Одним из наиболее известных авиационных конструкторов, начинавших свою деятельность в ОКБ А. Н. Туполева, является Владимир Михайлович Петляков — создатель знаменитых пикирующих бомбардировщиков Пе-2 и тяжелых бомбардировщиков Пе-8, громивших стратегические объекты в глубоком тылу противника.
Окончив восьмиклассное техническое училище в Таганроге, В. М. Петляков мечтал поступить в Московское высшее техническое училище. В 1911 г., скопив из своего скудного заработка 25 рублей, он направился в Москву и успешно сдал вступительные экзамены на механический факультет МВТУ, но в связи с материальными затруднениями вынужден был прервать учебу. Ему пришлось работать вначале лаборантом на рудничной спасательной станции, затем помощником машиниста Таганрогского железнодорожного депо, токарем Брянского завода и даже прорабом архитектурного бюро в Москве. Одним словом, высшее образование досталось Владимиру Михайловичу нелегко.
Лишь после Великой Октябрьской социалистической революции трудящиеся молодого Советского государства получили право на образование. Е соответствии с Декретом, подписанным В, И. Лениным в 1910 г., студенты старших курсов высших учебных заведений, где бы они ни работали, откомандировывались для окончания учебы. В. М. Петляков получил возможность снова вернуться я Московское высшее техническое училище. В период учебы он одновременно работал лаборантом в аэродинамической лаборатории при авиационном расчетно-испытательном бюро. В то время это была если не единственная, то во всяком случае одна из немногих подобных организаций в стране.
В 1922—1923 гг. предпринимаются первые шаги к освоению цельнометаллического самолетостроения в нашей стране. В лабораториях МВТУ, ЦАГИ и на заводах начались работы по созданию отечественного дюралюминия. В 1922 г. кольчугинский завод выпустил первые образцы дюралюминия. Конструкторская группа А. Н. Туполева, работавшая в ЦАГИ, проверила правильность расчетов узлов и для освоения технологии их изготовления из нового материала разработала более простые наземные и надводные конструкции — аэросани и глиссеры, в процессе постройки которых был освоен металлический водонепроницаемый шов, затем конструкторы приступили к проектированию летающей лодки. В 1920—1921 гг. В. М. Петляков участвовал в создании и испытании глиссера, который строился в ЦАГИ. Это был первый отечественный глиссер с мотором мощностью 160 л. с. и водяным винтом. Он имел один основной редан и два подвижных плавника, которые служили кормовой опорной поверхностью и давали возможность на ходу менять угол атаки днища. В ноябре 1921 г. этот аппарат был спущен на воду. Испытывался он на Москве-реке, скорость его достигала 75 км/ч. Глиссер, подобно самолету, мог создавать внутренний крен около 30°. Постройка, проектирование и испытание этого надводного аппарата подтвердили теорию, на основе которой появилась возможность решить целый ряд важнейших вопросов, касающихся гидросамолетов и глиссеров.
В этот же период В. М. Петляков работал над дипломным проектом по теме «Легкий одноместный спортивный моноплан». Под руководством А. Н. Туполева он разработал исключительно легкую, прочную в простую в производстве конструкцию свободнонесущего крыла. Некоторые детали самолета предполагалось выполнить из дюралюминия. Дипломный проект был успешно защищен, и Владимир Михайлович стал инженером-механиком Научный сотрудник ЦАГИ (такова была должность молодого инженера) по поручению А. Н. Туполева начинает работу в отделе опытного самолетостроения. Используя свой производственный опыт, Петляков создает мастерские, внедряет новые технические приемы. Не стесняясь черновой работы, он налаживает испытание машин и оборудования и, часто садясь за руль созданных им глиссеров или аэросаней, проверяет их конструкцию, выявляя недостатки.
Владимир Михайлович занимался конструированием и одновременно являлся организатором производства аэросаней, глиссеров, торпедных катеров, самолетов и даже дирижаблей. Он активно участвовал в постройке дирижабля мягкой системы «Химик-Резинщик», который начали строить 4 ноября 1923 г. Первый полет дирижабля состоялся в июне 1926 г. в Ленинграде, а в 1928 г. на нем был совершен перелет из Ленинграда в Москву.
