В грозную пору
В 1942 году военная судьба снова свела вместе Валентина Петровича Глушко и Сергея Павловича Королева. Это произошло в городе, где уже несколько лет работало конструкторское бюро по созданию ракетных двигателей. Руководил им Валентин Петрович, неутомимый и непреклонный энтузиаст ракетного дела. Сергей Павлович был вызван сюда для проведения летных испытаний.
«По моему ходатайству, — вспоминает академик B. П. Глушко, — на работу в наше ОКБ был направлен C. П. Королев. Он горячо взялся за руководство разработкой установки наших двигателей на боевых самолетах и проявил в этом деле блеск своего таланта. С 1942 по 1946 год С. П. Королев был заместителем главного конструктора двигателей по летным испытаниям. Еще в РНИИ нас связала преданность любимому делу и взаимная заинтересованность в сотрудничестве, так как под его руководством разрабатывались летательные аппараты, а под моим — двигатели для них».
Долгим был разговор двух старых товарищей, они вспоминали первую встречу в ГДЛ в Ленинграде, горячую работу в РНИИ. И наконец разговор коснулся самого заветного для Королева — ракетного самолета.
— Наконец-то у нас будет настоящий двигатель для ракетного перехватчика! — с удовлетворением воскликнул Сергей Павлович, когда узнал подробности о сконструированном Валентином Петровичем РД-1. Он поднялся из-за стола и возбужденно заходил по комнате: — Немедленно сажусь за расчеты.
— Для начала хорошо бы дать солидное обоснование необходимости и возможности постройки сверхскоростной новой машины, — заметил Глушко.
— Пожалуй, с этого и начнем…
И действительно, своему проекту перехватчика с РД-1 Сергей Павлович предпослал введение, в котором четко определил обстоятельства, диктующие своевременность и актуальность замысла. Он отметил: «Ознакомление с реактивными двигателями показало, что в ближайшее время вполне возможно и необходимо использование этих двигателей на самолетах. При обеспечении необходимых условий такие самолеты могут быть осуществлены в короткие сроки и с большим эффектом применены в войне против Германии».
Сергей Павлович высоко оценил двигатель РД-1 и высказал уверенность, что он поступит в декабре на испытания и в начале 1943 года будет окончательно доведен и весной установлен на самолет. «Одна камера этого двигателя, — прикидывал Королев, — дает тягу 300 килограммов, вариант с четырьмя камерами обеспечивает тягу 1200 килограммов». Это было как раз то, что нужно.
В обосновании своего замысла Сергей Павлович сослался на собственный опыт постройки ракетоплана, летавшего в 1940 году. Но тут же подчеркнул, что «эта машина весом в 700 килограммов, с тягой РД-1 50 килограммов была задумана как первый опыт и исключительно для экспериментальных целей».
Вспомнил Королев и проект двухместного ракетного перехватчика, предложенный им в 1937–1938 годах. Славной победой ракетного летания назвал он полеты на самолете БИ-1 конструкции В. Ф. Болховитинова. Вместе с тем Сергей Павлович отметил, что, поставив двигатель РД, у которого предусмотрен турбонасос для подачи компонентов, можно получить преимущества по сравнению с БИ. Дело в том, что на этом самолете подача компонентов обеспечивалась давлением сжатого воздуха, для чего на борт устанавливались громоздкие баллоны. У самолета Королева их не будет. Но самым принципиальным усовершенствованием было, конечно, увеличение тяги и времени работы двигателя.
Могли найтись люди, которые сказали бы: зачем строить новый самолет? Просто надо у БИ заменить двигатель на новый. И на этот вопрос Королев ответил без обиняков: все правильно, если на самолет БИ поставить двигатель ДР-1, то его летные данные еще более поднимутся. Однако это не позволит использовать все возможности нового двигателя. Придется так переделывать самолет, что это будет равноценно, по существу, созданию новой машины.
Королев опять встречался с военными специалистами, обсуждал с ними проект. В результате расчетов и обсуждений у него сложилось четкое представление о том, что сможет сделать во фронтовом небе РП. Его главное предназначение: борьба с авиацией противника в воздухе при обороне определенных пунктов — городов, укрепленных объектов и линий. Сергей Павлович снова вспомнил о зоне тактической внезапности, о которой он писал в 1938 году, и, оперируя конкретными цифрами, доказал, что РП сможет сократить эту зону. Резкое превосходство в летных качествах позволит ему догнать и уничтожить любой современный бомбардировщик, летящий с любой скоростью на сколь угодно большой высоте и попавший в зону его действия.
