куда летчик С.А. Шестаков, будучи шеф-пилотом П.И. Баранова – начальника Военно-воздушных сил РККА, перегнал самолет ТБ-1. Когда на самолет поставили поплавки и спустили на воду, произошло непредвиденное. Ночью порывом ветра машину сорвало с якорей и чуть не выбросило на берег. Это насторожило Шестакова, и он потребовал, чтобы Бартини присутствовал на испытаниях.
Морские испытания на Азовском море прошли успешно. Самолет легко буксировался за катером, его остойчивость не вызывала сомнения, он устойчиво глиссировал, мог взлетать и садиться при довольно сильном волнении моря. Надо отметить, что судьба этой машины была неудачной. При первой попытке перелета «Страна Советов» в начале августа была разбита, а подготовка второго самолета, владельцем которого являлся (по документам) Осоавиахим, затянула день старта ближе к осени, когда штормовая обстановка в акватории Тихого океана усиливалась, свидетельствуя о приближении зимы.
29 августа 1929 года самолет с регистрационным номером URSS-300 стартовал с Центрального аэродрома Москвы. Самым слабым звеном всего перелета были авиадвигатели, и для обеспечения полета «Страны Советов» по всему маршруту завезли семь запасных моторов в Хабаровск, на остров Уналашку, Сетль и на плавбазу «Красный вымпел».
АНТ-4 «Страна Советов» на поплавках Бартини в бухте американского города Сиэтл
3 сентября самолет приземлился в Хабаровске, где колеса заменили поплавками. Спустя девять дней машина, превратившаяся в гидросамолет, взлетела с Амура и направилась в Николаевск, возвестив о начале морского этапа трансконтинентального перелета «Страны Советов» в Нью-Йорк. 21 сентября «Страна Советов» приводнилась около Атту – ближайшего к Советскому Союзу острову из архипелага Алеутских островов, принадлежавшего Соединенным Штатам Америки. Спустя десятилетия штурман самолета Борис В. Стерлигов рассказывал:
«21 сентября мы расстались с родной землей, и «Страна Советов» пошла над волнами бурного осеннего Берингова моря при низкой облачности и плохой видимости. Предстояло выйти на маленький американский островок Атту, удаленный от Петропавловска на 1100 км. В те времена это была нелегкая и опасная задача: ни радиокомпаса, ни радиолокатора.
Требовалось выйти на островок точно. Промах грозил гибелью – не хватило бы топлива до следующего пункта посадки. Сам по себе островок тоже таил немалую опасность: при видимости менее километра можно врезаться в скалы. Именно так погибли здесь два американских самолета в 1928 году…
Первым увидел остров Ф. Болотов. Вскоре наш самолет покачивался в маленькой укрытой бухточке. Но оказалось, мы попали в западню. Окруженная крутыми склонами гор, бухточка была закрыта с моря рифами. Трое суток мы пытались стартовать, но каждый раз разбег приходилось прекращать из-за опасности налететь на рифы. Помочь нам мог только ветер, если бы он подул вдоль бухты с моря. Он к нам и пришел вместе с мощным тайфуном. Наша машина легко оторвалась от воды и с штормовым попутным ветром понеслась к следующему пункту маршрута – острову Уналашка, 1400 километров мы покрыли за семь часов полета.
На Уналашке, в бухте Датч-Харбор, стоял высланный нам навстречу американский крейсер «Чилен».
Следующий этап Уналашка – Сьюард запомнился как единственный день полета при ясном солнце над бесчисленными островами, мысами и бухтами, открытыми нашими славными землепроходцами Шелеховым, Берингом, Чириковым и другими.
Наиболее трудным оказался участок полета от Сьюарта до Ситки, который проходил над морем. Здесь, на середине этапа, когда до берега в любую сторону оставалось не менее 400 км, у нас сдал один мотор. Господствовавший в море шторм исключал всякую мысль о посадке на огромные океанские валы. В этой обстановке летчики Болотов и Шестаков показали чудеса летного искусства, ухитрившись буквально висеть на одном моторе над самой водой в течение почти пяти часов, пока мы наконец долетели до Ситки.
Надо было сменить мотор. На плаву, на морской волне, без всяких приспособлений это казалось непосильным делом. Но наша дружная четверка под руководством Димы Фуфаева справилась с задачей, и 13 октября мы снова поднялись в воздух.
Плохая погода заставила уйти от скалистого берега подальше в море, и через десять часов полета над сердитым Тихим океаном мы произвели посадку на озеро около города Сиэтл.
Здесь «Страна Советов» «сняла» поплавки и «обула» колеса. Морской этап длиной 8000 км закончился».