Разнообразная деятельность В. М. Петлякова, в том числе участие в аэросанных пробегах в качестве водителя в 1924, 1926 и 1929 гг., за что он был награжден значком московского автомобильного клуба, не мешала ему выполнять обширные научно-исследовательские работы. Так, проводя многочисленные испытания стенок лонжеронов с различными конструктивными элементами, он составил расчетные графики лонжеронов. Эти графики долгое время являлись единственным пособием для конструкторов при проектировании балок составного сечения. Им же был разработан метод расчета лонжеронного крыла, который давал довольно хорошие результаты, близкие к результатам статических испытаний опорных крыльев. Этот метод использовался конструкторами в течение всего периода, пока существовала гофрированная обшивка крыла на самолетах. Почти 40 лет назад в День Воздушного Флота Владимир Михайлович опубликовал статью под названием «Шесть требований к авиационным конструкциям». Высказанные в этой статье мысли на потеряли своей актуальности и в настоящее время.
В течение ряда лет В. М. Петляков принимал непосредственное участие в создании конструкций, разработанных А. Н. Туполевым. С 1925 по 1936 г. он возглавлял конструкторскую бригаду (бригаду крыла), занимавшуюся проектированием крыльев самолетов, начиная с одноместного АНТ-1 и кончая гигантом АНТ-20. В. М. Петляков являлся также одним из ответственных лиц, контролировавших производство этих самолетов. Он занимался внедрением в серийное производство одного иэ крупнейших самолетов середины двадцатых годов — тяжелого бомбардировщика ТБ-1.
В дальнейшем на Петлякова было возложено усовершенствование конструкций четырехмоторного бомбардировщика ТБ-3 при внедрении его в серийное производство. Он внес в конструкцию самолета существенные изменения, добиваясь упрощения технологического процесса производства.
В частности, много внимания было уделено унификации деталей, сокращению числа заклепок, взаимозаменяемости отдельных узлов и агрегатов, Все это позволило сократить срок производства я увеличить выпуск первоклассного для своего времени бомбардировщика ТБ-3.
ТБ-3 использовался еще и как самолет-матка (самолет-звено В. С. Вахмистрова). Звено состояло из самолета-матки ТБ-3, двух истребителей И-5, двух истребителей И-16 и самолета И-Z. Эта авиаматка давала возможность значительно увеличить радиус действия находящихся на ней истребителей, так как при полете авиаматки они не расходовали горючее из собственных баков, а при запуске, взлете и совместном полете питались от топливной системы тяжелого бомбардировщика, имевшего большой запас горючего.
В конце 1935 г. этот «летающий аэродром» был поднят в воздух летчиком-испытателем ГК НИИ ВВС П. М. Стефановским. Летчиками на истребителях были также хорошо известные испытатели Супрун, Никашин, Алтынов, Будаков и Степанчонок. Последний на самолете И-Z подцеплялся к матке в воздухе. Все летчики были энтузиастами и настоящими героями, прокладывавшими путь новым летательным аппаратам.
Ряд обстоятельств как технического, так и организационного характера помешал дальнейшему осуществлению работ в этом направлении. Однако один из вариантов самолета ТБ-3, под крыльями которого подвешивались истребители И-16 с бомбами ФАБ-250, с большим эффектом применялся в период Великой Отечественной войны для поражения точечных целей (в основном мостов). Один из таких боевых вылетов завершился уничтожением Черноводского моста, находившегося на расстоянии, недоступном для обычных истребителей. Мост был разрушен с первого захода на пикировании двумя истребителями И-16, доставленными на тяжелом бомбардировщике ТБ-3.
Идея составных самолетов получила дальнейшее развитие как у нас, так и за рубежом, но в основном для отработки будущих самолетов в целях достижения больших скоростей и высот полета. Подобная составная система создана в настоящее время в СССР и США как многоразовый космический корабль.
Опыт, приобретенный Владимиром Михайловичем Петляковым в работе над самолетами ТБ-3, позволил ему в дальнейшем создать широкоизвестную модификацию самолета ТБ-7 (АНТ-42) — Пе-8. Являясь с 1936 г. главным конструктором завода опытных конструкций, В. М. Петляков приступил к усовершенствованию самолета ТБ-7, в результате чего значительно улучшились его летно-технические данные.