Сергей Павлович предполагал также, что его РП может быть использован для внезапной быстрой атаки наземных целей — танков, батарей, зенитных точек противника, переправ. Он доказывал, что значительная скороподъемность и скорость 1000 километров в час позволят летчику РП владеть инициативой в бою, внезапно и стремительно атаковать противника, совершать быстрый маневр для повторения удара.
Зная, что в военные годы страна испытывает трудности в материалах и производственной базе, Сергей Павлович предусматривал сделать крыло, фюзеляж и оперение из дерева и вообще обойтись без дефицитных металлов. Учитывая особенности РД-1 — отсутствие у него по сравнению с обычными авиамоторами коленчатого вала, кривошипно-шатунного механизма, поршневой группы и других частей, — Королев видел возможность упрощения технологии, отказа от специального станочного оборудования.
После предварительных расчетов определились основные черты ракетного перехватчика. Это будет, решил Королев, одноместный моноплан с низким расположением крыла. Шасси трехколесное, но более низкое, чем у обычных самолетов, так как воздушного винта не будет. Сергей Павлович сделал расчет на два полетных веса почти в две и в две с половиной тонны. Более тяжелый вариант имел размах крыла 7 метров и примерно такую же длину. Вес топлива на нем превышал тонну. В качестве топлива применялся тракторный керосин, окислителем была азотная кислота. Высотность двигателя, естественно, ничем не ограничивалась, так как окислитель перехватчик сможет «возить» с собой. Вооружение включало две пушки и пулемет, да еще предусматривалась подвеска реактивных снарядов — знаменитых PC.
В заключение С. П. Королев отмечал, что самолет РП является оригинальной конструкцией, не дублирующей конструкцию БИ инженера Болховитинова и других известных самолетов-истребителей. И автор выражал уверенность: малая трудоемкость и доступность в изготовлении РП позволят в короткие сроки наладить его выпуск для использования в идущей войне.
Пока предложение С. П. Королева рассматривалось, В. П. Глушко посоветовал поставить РД на боевой самолет. И тут ему помог главный конструктор завода, выпускавшего пикирующие бомбардировщики Пе-2 для фронта, Владимир Михайлович Мясищев.
Они встретились на аэродроме осенью 1942 года. Было уже прохладно, дул сильный ветер, солнце проглядывало лишь на мгновение и тут же пряталось в серо-пепельные облака.
Мясищев, высокий, в кожаном реглане, крупно шагал вдоль взлетной полосы и внимательно слушал рассказ о дерзких планах своего спутника — Королева. Сергей Павлович был в темном демисезонном пальто с поднятым от ветра воротником. Королев и Мясищев знакомы давно, они встречались в ЦАГИ и у Туполева. Оба окончили МВТУ, только Мясищев на три года раньше. Владимир Михайлович славился огромной работоспособностью, неиссякаемой страстью к поиску нового в самолетостроении. Еще студентом, в 1925 году, он разработал проект цельнометаллического истребителя, за который Туполев до окончания учебы принял его к себе, на работу, правда, на первых порах без получения зарплаты — свободной ставки не было.
Мясищев попал тогда в бригаду крыла, которую возглавлял будущий конструктор известного пикировщика Пе-2 В. М. Петляков. Очень много дала молодому инженеру работа с этим талантливейшим конструктором. А потом Мясищев возглавлял у Туполева бюро экспериментальных самолетов, выполнял самые сложные и рискованные задания.
В 1939 году Владимир Михайлович возглавил КБ по созданию дальнего скоростного бомбардировщика и к 1942 году построил отличный дальний самолет, названный ДВБ-102. На этом самолете со скоростью 600 километров в час, высотой 11,5 тысячи метров и дальностью 4000 километров, что для бомбардировщика было отменно, внедрялось много смелых новшеств. Мясищев впервые тогда применил герметические кабины для экипажа, схему с носовым колесом, дистанционное управление оружием. После успешных испытаний бюро Мясищева получило телеграмму Сталина с благодарностью за заботу об укреплении дальней авиации. Коллектив был удостоен правительственной премии. «Наконец-то, — думал Владимир Михайлович, — и наша машина пойдет на фронт, станет хорошим оружием летчиков». Есть ли большая радость для конструктора!
Но жизнь рассудила по-иному. Вот на этом аэродроме, где встретились Мясищев и Королев, летом 1942 года произошла трагедия. Возглавлявший здесь выпуск Пе-2 Петляков, обеспокоенный задержкой решений по его предложениям, решил с тремя ближайшими помощниками немедленно вылететь в Москву. Поскольку транспортного самолета не оказалось, он сел в одну из боевых машин, направлявшихся на фронт. В полете произошла авария, и выдающийся конструктор погиб.
