Модель десантно-транспортного СВВП с Х-об- разным крылом и четырьмя ТВД, исследовавшегося в МАИ
Обширные теоретические и экспериментальные исследования ряда проектов легких одноместных вертикально взлетающих истребителей были проведены в 1946-1947 гг. в Военно-воз- душной инженерной академии им. Н. Е. Жуковского инженерами Ф. П. Курочки- ным и В. Н. Тироном под руководством Б. Н. Юрьева. Все рассматривавшиеся в проектах истребители, получившие обозначение КИТ, должны были совершать взлет при вертикальном положении фюзеляжа и использовать воздушные винты для создания вертикальной тяги.
В одном из проектов истребитель КИТ-1 был выполнен по бесхвостовой схеме с крылом малого удлинения и вертикальным оперением с большим под- фюзеляжным килем. На концах крыла, верхнего и подфюзеляжного килей установлены выдвижные опоры шасси. В качестве силовой установки на истребителе предполагалось установить поршневой двигатель с водяным охлаждением ВК-108 мощностью 1750 л.с., от которого через редуктор должен был обеспечиваться привод соосных воздушных винтов разного диаметра. Верхний винт диаметром 3,6 м предполагалось использовать для создания тяги в горизонтальном полете, а нижний винт диаметром 8 м для создания тяги при взлете и посадке. Расчетная тяга нижнего винта у земли 3630 кг, что при взлетной массе 3100 кг соответствовало тяговооруженности 1,17. В горизонтальном полете винт большого диаметра предполагалось отключать с помощью муфты сцепления и останавливать, при этом лопасти его должны устанавливаться горизонтально во флюгерное положение. Расчетная максимальная скорость этого истребителя 800 км/ч.
В другом проекте истребителя КИТ-2 предлагалось использовать соосные воздушные винты диаметром 2,86 м, приводимые также от поршневого двигателя ВК-108 мощностью 1750 л. е., и дополнительный несущий винт с выдвигающимися лопастями, диаметр которого должен был изменяться от 4 м при взлете и горизонтальном полете до 14 м при посадке. Истребитель, имеющий взлетную массу 3000 кг, должен был совершать вертикальный взлет с работающими соосными воздушными винтами, создающими вертикальную тягу 3150 кгс, и остановленным несущим винтом. При этом тяговооруженность составляла всего 1,05, поэтому для увеличения тяговооруженности при взлете предлагалось использовать стартовые пороховые ускорители. Расчетная максимальная скорость полета должна была составлять 920 км/ч.
Перед посадкой истребитель должен был совершать горку, при этом с помощью гидромеханизма должны были выдвигаться лопасти несущего винта, который под действием набегающего потока воздуха начинал работать на режиме самовращения, создавая вертикальную тягу. Посадка истребителя должна производиться при вертикальном положении фюзеляжа, причем перед приземлением должен осуществляться "подрыв", то есть увеличение шага лопастей несущего винта и увеличение его тяги, что должно обеспечивать уменьшение скорости снижения до 6 – 8 м/с. Управление истребителем при взлете и посадке должно было осуществляться с помощью аэродинамических рулей, расположенных в потоке от винтов, и циклического управления шагом лопастей несущего винта.
Оба проекта КИТ имели похожие обводы фюзеляжей (с кабиной, как у истребителя "Эр Кобра"), но отличались размерами. Предполагалось использование одинакового вооружения, состоящего из встроенной пушки калибром 37 мм с боезапасом 120 снарядов. Проекты истребителей КИТ отличались большой оригинальностью и ставили целью исследование возможностей сочетания вертикального взлета с достижением большой скорости полета при использовании воздушных и несущих винтов, но практически они вряд ли могли быть реализованы из-за необычных решений и связанного с этим большого технического риска. Зато идея использования останавливаемого винта изменяющегося диаметра получила позже развитие в ряде зарубежных проектов.
Исследования СВВП в ВВИА продолжались в 1949- 1951 гг., когда под руководством Б. Н. Юрьева и ак. А. Г. Иосифьянца, возглавлявшего Всесоюзный электротехнический институт (ВЭТИ), был разработан проект СВВП с поворотными крыльями, расположенными по тандемной схеме, и воздушными винтами. Для такого СВВП требовалась чрезвычайно сложная и тяжелая система трансмис сии, поэтому было предложено использовать электрическую систему трансмиссии, которая по расчетам получалась более простой и легкой, чем механическая трансмиссия. Проект СВВП получил название "Электрогеликоптер". При расчетной взлетной массе 27 т и общей суммарной мощности 10 900 л. с. расчетная максимальная скорость должна была составлять 450 – 500 км/ч. Были изготовлены модели СВВП для испытаний в аэродинамической трубе и демонстрационная модель, но, к сожалению, не осталось их фотографий. Схема СВВП с тандемно расположенными крыльями и поворотными винтами получила развитие в ряде проектов СВВП за рубежом.