Этот самолет имел довольно долгую и сложную историю создания. Проектирование бомбардировщика, имевшего наименование АНТ-42, началось летом 1934 г. и было аоручено бригаде, возглавляемой В. М. Петляковым, и к середине следующего года были близки к завершению рабочие чертежи. Председателем макетной комиссии по самолету являлся заместитель Наркома обороны СССР М. Н. Тухачевский, что свидетельствовало о большом внимании к этому самолету. Хотя катастрофа самолета «Максим Горький» на некоторое время задержала дальнейшие работы АНТ-42, во проектирование продолжалось. В этот период наибольшей проблемой явилось обеспечение необходимой высотности самолета 10000—11000 м, что в значительной мере определялось высотностью силовой установки. Решение было найдено применением автономного нагнетателя, установленного в верхней части фюзеляжа, непосредственно под центропланом, откуда сжатый воздух по трубопроводам поступал к каждому из четырех моторов. Первоначально полагалось, что такой нагнетатель будет приводиться мотором АМ-34ФН мощностью 1120 л. с, четыре экземпляра которых являлись и основными моторами самолета. Однако по массе и габаритам такое решение оказалось неприемлемым, в связи с чем был использован мотор М-100 конструкции В. Я. Климова, хорошо вписавшийся в габариты фюзеляжа. Трудные конструкторские задачи были решены и при размещении трубопроводов сжатого воздуха, в реализации которых участвовала группа К. В. Минкнера из Военновоздушной инженерной академии им. проф. Н. Е. Жуковского.
Первый полет самолета АНТ-42, который выполнил экияаж во главе с М. М. Громовым, прошел успешно, и летчик доложил, что самолет устойчив в полете и легко управляется. Испытания, которые проводил летчик-испытатель П. М. Стефановский, проходили быстро, хотя по их результатам в конструкцию самолета и вносились некоторые изменения, например, была изменена подвеска радиаторов.
Государственная комиссия, председателем которой являлся будущий главный инженер ВВС И. В. Марков, приняла самолет АНТ-42 (под маркой ТБ-7) на вооружение, и авиационная промышленность приступила к его серийному производству. Однако в 1939 г. возникли непреодолимые трудности с поставками моторов АМ-34ФН, в результате чего в том году было выпущено всего два самолета ТБ-7. За два следующих года завод выпустил еще шесть самолетов, причем на двух из них были установлены менее мощные и менее высотные моторы АМ-35, и производство самолетов исходной модификации было фактически прекращено.
В связи о этими обстоятельствами было решено производить самолеты с другими моторами — дизельными двигателями М-30 конструкции А. Д. Чаромского и М-40 конструкции В. М. Яковлева. Потребовались довольно существенные переделки мотогондол и моторных рам. Новые модификации ТБ-7 начали поступать в части ВВС, до конца 1940 г. было передано 18 самолетов. Во время эксплуатации из-за нехватки дизельных моторов их заменяли бензиновыми АМ-35 с дополнительными доработками по маслобакам.
Тем не менее производство самолетов ТБ-7 продолжалось, и в начале 1941 г. началось формирование полка тяжелых бомбардировщиков, входивших в 81 авиадивизию, и уже 12 августа 1941 г. две эскадрильи самолетов ТБ-7 стартовали с аэродрома Пушкино близ Ленинграда для нанесения бомбового удара по военным объектам Берлина.
Первой эскадрильей командовал Э. К. Пусэп, впоследствии Председатель Президиума Верховного Совета Эстонской ССР, а второй — знакомый по 2-й Военной школе -летчиков А. А. Курбан. На борту командирской машины находился и комдив генерал М. В. Водопьянов.
После пролета города Штеттина на самолете командира в правом крайнем двигателе упало давление масла и его пришлось отключить, поставив воздушный винт во флютерное положение. Но летчики смогли довести бомбардировщик до Берлина и прицельно сбросить 40 стокилограммовых бомб.