Пикировщики нужны были фронту, их надо было строить больше, строить лучше. Мясищева вызвал Сталин и сказал: «Надеемся на вас».
С тем и прибыл Владимир Михайлович сюда, на завод. Его самолет ДВБ-102, оставшийся без хозяина, в серию не пошел и сослужил пользу авиации лишь как разведчик нового.
Королев видел, что все думы и помыслы Мясищев отдавал самолету Пе-2. Когда у немцев на фронте появился модифицированный истребитель, имевший преимущества в скорости перед Пе-2, главный конструктор завода в чрезвычайно короткий срок создал новую оборонительную турельную установку, провел бронирование кабины летчика и стрелка-радиста. Но на этом не остановился.
Весовой расчет реактивной установки на самолете Пе-2И, выполненный лично С. П. Королевым.
Он неустанно искал пути увеличения скорости Пе-2, чтобы еще более повысить его живучесть в бою. Мясищев принимал самые решительные меры по улучшению аэродинамики самолета, руководил установкой форсированного мотора. Но вопрос повышения скорости ни на день не терял своей остроты.
Вот и сейчас, слушая рассказ Королева о том, что может дать ракетный двигатель на самолете, Мясищев согласно кивал головой, а сам думал о своем: нельзя ли от преимуществ «ракетного сердца» уже сейчас получить что-нибудь для фронтового Пе-2. Они подошли к зданию КБ. Прошли в кабинет главного, и тут у Мясищева отчетливо созрела новая идея:
— А давай попробуем ракетный двигатель поставить на Пе-два…
— Как вспомогательный, с подачей топлива и окислителя за счет энергии его основных моторов… — на лету подхватил Королев.
— При этом применим принцип агрегатизации, — продолжал Мясищев.
— Гениально! — ахнул Сергей Павлович, рассмеялся и добавил: — Как сказал мудрец, перепрыгивают через забор там, где он ниже. Пока будет решаться вопрос о постройке ракетного перехватчика, мы создадим реактивную установку для бомбардировщика из отдельных агрегатов. Их легко собрать на любом другом типе самолета. И станут реальными новые скорости, новые высоты в бою.
Довольный Мясищев, потирая рукой подбородок, резюмировал в тон Королеву:
— Еще в древности сказано: с умного хватит и намека…
Пройдет время, Королев станет знаменитым, но он постоянно будет называть Мясищева своим главным учителем. Утверждение новой идеи в полете посредством агрегатизации реактивной установки было важной вехой в его конструкторском становлении.
Шел трудный 1942 год. Заводы, эвакуированные из западных районов страны на восток, прочно обживались на новых местах и выпускали все больше боевой техники и оружия. Но не только о росте количества техники, поставляемой фронту, заботились Центральный комитет партии и Советское правительство. В чрезвычайно сложных условиях, в которых оказалась наша промышленность, ни на минуту не прекращались на ее предприятиях и исследования, направленные на повышение боевой эффективности военной техники, и в том числе авиационной. Советские ученые и конструкторы, работавшие в авиации, хорошо понимали, что наши научные силы, техническое искусство и мастерство вступили в невидимую, но жизненно важную битву с фашистскими «мозговыми трестами». В КБ и на заводах интенсивно и широко велся поиск путей совершенствования боевых самолетов.
В этом непрерывном поиске и принял участие тридцатипятилетний инженер С. П. Королев, ставший заместителем главного конструктора ОКБ, руководимого В. П. Глушко. В 1942 году коллектив конструкторского бюро напряженно трудился над доводкой жидкостного реактивного двигателя РД-1. Его сейчас можно видеть в павильоне «Космос» на ВДНХ. Это — настоящий ветеран ракетной техники. Он прошел официальные испытания в полете в 1943 году. Но проверка его на борту самолетов продолжалась до 1946 года.
РД-1 работал на азотной кислоте и тракторном керосине. Расходуя 90 килограммов топлива в минуту, РД-1, как и рассчитывал конструктор, развивал тягу в 300 килограммов. Вот эту-то реактивную силу, рождавшуюся в бурном пламени, бушевавшем в камере сгорания РД, Глушко и Королев теперь использовали для придания новых боевых свойств известному бомбардировщику Пе-2. Главным конструктором реактивной установки стал Сергей Павлович.