Полет завершился блестяще, и за успешное выполнение правительственного задания члены экипажа летчики С.А. Шестаков и Ф.Е. Болотов, штурман Б.В. Стерлигов и бортмеханик Д.Ф. Фуфаев были награждены утвержденным незадолго до этого орденом Трудового Красного Знамени, а Роберт Людвигович удостоился грамоты Всесоюзного Центрального исполнительного комитета СССР.
Параллельно Бартини продолжал заниматься теоретическими исследованиями в области аэродинамики, в частности разрабатывал новые крыльевые профили. Аэродинамика и математика – это две неразрывно связанные дисциплины. Увлечение точными науками у Бартини возникло рано, и немалую роль в этом сыграл его приемный отец. Как пересказывал И. Берлин, Бартини старший поучал Роберто: «Наблюдаемые в природе явления становятся законами только тогда, когда их можно сформулировать математически».
Бартини прекрасно усвоил сказанное и на протяжении всей жизни старался отыскать наглядную модель явления и математически описать ее. Примером могут служить его работы по аналитическому определению контуров обтекания самолетов. Особенно это касается профилей крыльев, чему Бартини посвятил немало времени.
«Еще будучи студентом Миланского политехнического института, – рассказывал И. Берлин, – он заинтересовался аэродинамическими профилями, которые были признаны хорошими по результатам продувок в аэродинамических трубах. Он обратил внимание, что они образованы эллипсами в носовой части и параболами – в кормовой. Бартини провел математический анализ таких контуров и установил, что в точках стыка эллиптических и параболических кривых отсутствовал плавный переход, или, как говорят математики, имелся разрыв. Значит, в этих местах в какой-то мере нарушается и плавность обтекания потоками воздуха. Бартини увидел резерв для улучшения характеристик крыла. Он составил уравнения для расчета более плавных профилей, названных им дужками «R», и применял их на своих самолетах «Сталь-6», «Сталь-7» и «ДАР».
Работами Бартини заинтересовались в Центральном аэрогидродинамическом институте (ЦАГИ) и провели исследования в аэродинамической трубе по влиянию передней кромки симметричных профилей, предназначавшихся для хвостового оперения самолетов, на их аэродинамические характеристики. Результаты исследований опубликовали в 1928 году в 33-м выпуске трудов ЦАГИ.
Осенью 1929 года Бартини предложил щелевое крыло для безотрывного его обтекания на больших углах атаки. В октябре того же года ЦАГИ за подписью заместителя директора Петренко подготовил отзыв на это предложение: «Инженер Бартини предлагает делать полое крыло с одной щелью на передней кромке и другой – на верхней стороне крыла в месте, где это окажется наиболее выгодным на основании соответствующих экспериментов. Инженер Бартини указывает, что подобные конструкции должны обладать большой подъемной силой и меньшим сопротивлением, чем крыло без существующих щелей; кроме того, закрытием и открытием щели можно, вероятно, добиться управления самолетом без вертикальных рулей или с уменьшенными рулями. Таким образом, такое крыло, по мысли автора предложения, обладает всеми преимуществами разрезного крыла на больших углах атаки, имея его недостатки – большое сопротивление на малых углах атаки».
Однако при всем желании обнаружить отзыв на предложение Роберта Людвиговича невозможно. Скорее всего, это нейтральный ответ, не опровергающий и не подтверждающий полезный эффект от данного предложения. Видимо, поэтому Бартини развил свою идею, предложив сделать уже по четыре щели в носовой части профиля и примерно на трети его хорды.
Надо отметить, что Бартини был прирожденным аэродинамиком, поскольку он как бы осязал (а это очень важно) взаимодействие воздушного потока и обтекаемого им тела.
Продольный разрез крыла со щелями для управления пограничным слоем, предложенный Бартини в 1929 году. По замыслу Роберта Людвиговича часть набегающего потока воздуха под давлением поступала через щели в носке крыла во внутреннюю его полость и истекала через щели, расположенные в районе 30 процентов его хорды
В дальнейшем он продолжал развивать свои методы аналитического расчета контуров различных тел, обтекаемых уже с учетом сжимаемости воздуха. Возможно, что эти расчеты Роберт Людвигович выполнил, будучи в заключении, что и привело в начале 1940-х годов к появлению аэродинамических компоновок сверхзвуковых самолетов, отличавшихся от традиционных форм.
«У конструктора Бартини, – продолжал Берлин, – было несколько принципов, которым он следовал, решая различные задачи самолетостроения. Причем не только сам руководствовался ими, но требовал уважения к ним и от своих сотрудников.
При проектировании Бартини отклонял решения, если одно качество летательного аппарата достигалось за счет снижения другого, конечно, не менее важного. Скажем, удается увеличить полезную нагрузку, но при этом снижается потолок, то есть высота полета самолета. Подобных альтернатив в технике, особенно авиационной, множество. Бартини был противником, как он сам выражался, решения «Или – Или». Он искал варианты «И – И» (в данном примере И – большую нагрузку, И – высокий потолок). Иными словами, он стремился найти такие конструктивные решения, которые улучшали бы не один какой-либо параметр качества, а несколько, по крайней мере два».