Самолет ложится на обратный курс, я, так как горючего оставалось только на 4 ч полета, а лететь по курсу необходимо было 7 ч, командир Пусэп принял решение возвращаться по кратчайшему маршруту. Самолет смог долететь только до территории Эстонии. При вынужденной посадке самолет ударился о деревья, но экипаж практически не пострадал. С большими трудностями летчикам удалось вернуться в свою часть и вновь встать в строй.
Различные модификации самолета ТБ-7 участвовали а боевых действиях советской авиации во время Великой Отечественной войны, нанося бомбовые удары по вражеской обороне на Карельском перешейке, в Белоруссии, на Одере, в Восточной Пруссии и других местах, где бомбардировочной авиации отводилась ключевая роль в сокрушении обороны противника перед действиями наземных войск.
В начале 1942 г, майор Пусэп получил приказ подготовить самолет ТБ-7 для дальнего перелета через океан по сверхсекретному заданию, Модификация бомбардировщика с двигателями АМ-35, как более надежными, была снабжена дополнительными топливными баками и кислородными баллонами, гак как герметичной кабины на нем не было. Этот самолет доставил в Соединенные Штаты Америки и обратно Наркома иностранных дел СССР В. М. Молотова. Полетное задание было выполнено, несмотря на некоторые технические неполадки. Всего было пройдено 17 800 км воздушного пути, причем значительная часть его над океаном и территорией противника.
Этот полет оказал влияние на судьбу самолета ТБ-7, и его производство с двигателем АМ-35А было возобновлено, но двигателей по-прежнему не хватало и в 1943 г. начала выпускаться еще одна модификация бомбардировщика — с двигателем АШ-82 конструкции А. Д. Швецова. Возобновление серийного производства самолета в условиях военного времени потребовало огромных усилий коллектива самолетостроительного завода, которым руководил будущий министр П. В. Дементьев.
В это время самолет получил марку Пе-8, в память о своем создателе Владимире Михайловиче Петлякове, погибшем в авиакатастрофе в 1942 г. Всего было выпущено 93 бомбардировщика АНТ-42—ТБ-7—Пе-8.
В 1944 г. производство самолетов было окончательно прекращено, причем одним из доводов в пользу этого решения было соображение о том, что для производства трех Пе-8 требуется столько же металла, сколько для производства полка истребителей. При этом явно недооценивались боевые возможности этих дальних бомбардировщиков, которые могли доставлять 5 т бомб на стратегические расстояния. Впоследствии главнокомандующий ВВС сказал, что с прекращением производства Пе-8 поторопились, этот бомбардировщик следовало производить хотя бы в небольших количествах.
Существовали еще две модификации самолета Пе-8: пассажирский вариант с сохранением оборонительного вооружения для дальних перелетов небольшого количества пассажиров и вариант со специальным оборудованием для полярной авиации.
Но наиболее заслуженным боевым самолетом В. М. Петяякова явился самолет Пе-2, разработанный на базе «100».
Самолет «100» создавался в необычных — тюремных — условиях. В. М. Петляков, арестованный в 1937 г., работал в так называемом «спецтехотделе», где многие выдающиеся авиационные инженеры и ученые трудились под стражей, создавая новые самолеты. А. Н. Туполев, арестованный в сентябре 1937 г., также работавший в «спецтехотделе», говорил: «...мы любили свою Родину не меньше, а больше тех, кто собрал вас, поэтому мы, стиснув зубы, должны были сделать первоклассные самолеты». Так же думали и другие и работали над различными вариантами «сотки». Прослужив в военной авиации 66 лет и имея непосредственное отношение к созданию боевой авиации, я не смог ни у кого точно выяснить расшифровку этого термина.
Может быть, это «С»пец. «Т»ех. «О»тдел.
Излишнее увлечение в те годы военных и гражданских авиационных специалистов истребительной авиацией побудило В. М. Петлякова к созданию высотного скоростного двухместного двухмоторного истребителя-перехватчика под индексом «100». Для Владимира Михайловича это была принципиально новая задача, так как до этого в ОКБ А. Н. Туполева он руководил созданием тяжелых самолетов.