Впоследствии, в период создания ракетно-космических систем, он бережно хранил расчеты и описания своих первых реактивных детищ. Показывая на шкаф, где размещались папки с расчетами и чертежами военных лет, Королев говорил своим сотрудникам:
— В них — моя жизнь в войну.
Восстановить картину работы С. П. Королева над реактивными самолетными установками помогли те, кто трудился тогда рядом с ним. У товарищей Королева сохранились первые наброски, выполненные его рукой, начальные прикидки размещения реактивных устройств на Пе-2.
Несколькими энергичными линиями Сергей Павлович обозначил схему бомбардировщика: фюзеляж, крыло с двумя моторами под ним, двухкилевое оперение хвоста. «Камеры сгорания и сопло, откуда будут вырываться горячие газы, — размышлял он, — безопаснее всего разместить в хвосте. Самая тяжелая часть системы — баки с кислотой, которую придется брать на борт сотнями килограммов, их лучше всего расположить в средней части фюзеляжа, иначе центровка самолета может нарушиться. А за счет чего подавать топливо в камеру сгорания? Придется отбирать часть энергии от мотора». И Сергей Павлович задумчиво закрашивает место установки привода насосов зеленым цветом.
Схема расположения реактивной установки на самолете-истребителе ВИ, предложенном С. П. Королевым в 1944 году.
Во всем остальном он решил сделать реактивное «сердце» автономным, работающим независимо от самолетных систем, переделку самолета предусматривал свести к минимуму, чтобы не ухудшить аэродинамику машины. А вот как повлияют на нее горячие газы, извергающиеся из сопла, или открытый срез самого сопла, он заранее сказать не мог. На эти вопросы должны были дать ответ расчеты, а за ними летные испытания.
Много томов занял аэродинамический расчет будущего бомбардировщика с дополнительной реактивной установкой. Берем один из томов, где против графы «Главный конструктор» стоит знакомая теперь миру роспись: «С. П. Королев» и дата: «27 января 1943 года». В расчете поражает во всем тщательность и предусмотрительность. Эта черта всестороннего предвидения будет характерной для Королева и позже, при работе над ракетно- космическими системами. Навык проектирования, компоновки и испытания реактивных установок на самолетах принесет ему большую пользу. Но это все будет потом, а пока посмотрим, что же обещала реактивная установка РУ-1, как назвал ее Сергей Павлович, для улучшения боевых свойств Пе-2.
Поскольку двигатель требовал 90 килограммов топлива в минуту, то 900 килограммов топлива, запасенных на борту самолета, обеспечивали двигателю десятиминутную работу. За счет реактивной тяги скорость Пе-2 в полете должна была возрасти на высоте 7000 метров на 108 километров в час. Как видим, прибавка весьма солидная, и достигалась она за 80—100 секунд. Причем увеличивать скорость полета можно было в любой момент простым включением рубильника в кабине летчика. Расчет подтвердил также, что чем больше высота, тем эффективнее РУ-1.
Но не только в увеличении скорости полета был смысл реактивной установки. В случае необходимости она могла помочь сократить разбег Пе-2 на 70 метров. «Вертикальная скорость при отрыве от земли с включенной РУ-1 возрастает на 30 процентов и соответственно увеличивает возможный угол набора высоты, — писал С. П. Королев, — что важно при взлете с аэродрома, ограниченного препятствиями». В то же время наличие реактивного «сердца» на борту Пе-2 не уменьшало дальности полета самолета.
Окончательный расчет самолета с дополнительным реактивным «сердцем» Сергей Павлович утвердил 24 мая 1943 года. Во введении он писал: «Необходимо отметить, что РУ-1 является совершенно новым техническим агрегатом, впервые осуществленным на самолете с целью испытания и отработки реактивного двигателя в летных условиях».
Подготовка самолета и изготовление всех частей РУ-1 велись быстрыми темпами. Тут сказалась и организаторская хватка Сергея Павловича. Уже в том же 1943 году на одном из заводских аэродромов можно было видеть внешне почти обычный Пе-2, но стоявший отдельно от своих собратьев и время от времени (когда подходил срок огневых испытаний) громко гудевший и извергавший огненную струю из сопла, помещенного в его хвостовой части. Самолет этот значился в документах под номером 15/185.
В техническом описании, составленном С. П. Королевым специально для заводских испытаний первенца, говорилось, что «для грамотной эксплуатации РУ-1 требуется тщательное, глубокое изучение конструкции ее агрегатов и систем, строгое соблюдение всех правил обращения с ними». Экипаж самолета состоял из трех человек: летчика, инженера-экспериментатора на месте штурмана и еще одного инженера на месте стрелка-радиста.