Вскоре после успешного полета «Страны Советов» Бартини вернули в Москву и назначили членом Научно-технического комитета ВВС, причем присвоив ему звание комбрига, что соответствовало генерал-майору. За что, за какие заслуги? Неизвестно! Тогда же он предложил свои первые проекты летающих лодок ЛЛ-1 и ЛЛ-2.
Заявка на первый из них, под названием «Тренировочный гидросамолет /с высшим пилотажем/ или в варианте применения», рассматривалась в августе 1929 года в ЦАГИ. В следующем месяце о проекте и заключении ЦАГИ Ганулич сделал доклад на заседании НТК ВВС, откуда следует, что «целью проекта является:
1. Новое решение поперечной остойчивости гидросамолета.
2. Тренировочный гидросамолет с возможностью выполнения высшего пилота или в варианте применения самолета большого радиуса действия.
Гидросамолет цельнодеревянный полутораплан с одним I-образным подкосом, нижний план служит одновременно и плавниками с очень большим углом килеобразования, на конце плавников имеются поплавки поперечной остойчивости, мотор 120 л.с. тянущий с осью, проходящей над верхним крылом, два сиденья рядом, двойное управление, верхнее крыло однолонжеронное с фанерным носком, обтяжка полотняная, у нижнего крыла – фанерная.
Проект получил такой отзыв 2-й секции (ЦАГИ. – Прим. авт.):
1). Схема обзора и обстрела неудовлетворительны.
1. Самолет по своим мореходным качествам должен быть отнесен к речным и озерным.
В итоге НТК ВВС отклонил предложение, поскольку самолет по проекту инженера Бартини не может быть использован в качестве морского самолета связи, так как он не удовлетворяет требованиям обзора и обстрела и мореходности…
2. Отмечается оригинальность схемы осуществления поперечной остойчивости посредством комбинации килеобразных плавников с поплавками на концах.
3. Так как самолет представляет интерес как спортивный и экспериментальный с возможным применением в речных и озерных районах, передать проект в Осоавиахим с просьбой о его осуществлении с учетом при этом сделанных 1-й секцией замечаний.
Постановили:
1. Принять предложение докладчика с добавлением к п.3 о необходимости постановки мотора М-11 или М-12 и устройства разъемов по длине верхнего крыла (центроплана).
Этот первый проект Бартини больше известен под обозначением ЛЛ-1. Для пояснения следует отметить, что моноплан с высокорасположенным крылом ЛЛ-1 напоминал легкий самолет «Либелле» фирмы «Дорнье», созданный в 1921 году. Гидросамолет со взлетным весом 450 кг рассчитывался под 100-сильный мотор «Люцифер», а его лодка для боковой остойчивости была снабжена поплавками поперечной остойчивости, называвшимися «жабрами» и имевшими утолщение на концах.
Подобный самолет Ш-1 был построен и в Советском Союзе, в Ленинграде, конструктором В.Б. Шавровым и совершил свой первый полет 21 июня 1929 года. И приоритета Бартини в этом нет.
Летом того же года Бартини направил главному инспектору Гражданского воздушного флота (ГВФ) В.А. Зарзару новый эскизный проект, на этот раз четырехмоторного гидросамолета. Тот 29 августа переправил его начальнику ВВС Я.И. Алкснису. В конце концов предложение оказалось у специалистов ЦАГИ. И там в октябре, в процессе обсуждения на техническом совете института, произошла любопытная сцена. Если вопрос с предыдущим предложением Роберта Людвиговича был как-то решен в ЦАГИ, то, ознакомившись с его новым творением, они не сразу сообразили, как поступить. Зная о прошлом Бартини, в том числе и о его связях с Коминтерном, все осторожничали в своих высказываниях. Сохранилась стенограмма этого заседания, и она позволяет ответить на некоторые вопросы, связанные с Робертом Людвиговичем.
Первому предоставили слово представителю Авиатреста авиаконструктору В.Л. Александрову:
«Проект Бартини, – сказал он, – представлен в самых общих чертах. Насколько я знаю, Бартини никогда не приходилось заниматься постройкой самолета, и первым делом появляется мысль, что человек взял на себя слишком сложную задачу сразу построить самолет мощностью около 2000–3000 л.с., по-видимому не имея большого опыта. Всякий конструктор, приступая к такой сложной машине, должен иметь некоторый опыт в постройке самолета. Мы знаем, что обычно такие опыты заканчиваются неудачей, а конструкторы, которые работали на заводах, шли эволюционным путем.
Все это я говорю, чтобы дать общее понятие о характере этого проекта. По этому проекту я не мог написать заключение, потому что материалов слишком мало.