Основное внимание при проектировании уделялось достижению высоких аэродинамических качеств самолета, что после расчетов экспериментально подтверждалось продувками в аэродинамических трубах ЦАГИ. Сложной проблемой явилось создание герметической пилотской кабины, совершенно необходимой для высотного самолета, хотя некоторый опыт по созданию таких кабин имелся в организации, которой руководил Чижевский. Другой проблемой, решенной при создании самолета, явилась реализация дистанционного электроуправления закрылками, элеронами, триммерами, радиаторами и др.
В этой работе В. М. Петлякову активно помогали другие крупные авиационные специалисты — А. И. Путилов, Е. И. Погосский, Н. С. Некрасов, К. В, Минкнер, летчик и инженер Е. К. Стоман, создатель самолета-авианосца Н. С. Вахмистров, гидравлик Т. М. Башта. будущий заместитель министра авиационной промышленности С. М, Лещенко и многие другие.
В середине 1939 г. состоялась защита эскизного проекта самолета, который, по расчетам, должен был достигать максимальной скорости полета 630 км/ч и максимальной высоты 12 км. Самолет был построен, и его испытания были поручены бригаде НИИ ВВС летчику П, М. Стефановскому и инженеру И. В. Маркову. Первый полет самолета «100» прошел успешно, однако затем возникли многочисленные дефекты, включая отказ правого мотора, прогрессирующие колебания стоек шасси, путевая неустойчивость и даже пожар в кабине, закончившийся вынужденной посадкой. Но дефекты постепенно устранялись, и на параде над Красной площадью в 1940 г, летел второй экземпляр самолета, за полетом которого его создатель В, М. Петляков наблюдал из-за решетки окна здания КОСОС.
После парада было получено указание — из «сотки» истребителя сделать «сотку» пикирующего бомбардировщика и сделать очень быстро. Чертежи новой модификации самолета были изготовлены за два месяца. Так родился самолет Пе-2.
К сожалению, это было сделано с некоторым опозданием, так как необходимость в таком самолете проявилась еще во время гражданской войны в Испании, где немецкие фашисты успешно использовали пикировщик Ю-87. Однако последовательная замена в связи с репрессиями на протяжении четырех лет четырех главнокомандующих ВВС — Алксниса, Смушкевича, Локтионова, Рычагова — не позволила выработать тактическое направление развития военной авиации. О целесообразности разработки этого типа самолета наглядно подтвердили и сами немцы, которые в 1940 г. демонстрировали свой истребитель «Мессершмитт 109» и бомбардировщики «Юнкерс 88», «Хейнкель 100» и «Дорнье 213», однако пикирующий бомбардировщик не показали.
Переделкой «сотки» интересовались все, от молодого Наркома авиационной промышленности А. И. Шахурина до руководителей в Кремле. Комиссия приняла макет самолета, в конструкцию которого были внесены многочисленные изменения, самым крупным из которых являлась установка под крылом тормозных щитков-решеток для ограничения скорости при пикировании, выпускавшихся автоматически, и применение мощных моторов М-105 конструкции В. Я. Климова. Самолет был вооружен пулеметами и мог нести бомбовую нарузку 600 кг, а в перегруженном варианте 1000 кг.
По скорости самолет Пе-2 мало уступал истребителям и превосходил немецкие бомбардировщики Хе-111 более чем на 100 км/ч и Ю-88 на 75 км/ч. Это преимущество давало самолету Пе-2 возможность активно действовать в светлое время суток.
Самолет сразу начали изготавливать серийно на двух заводах, минуя испытания и доводку, что первоначально сказалось на надежности бомбардировщика. В организации серийного производства активно участвовали директор завода В. А. Окулов, главный инженер завода А. А. Кобзарев, П. В. Дементьев. В это время В. М. Петляков был освобожден из-под стражи.
При испытаниях самолет достигал скорость 540 км/ч и успешно выполнял тестовые боевые задачи. Однако при посадке возникали трудности, связанные с управлением, что объяснялось не совсем удачным профилем крыла самолета, с поверхности которого происходил несимметричный срыв потока, в результате чего машина «проваливалась». Следовало менять крыло, однако серию останавливать было нельзя и были приняты другие конструктивные решения, в связи с чем «строгость» в управлении при посадке осталась.
В начале 1941 г. коллектив создателей самолета Пе-2 получил денежную премию, а его руководитель — Сталинскую премию I степени.