В инструкции четко определялось все, что надо было делать при подготовке опытной машины к полетам. «Любые отступления, — предупреждал С. П. Королев, — от установленных правил допустимы лишь с письменного разрешения главного конструктора РУ-1».
Забота о людях, их безопасности, как видим, проявлялась С. П. Королевым с первых шагов в ракетной технике. И здесь он продумал многое: и приборы контроля за режимом РД, и автоматику, способную выключить двигатель в случае любой неисправности. Впрочем отключить РД в нужный момент мог вручную и летчик, и каждый из инженеров-экспериментаторов.
Для опробования РУ-1 на земле Сергей Павлович рекомендовал на всякий случай удалять самолет от других машин и от строений, устанавливать его против ветра. Чтобы пламя от сопла не попадало на оперение, хвост рекомендовалось поднимать над землей, а сам самолет на стоянке надежно закреплять.
Каждая операция с РУ-1 подробно описана, чтобы экипаж мог в любой момент проследить, правильно ли идет работа. Описание сделано в стиле, характерном для С. П. Королева. Вот что говорит, например, он о пуске РД с помощью воздуха, насыщенного парами эфира: «Горящая эфиро-воздушная смесь заполняет весь объем камеры и выходит в виде языка пламени из сопла… Пламя получается мощным, устойчивым и имеет золотистую окраску». Именно это пламя и зажигает топливную смесь.
Для проведения заводских испытаний Пе-2 с реактивным «сердцем» была создана комиссия. В нее вошли конструктор двигателя В. П. Глушко и автор реактивной установки С. П. Королев. Летчиком, пилотировавшим необычный бомбардировщик, был Г. А. Васильченко. Королев был включен и в летный экипаж в качестве инженера-экспериментатора.
Испытания в воздухе проводились по широкой программе. Первый полет предназначался для пробного включения и рассчитывался на 30 минут. Потом предстояли шесть полетов общей продолжительностью в четыре с половиной часа для включения РУ в режиме максимальной скорости на высоте 2500, 5000 и 7000 метров. После этих испытаний экипажу нужно было готовиться к полетам при двухкратном включении реактивного «сердца» и тоже на максимальной скорости. Планировалось два таких полета.
Далее в программе значились полеты с двумя запусками ракетного двигателя на малой высоте, у земли. Затем следовали три полета с включением РУ-1 на взлете, еще два в режиме набора высоты. Всего планировалось шестнадцать полетов.
Программа испытаний в действительности сильно разрослась. Всего на Пе-2 было совершено 110 полетов, в том числе 29 с включенной реактивной установкой. Четырнадцать раз экипаж поднимался для отладки оборудования, 67 полетов было выполнено для отработки зажигания. Эта последняя задача в первоначальной программе испытаний не значилась, а потребовала, как видим, львиной доли летного времени. Дело в том, что поначалу пусковая смесь зажигалась с помощью электрической свечи накаливания. Но свеча работала неустойчиво, особенно на больших высотах. Тогда главный конструктор двигателя В. П. Глушко разработал систему химического зажигания двигателя (ХЗ) и к названию двигателя добавились две буквы: РД-1ХЗ. Эту систему опробовали, а затем доводили в многочисленных полетах.
«Двигатель РД-1 с химическим зажиганием, — отмечалось в отчете об испытаниях, — надежен на земле и в воздухе. Допускает повторные включения, число которых зависит от запаса пусковой самовоспламеняющейся жидкости». Реактивная часть самолета в течение двух лет работала хорошо.
Все эти испытания заняли два года времени. Первый раз самолет Пе-2 с включенным жидкостным реактивным двигателем летал 1 октября 1943 года. Ракетное «сердце» билось тогда в течение 2 минут, и его выключили, когда самолет вошел в облака. К моменту остановки давление в камере сгорания возросло до 20–30 атмосфер, а скорость полета увеличилась на 92 километра в час.
Экипаж, взволнованный первым успехом, приземлился и, не уходя от машины, решил проверить, нет ли дефектов в реактивном оборудовании. Никаких дефектов не выявилось. «Значит, можно в новый полет», — решил С. П. Королев и дал команду товарищам: отдохнуть и подготовиться к следующему вылету. Через день — повторный полет. Ракетный двигатель включили на скорости 365 километров в час, и он работал 3 минуты. После этого обороты моторов увеличили, и РД тянул еще минуту. И опять все оборудование после полета оказалось полностью в исправности.