Дело в том, что всякий студент делает при выпуске грамотный хороший проект, но значит ли, что этот проект хорош для того, чтобы его строить. При конструировании самолета приходится решать довольно много сложных вопросов:
1 удачная схема
2 рациональность конструкции
3 аэродинамические данные
4 тактические данные
5 экономические данные, если самолет пассажирский.
Данные эскизного проекта представляют из себя только четыре картинки самой общей формы. Затем он говорит о преимуществах своей схемы, он приводит данные Рорбаха и Дорнье и выводит что-то среднее. О конструкции ничего не сказано, кроме того, что она металлическая. Но как это будет осуществлено – я ничего сказать не могу. Тем более что здесь тандемная установка моторов, моторы в крыле. Он предлагает установить добавочные валы».
Выказал свое мнение и С.А. Чаплыгин:
«Материал недостаточен, расчетов не представлено, и проект даже эскизным считать нельзя по нашей номенклатуре. Ввиду этого, заключения Институт предоставить не может».
Специалист в области материаловедения И.И. Сидорин отметил:
«Если рассматривать материалы как схему, то схема не встречает возражений, а что касается конструкции, то, для того чтобы судить о ней, нет материала».
Петренко (чем он занимался в ЦАГИ – неизвестно) был более осторожным в высказываниях:
«Я думаю, что не следует упоминать – кем был Бартини и чем он занимался. В данном случае нам выпала задача оценить проект вне зависимости от того, строил ли он самолеты или красил крыши.
Что касается эскизного проекта, то если дать данные, нужно ответить в ту или другую сторону, или сказать как Ив. Ив. (Сидорин. – Прим. авт.), у него правильный подход. Если он конструкцию не выявляет, тогда о конструкции нечего и говорить, тогда речь идет о схеме самолета».
Амфибия Ш-1 В.Б. Шаврова, судя по описанию, очень напоминала проект гидросамолета ЛЛ-1 с той лишь разницей, что последний не имел сухопутного колесного шасси
И.И. Погосский:
«Если это сделать в большом масштабе, то это соответствует тому объему эскизного проекта, который представляет Авиатрест в своих эскизных проектах. Но если это представляет ЦАГИ или Авиатрест, в НТК, тех органах, где это рассматривается, есть уверенность, что под эти схемы будет соответствующая конструкция…
Тут на Институт выпала задача щекотливого порядка – оценить с точки зрения рациональности. Вопрос это неприятный, но его нужно коснуться».
Г.А. Озеров:
«Схема самолета хороша, никакого другого заключения ЦАГИ дать не может, но я думаю, что они назовут такой отзыв формальным. Они спросят: поддерживаете вы схему или нет?»
По этому поводу были выступления Стечкина и А.Н. Туполева. Наконец Чаплыгин спросил: «Схему хорошей назвать нельзя?» На что Туполев ответил: «Нельзя и плохой назвать. Надо написать примерно то, что здесь говорилось».
Более подробных сведений о проекте ЛЛ-2 обнаружить пока не удалось. Известно лишь, что расчетный взлетный вес гидросамолета достигал 6000 кг.
Но ВВС, где трудился Бартини, – это эксплуатирующее ведомство, и вопросы проектирования и тем более постройки летательных аппаратов в его компетенцию не входили. Учитывая пожелания начинающего конструктора, Бартини перевели на работу в авиационную промышленность в ОПО-3, который он возглавил после ареста Д.П. Григоровича. В том отделе трудились молодые инженеры Г.М. Бериев, И.А. Берлин, Н.И. Камов, С.П. Королев, С.А. Лавочкин, И.П. Остославский, И.В. Четвериков, В.Б. Шавров и другие известные впоследствии конструкторы авиационной и ракетно-космической техники. Со многими из них служебные отношения переросли в дружбу, которая порой помогала им выживать в этом суровом мире.
На новом месте Бартини продолжил заниматься гидропланами разного назначения, возглавил, как уже говорилось, ОПО-3, где, в частности, подготовил предложение по шестимоторному гидросамолету – 40-тонному морскому бомбардировщику МТБ, выполненному по схеме катамарана. Специалисты сразу отметили оригинальность предложенного им технического решения – разместить четыре мотора попарно в крыле, вынеся пропеллеры вперед на удлиненных валах, что позволяло улучшить аэродинамику машины. Сегодня в ряде публикаций можно встретить утверждение, что не только идею этой машины, но и технические решения, заложенные в нее, были заимствованы А.Н. Туполевым. Я думаю, что это не соответствует действительности, и не только из-за отсутствия документального подтверждения этому, но и потому, что техника развивается по своим законам, определяющим временные рамки появления тех или иных технических решений. Так было и с морским крейсером АНТ-22 (МК-1).