В 1954 г. в МАИ на кафедре "Проектирование и конструкции вертолетов" (С-2) была организована конструкторская группа по разработке десантно- транспортного вертикально взлетающего самолета. Проект разрабатывался под руководством зав. кафедрой ак. Б.Н. Юрьева, главного конструктора И.П. Братухина и ак. А.Г. Иосифьянца, компоновкой СВВП занимался автор.
Проект десантно-транс- портного СВВП с поворотным крылом (рисунок автора), исследовавшегося в ЦАГИ
Модель АВВП МАИ с подъемным вентилятором в несущем корпусе и устройством для образования воздушной подушки
Для СВВП была выбрана используемая на бомбардировщике Ту-95 силовая установка из четырех ТВД НК-12МВ мощностью по 12 000 л.с., которые по своему удельному весу и расходу топлива не имели равных. ТВД приводили на Ту-95 соосные воздушные винты диаметром 5,8 м, которые для разрабатываемого СВВП были модифицированы для получения большей взлетной тяги, а диаметр их был увеличен до 6 м.
Для осуществления вертикального взлета и посадки была выбрана схема с вертикальным положением фюзеляжа при взлете и посадке и четырьмя ТВД в гондолах на концах крестообразного крыла малого удлинения, консоли которого располагались под прямыми углами друг к другу.
В носовой части фюзеляжа малого удлинения размещалась двухместная кабина экипажа, а за ней грузовая кабина с тремя отсеками. Для удобства размещения экипажа при изменении положения фюзеляжа в процессе перехода их кресла были установлены на общем шарнире, и положение их стабилизировалось. Сиденья десантников находились в трех грузовых отсеках и также были установлены на шарнирах. Шасси было выполнено четырехопорным, с неубираемыми опорами на консолях крыла, со сдвоенными колесами.
Расчетная взлетная масса СВВП составляла 50 – 60 т в зависимости от условий взлета, а максимальная взлетная тяга четырех соосных винтов – 90 тс. Самолет должен был совершать вертикальный взлет при вертикальном положении фюзеляжа, имея тяговооруженность 1,2-1,5, переходить к горизонтальному полету.
Управление самолетом осуществлялось совместным и дифференциальным изменением шага лопастей соосных воздушных винтов, а также с помощью аэродинамических рулей (элеронов и рулей высоты), установленных попарно на крыльях и расположенных в потоке от воздушных винтов.
Проект СВВП отличался оригинальностью компоновки и новизной предлагаемых технических решений, ряд которых был запатентован. Основной особенностью СВВП была электрическая система трансмиссии вместо традиционной механической с редукторами, валами и муфтами, разработанная в ВЭТИ под руководством А. Г. Иосифьянца.
В МАИ было построено несколько экспериментальных свободно летающих моделей самолетов-конвертопланов с бензиновыми двигателями, выполненных по различным аэродинамическим схемам, и проведены их испытания, а в ЦАГИ под руководством автора была спроектирована и изготовлена демонстрационная модель СВВП в масштабе 1:20.
Проведенные в МАИ исследования транспортного СВВП, совершающего вертикальный взлет и посадку при вертикальном положении фюзеляжа, устанавливали значительную ее конструктивную сложность, связанную с изменением положения фюзеляжа. Поэтому было признано целесообразным продолжать дальнейшие исследования транспортных СВВП, рассматривая только схемы самолетов, совершающих вертикальный взлет и посадку при горизонтальном положении фюзеляжа.
В 1955-1956 гг. в ЦАГИ под руководством И.П. Братухина были проведены исследования транспортных СВВП с воздушными винтами. Для обеспечения вертикального взлета и посадки в сочетании с большой скоростью крейсерского полета было найдено целесообразным использовать схему СВВП с соосными воздушными винтами, приводимыми ТВД, которые при взлете и посадке поворачиваются на 90° вместе с крылом, что позволяло сохранять горизонтальное положение фюзеляжа при взлете и посадке и в крейсерском полете, облегчая размещение и транспортировку десантируемых грузов.
В исследованиях и подготовке обобщающего отчета участвовала большая группа сотрудников ЦАГИ, включая автора, и ЦИАМ. В процессе исследований были выбраны основные параметры и конструктивная схема транспортно-десантного СВВП из условий обеспечения транспортировки десантируемой нагрузки 5 т при вертикальном взлете и посадке и полете с крейсерской скоростью 700 км/ч с дальностью 1250 км. Расчетная взлетная масса СВВП 30 т.