Что же чувствовал летчик при включении «реактивного помощника» на борту? «В первые секунды, — говорилось в отчете, — создавался небольшой кабрирующий момент и ощущалось ускорение. Возникало давление на штурвал, которое легко устранялось летчиком. Условия пилотирования не ухудшались».
4 октября 1943 года экипаж шесть раз поднимался с бетонной полосы при включенной реактивной установке. Она работала каждый раз по минуте и каждый раз сокращала длину разбега. Затем начались систематические полеты, продолжавшиеся до мая 1945 года. РД включался десятки раз на разных высотах и на максимальных скоростях.
В течение всех испытаний Сергей Павлович, как правило, непосредственно находился на борту летающей реактивной лаборатории и вместе со всем экипажем делил опасности и трудности освоения нового устройства в воздухе. Поначалу реактивная установка преподносила экипажу сюрпризы. Так, в одном из полетов вышла из строя газовая трубка на высоте 2500 метров, в другой раз упало давление в камере сгорания, а как-то двигатель даже самовыключился. По возвращении из таких полетов Сергей Павлович вместе с другими членами экипажа не уходил с аэродрома, пока не устранял неполадки. А в следующий летный день экипаж снова шел в небо, чтобы довести проверку ракетного «сердца» до конца.
Руководство установкой на самолеты первых жидкостных реактивных двигателей и проведение летных испытаний было очень сложным и рискованным делом. Вот что вспоминает о тех днях К. И. Трунов, работавший в то время с С. П. Королевым и ставший впоследствии одним из близких его друзей:
«Сергей Павлович был очень искусен в испытании техники, особенно в полетах. Это умение пришло к нему благодаря инженерной эрудиции и летному опыту, выработавшему привычку к риску. Там, где был риск, он всегда старался проделать эксперимент лично. Он был находчив, умел заметить и устранить неисправности. Профессиональная строительная школа, которую он окончил в юности, дала ему навык все делать своими руками, что также было полезно в полете.
Когда во время войны он занялся установкой жидкостных реактивных двигателей на некоторые самолеты, дело это было абсолютно новое и, как оказалось, весьма рискованное. Двигатели тогда еще только отрабатывались и иногда взрывались. Вот что произошло, например, с самолетом Пе-2, когда на нем испытывался жидкостный ракетный ускоритель.
Сергей Павлович попросил меня зайти и посмотреть, как работает жидкостный двигатель на самолете, на котором ему предстояло подняться в воздух. „Ты как летчик скажи мне свое мнение“, — попросил он. Мы отправились на аэродром. На земле двигатель работал нормально. „Надо все же испытать его в воздухе и убедиться лично, что все работает исправно“, — сказал Сергей Павлович.
Он занял место в задней кабине самолета, летчик дал газ, и самолет вырулил на старт. Взлетел, набрал небольшую высоту и пошел над аэродромом по курсу, на котором должен запускаться ускоритель. Мы на земле ждали этого момента. Наконец пуск ускорителя состоялся. Но что произошло? Почему самолет как-то неестественно пошел на посадку? Вот он подрулил к месту стоянки. Мы кинулись к нему. Сергея Павловича нашли в кабине с окровавленной головой. Помогли ему выбраться из самолета, забинтовали голову и сдали на попечение врача. Как оказалось, он был ранен в лицо осколками взорвавшегося двигателя, но, к счастью, не тяжело. „Хорошо, что я летел сам, а то потом все время терзался бы догадками: что при запуске было сделано не так? Почему двигатель взорвался? Вот главное, что надо установить!“ И это он говорил в больнице.
Немного поправившись, Сергей Павлович продолжал испытание двигателей. С повязкой на голове. Снять ее врачи еще не позволили».
О размахе, с которым велись летные испытания жидкостных ускорителей, можно судить хотя бы по тому, что на бомбардировщике Пе-2 с двигателем РД-1ХЗ было выполнено 110 полетов. Еще задолго до завершения испытаний стало ясно: надежды конструкторов оправдываются. В начале 1944 года Сергей Павлович записал: «Испытания показывают, что двигатель РД и реактивная установка в целом работают нормально. Хорошо совпадают экспериментальные и расчетные данные. Таким образом, в настоящее время имеется опробованная в воздухе материальная часть вспомогательного двигателя и реактивной установки Пе-2».
Среди документов периода войны есть заключение по реактивной установке С. П. Королева, подписанное известным авиаконструктором В. М. Мясищевым и директорами заводов: «Считать целесообразным предъявить реактивную установку с двигателями РД-1ХЗ на самолете Пе-2 № 15/185 на испытания совместно с представителями ВВС КА по согласованной программе».