Первые боевые полеты Пе-2 выявили необходимость доработки оборонительного вооружения (бронирование для стрелка-радиста) и переделки патронного ящика нижней стрелковой установки. В. М. Петляков в кратчайшие сроки выполнил эти доработки и, организовав на серийном заводе опытный цех, приступил к работе над модификацией самолета Пе-2, первой из которых была Пе-2М с поднятым крылом, что позволяло подвешивать под уширенным внизу фюзеляжем мощные бомбы по 500 кг и даже по 1000 кг. Второй модификацией явилась Пе-2ВБ в варианте высотного бомбардировщика. Всего за период войны авиационными заводами было выпущено 11 427 самолетов марки Пе-2.
Существовала и выпущенная малой серией еще перед началом войны модификация Пе-3, которая в основном повторяла «сотку» и имела кроме стрелково-пушечного вооружения бомбовое вооружение и крупнокалиберные реактивные снаряды. Кроме того, самолет имел фотооборудование для воздушной разведки.
Два полка 6-го авиакорпуса ПВО, вооруженные истребителями Пе-3, воевали под Москвой, проводя успешные штурмовые действия против вражеских войск. Два других полка Пе-3 особой морской авиационной группы под командованием генерал-майора А. Г. Петрухина воевали на морских театрах военных действий против кораблей и портовых сооружений врага.
Наши бомбардировочные полки, вооруженные самолетами Пе-2, успешно выполняли боевые задачи. Немецкие истребители несли существенные потери. Так, 5 октября 1941 г. экипаж Пе-2 под командованием комиссара авиаэскадрильи старшего лейтенанта Б. К. Горслихина принял неравный бой с девятью фашистскими истребителями Me-109, в ходе которого сбил три вражеских самолета. Боевые действия на Пе-2 тесно связаны с именем известного летчика Героя Советского Союза генерал-майора авиации И. С. Полбина, Бесстрашные удары по врагу прославили нашу бомбардировочную авиацию. Так, в дни Сталинградской битвы активные боевые действия вели экипажи 150-го бомбардировочного полка под командованием И. С. Полбина. Советские пикировщики Пе-2 прорвались днем к немецкому бензохранилищу в районе хутора Морозовский. Несмотря на то что бензохранилище было тщательно замаскировано и усиленно охранялось зенитной артиллерией, на втором заходе бомбардировщики зажгли резервуары с горючим, оставив немецкие танки без топлива. В битве на Кубани и под Курском самолеты Петлякова громили артиллерию, склады боеприпасов, танки и бронемашины врага, уничтожали эшелоны с воинскими грузами.
Пикирующие бомбардировщики Пе-2 воевали от начала до конца войны, В конце апреля 1945 г. группа этих самолетов под командованием М. Воронкова и А. Якобсона провели точечную бомбардировку взлетно-посадочной полосы в центре Берлина, предназначенную для бегства руководителей третьего рейха, и полностью вывели ее из строя.
На самолетах Пе-2 воевали летчицы 125-го гвардейского авиационного полка имени М. Расковой, которые начали свой боевой путь на Волге, а окончили в Восточной Пруссии.
Самолет Пе-2 выполнял и неожиданные задачи, например, Герой Советского Союза А. Смирнов вывез на нем из окружения пять летчиков-истребителей, оставшихся без самолетов, разместив по двое в кабинах пилота и стрелка-радиста и одного в бомболюке.
Летом 1945 г. в газете «Правда» была помещена фотография пикирующего бомбардировщика Пе-2 с надписью «Оружие Победы».
12 января 1942 г. В. М. Петлякову надо было быть в Москве по служебным делам. На аэродроме у него состоялся разговор с С. А. Шестаковым, который, как бы предчувствуя трагедию, не рекомендовал Владимиру Михайловичу лететь на попутном штурмовике. Самолет упал около города Арзамаса, и В. М. Петляков погиб. Проститься с ним приехал из далекого сибирского города его наставник и друг А. Н. Туполев.