Какие же тактические выгоды получал самолет с реактивной установкой? Эта установка, по мнению Сергея Павловича, могла служить ускорителем для увеличения горизонтальной скорости полета при догоне противника и необходимости быстрого ухода из опасной зоны. Реактивная тяга повышала скороподъемность машины при наборе высоты, обеспечивала достижение высот, превосходящих возможности винтомоторных самолетов. Во время старта ракетный двигатель облегчал отрыв и разгон самолета, взлет с аэродрома, окруженного препятствиями, подъем перегруженных машин, что важно для увеличения бомбовой нагрузки или запаса горючего. Как вывод звучали слова Королева: «Пе-2 с РУ-1 сможет успешно выполнять боевые задания в 1944 году с учетом роста скоростей современных истребителей. Запас топлива предусматривает возможность уйти от вражеских самолетов при выполнении боевого задания и возвращении на свою базу. Ближайшей задачей, — писал в заключение С. П. Королев, — является испытание и проверка в боевых условиях опробованной в воздухе реактивной установки с двигателями РД-1 путем постройки серии самолетов Пе-2 с РУ-1».
Полковник С. П. Королев и полковник Ю. А. Победоносцев в 1946 году.
Во всем, что сказано, чувствуются неуемная воля и энергия Сергея Павловича, его умение придать новому делу большой размах. С юности обуреваемый мечтами о высотных и скоростных полетах, он рисует картину за картиной новых и разнообразных применений реактивной тяги на разных типах бомбардировщиков, рассчитывает и настойчиво предлагает «ореактивить» модификацию «Петлякова» — Пе-3, рассчитывает и предлагает построить высотный истребитель.
На Пе-3 он предложил поставить два реактивных двигателя, чтобы получить от них тягу уже не в 300, а в 600 килограммов. Таким путем Сергей Павлович рассчитывал превратить Пе-3 в истребитель с дальностью полета около тысячи километров и с высокими летными качествами.
«В этом случае, — писал С. П. Королев в феврале 1944 года, — Пе-3 на участке догона противника по максимальной скорости становится на уровень новейших истребителей. Значительное увеличение скороподъемности и одновременно высоты боевого применения позволит с успехом использовать Пе-3 для уничтожения самолетов противника, идущих на большой высоте. Запас реактивного топлива на Пе-3 обеспечивает последнему выполнение ряда новых тактических задач».
Эти раздумья и предложения С. П. Королева отвечали требованиям отечественной авиации того времени. Как известно, в 1943 году гитлеровцы стали применять высотные разведчики, и нужно было найти способ уверенно сбивать их.
Перед тем как осуществить идею превращения бомбардировщика Пе-3 в истребитель, Сергей Павлович проверил ее на самолете Пе-2 с моторами М-82. Среди документов военных лет хранится полный расчет высотного истребителя на базе бомбардировщика за счет добавления двух ракетных двигателей. Схема его действия описывалась Королевым так. «Самолет поднимается на бензиновых моторах до высоты 9000—11000 метров и совершает горизонтальный полет. При обнаружении летящего выше противника летчик переводит поршневые моторы на режим полного газа, включает реактивные двигатели РД-1 на полную тягу и в короткое время набирает нужную высоту. Далее, если необходимо догнать самолет противника, то дальнейший полет по горизонтали на „площадке“ происходит при полной тяге РД-1 (на Н = 15 000 м и Vmax. = 785 км/час). Если же нужно продержаться на большой высоте, то это происходит на минимально потребной тяге и крейсерских режимах (V = 500–660 км/час)».
Цифры, названные Королевым, не могли не поразить воображение — высота полета 15 000 метров (!), скорость — 785 километров в час. И это в то время, когда у лучшего истребителя фашистской Германии максимальная скорость на высоте 5000 метров составляла 584 километра в час, а у нашего Як-3 — 648 километров в час. Практический потолок бомбардировщиков тех лет был всего 7000 метров.
И эта модификация была продумана и просчитана С. П. Королевым до деталей. Что же предусматривал его проект? На Пе-2 устанавливались два дополнительных турбокомпрессора, чтобы повышать давление воздуха, поступающего в моторы в условиях разряжения на большой высоте. Кабины штурмана и летчика заменялись одной герметической кабиной.
Самолет максимально облегчался, снимались бомбовая нагрузка, часть горючего, оборудования и вооружения. Экипаж сокращался с трех человек до одного. Летчику-истребителю оставлялись две пушки калибром 20 миллиметров, располагавшиеся под бомбовым отсеком. На самолете монтировалась мощная реактивная установка с двумя двигателями и запасом реактивного топлива в 2100 килограммов.