На самолете Петлякова Пе-2 были проведены опыты по улучшению летно-тактических характеристик с помощью установки дополнительного ракетного двигателя. Интересно в связи с этим вспомнить историю разработки и применения на самолетах жидкостно-ракетных двигателей, В мае 1929 г. по предложению В. П. Глушко в газодинамической лаборатории, подчиненной начальнику вооружений РККА, организуется подразделение по разработке твердотопливных и жидкостных ракетных двигателей. Вначале была разработана методика расчета двигателей и создана аппаратура для измерения характеристик двигателя при стендовых испытаниях. Помимо выбора методики расчета двигателей заданного типа важной проблемой являлся выбор топлива, определяющего «лицо» двигателя и ракеты. Было предложено несколько вариантов компонентов топлива, и в 1930—1931 гг. прошел испытания один из созданных двигателей — ОРМ-1 с тягой 20 кгс, который работал на кислородно-бензиновом топливе. В течение двух-трех лет велись работы по определению оптимальных размеров, геометрии, степени расширения сопла, изыскивались надежные способы его охлаждения и предпринималось многое другое для создания образцов, пригодных к многократным запускам.
Проведенные работы позволили создать вспомогательные жидкостно-ракетные двигатели, которые использовались для улучшения летно-технических характеристик боевых самолетов того времени. Эти двигатели имели регулируемую тягу, насосную подачу азотно-кислотно-керосиновсго топлива, химическое зажигание и возможное в пределах ресурса число повторных пусков.
Главным конструктором реактивной установки для самолета Пе-2 был С. П. Королев. Он сделал первые наброски, начальные прикидки размещения реактивных установок на этом самолете. Несколькими линиями была обозначена схема бомбардировщика — фюзеляж, крыло с двумя моторами под ним, двухкилевое оперение. Камеры сгорания и сопло, откуда истекают горячие газы, в целях безопасности размещались в хвосте, а самая тяжелая часть системы — бака с кислотой, которую предполагалось брать на борт сотнями килограммов, — в средней части фюзеляжа, чтобы не нарушилась центровка самолета. Для подачи топлива в камеру сгорания предполагалось использовать привод от двигателя самолета. Во всем остальном реактивная установка была автономной и работала независимо от самолетных систем. Для введения реактивной установки на самолете предполагалось осуществить минимальные переделки, чтобы не ухудшить его аэродинамических характеристик. 27 января 1943 г. С. П. Королев как главный конструктор утвердил аэродинамический расчет будущего бомбардировщика с дополнительной реактивной установкой. Согласно этому расчету для РУ-1, как назвал установку Сергей Павлович, требовалось 90 кг топлива в минуту, а его запас в 900 кг, имевшийся на борту, обеспечивал работу в течение 10 мин. За счет реактивной тяги скорость самолета Пе-2 на высоте 7000 м возрастала на 108 км/ч за 80—100 с. Высоту полета с этой дополнительной силовой установкой также можно было увеличить, так как для работы реактивной установки не требовался воздух, необходимый для обычного поршневого двигателя. Реактивная установка могла использоваться и для сокращения разбега самолета, который уменьшался на 70 м.
Окончательный расчет самолета с реактивной установкой РУ-1 был утвержден 24 мая 1943 г. Во введении к этому расчету Сергей Павлович Королев писал, что РУ-1 является совершенно новым техническим агрегатом, впервые осуществленным на самолете для испытания и отработки реактивного двигателя в летных условиях.
В том же году на одном из авиационных заводов был изготовлен самолет с этой установкой. Экипаж самолета состоял из трех человек: летчика, инженера-экспериментатора (вместо штурмана обычного боевого самолета) и еще одного инженера вместо стрелка-радиста. Для проведения испытаний была назначена комиссия. В ее состав входили В. П. Глушко и создатель реактивной установки С. П. Королев. Пилотировал самолет-бомбардировщик Пе-2 с РУ-1 на борту Г. А. Васильченко.
Летные испытания предусматривали выполнение широкой программы, которая достигала 110 полетов, из них 29 полетов проводилось с включенной реактивной установкой, 87 полетов выполнялось для отработки зажигания. Это объяснялось тем, что вначале пусковая смесь зажигалась с помощью электрической свечи накаливания, работавшей неустойчиво, особенно на больших высотах, и В. П. Глушко разработал систему химического зажигания (ХЗ) двигателя, который получил название РД-1ХЗ. Была разработана инструкция, предусматривающая операции, необходимые при подготовке самолета с реактивной установкой к запуску, запуск, контроль за работой и необходимые предосторожности, так как двигатель работал на азотной кислоте и тракторном керосине, а запуск его осуществлялся с помощью воздуха, насыщенного парами эфира. Горящая эфировоздушная смесь заполняла весь объем камеры и выходила в виде языка пламени из сопла. Пламя получалось мощным, устойчивым и имело золотистую окраску. Это пламя и должно было зажигать топливо.
Именно эту систему и доводили в дальнейших полетах.
В отчете по испытаниям отмечалось, что двигатель работает надежно на земле и в воздухе. Указывалось также, что он пускает повторные включения, число которых зависит от запаса пусковой самовоспламеняющейся жидкости.
Испытания этой принципиально новой силовой установки в период зарождения реактивной авиации заняли два года.
Первый полет с включенной реактивной установкой Пе-2 совершил 1 октября 1943 г. Установка в полете была включена в течение 2 мип, а скорость самолета увеличилась па 92 км/ч. Через день самолет вновь взлетел в воздух, установка работала в течение 3 мин. 4 октября 1943 г. самолет с включенной реактивной установкой шесть раз взлетал с бетонной полосы. При этом производились замеры взлетной дистанции и длины разбега самолета. В качестве инженера-испытателя, включавшего и выключавшего установку, в полетах принимал участие Сергей Павлович Королев. По результатам испытаний было составлено заключение, в котором предлагалось предъявить реактивную установку с двигателями РД-1ХЗ на самолете Пе-2 № 15/185 па испытания по согласованной программе.
Имелся также вариант оснащения серийного самолета Пе-2 реактивной установкой, размещенной в задней части гондол поршневых двигателей. В этом случае уменьшалась длина кислородных трубопроводов высокого давления и вся компоновка становилась более простой и доступной для проверки и осмотра. Кислотные баки предполагалось размещать в отсеке центроплана, баки имели аварийный слив. Предусматривалась установка шести баков для 1750 кг кислоты и бака для 350 кг керосина, размещавшегося в носовой части фюзеляжа. Масса такого самолета составила бы 9325 кг, т. е. была близкой к массе самолета-бомбардировщика того периода.
По замыслу С. П. Королева, машина поднималась до высоты 9—10 тыс. м и совершала горизонтальный полет при работе поршневых двигателей. Обнаружив противпика, летчик должен был перевести поршневые моторы на режим полного газа, включить реактивные двигатели на полную тягу и в короткое время набрать нужную высоту, затем полет мог происходить при полной тяге на высоте 15000 м в максимальной скорости до 785 км/ч. Самолет Пе-2 превращался в реактивный. В начале 1944 г. это не могло не поразить воображения, так как у лучшего истребителя фашистской Германии максимальная скорость на высоте 5000 м составляла 584 км/ч.
На самолете Пе-2 в этом случае необходимо было установить два дополнительных компрессора для повышения давления воздуха, поступающего в поршневые двигатели в условиях разреженной атмосферы на большой высоте, а кабины летчика и штурмана заменить одной герметической кабиной. Экипаж сокращался до двух человек, самолет максимально облегчался и должен был иметь реактивную установку, состоящую из двух однокамерных ракетных двигателей.
Однако этот интересный замысел не был реализован ввиду большой сложности предлагаемой модификации бомбардировщика.
В 1945 г. двигатели РД-2 и РД-3 конструкции В. П. Глушко проходили стендовые испытания и устанавливались на самолетах Пе-2Р. Руководил испытаниями С. П. Королев, который с 1942 по 1948 г. являлся заместителем В. П. Глушко по летным испытаниям.
Опыт, накопленный при разработке первых ракетных двигателей, и их экспериментальная эксплуатация на самолетах послужили основой для создания мощных двигателей различного назначения. И хотя они не получили широкого распространения в качестве силовых установок для самолетов, были заложены основы отечественного ракетного двигателестроения, что позволило в дальнейшем создать мощные жидкостные ракетные двигатели для космических ракет-носителей.