Сама реактивная установка состояла из двух однокамерных двигателей, специальных приводов для вращения насосных агрегатов, кислотной и керосиновой систем и системы дренажирования, пусковой и электрической систем. Из этого перечисления уже видно, как с усложнением реактивной установки самолет все более включал в себя элементы будущей мощной ракеты.
Сергей Павлович рассчитал два варианта размещения камер сгорания и автоматики для управления их работой. Первый вариант уже был опробован в полетах на первом самолете Пе-2 с реактивной установкой. По этому варианту агрегаты РД-1 устанавливались в хвосте. По второму варианту камера сгорания и автоматика помещались в задней части мотогондол. В этом случае получалась меньше длина кислотных трубопроводов высокого давления. Да и все оборудование размещалось более компактно, доступ к нему был прост и удобен. Но эта схема еще нуждалась в проверке.
«Расчетные данные, — писал С. П. Королев, — не дают основания предполагать возникновение в этом случае каких-либо нежелательных явлений, и при подтверждении экспериментом схема будет принята к осуществлению».
Отсеки центроплана, где располагались кислотные баки, герметизировались и снабжались аварийными сливами кислоты за борт на случай течи или прострела. Предусматривалось иметь шесть баков для 1750 килограммов кислоты. Основной бак для керосина помещался в носовой части фюзеляжа, впереди герметической кабины. Общий запас керосина — 350 килограммов. Пуск двигателей осуществлялся нажатием кнопок, а регулирование режима работы — секторами газа.
Как же менялся вес самолета? Герметическая кабина весила 100 килограммов, реактивная установка — 250, реактивное топливо — 2100, турбокомпрессоры — 200 килограммов. Учитывая, что одновременно снималась часть оборудования, полетный вес высотного истребителя (9325 килограммов) был близок к весу бомбардировщика (8500 килограммов).
Таким образом, Сергей Павлович в этом своем проекте от разработки ускорителей для самолетов подошел к решению задачи обеспечения полета, как он говорил, «на высотах, больших винто-моторного потолка самолета при совместной работе бензиновых моторов и реактивных двигателей». Так самолет превращался в пилотируемую полуракету.
Какие же условия были необходимы, по мысли Сергея Павловича, чтобы достичь небывало большой для того времени высоты полета? «Существенным условием, — писал конструктор 9 февраля 1944 года, — является предварительное достижение максимально возможной высоты полета на бензиновых моторах, то есть достижение наибольшей начальной высоты включения РД-1 и надежной эффективной работы моторов и ТК (турбокомпрессора) на высотах до 16 000 метров.
Наличие максимально возможного запаса реактивного топлива на борту самолета (порядка 20–25 процентов от начального полетного веса на высоте) также является необходимым условием… Реактивная установка в высотном варианте потребует разработки ряда специальных агрегатов, устройств и конструкций в связи со спецификой полетов на столь больших высотах. Потребуется проведение значительных экспериментальных работ по доводке реактивных двигателей РД-1, в частности системы запуска для работы на больших высотах».
О перспективах реактивных установок С. П. Королев говорил так: «В дальнейшем, с ростом высоты винто-моторных самолетов, вспомогательные реактивные установки с двигателями РД-1 не потеряют своего значения, а соответственно в большей степени позволят увеличить высоту и продолжительность полета.
Эффект использования двигателей РД-1 резко увеличивается с повышением высоты полета».
«Ближайшей задачей, по нашему мнению, — заключал С. П. Королев свой обзор перспектив применения ЖРД на самолетах, — является разработка модификации винто-моторного самолета с реактивной установкой в высотном варианте с осуществлением опытной машины с рабочей высотой полета порядка 13 000—15 000 метров».
Как видим, С. П. Королев выдвигал все более весомые и перспективные предложения. Его начинания были подкреплены и организационно — Сергей Павлович возглавил бюро реактивных установок в опытном конструкторском бюро, работавшем в области ракетных двигателей.
…Как-то Владимир Михайлович Мясищев пригласил Королева зайти к нему на завод. Сергей Павлович пришел, захватив с собой готовый отчет о продолжавшихся испытаниях РУ-1 на Пе-2. Владимир Михайлович просмотрел отчет, пообещал подписать и подумать о выводах для Военно-Воздушных Сил. Потом посмотрел на Королева лукавым взглядом и сказал:
— А мы тут вам подарочек подготовили. У нас готова совсем новая машина Пе-два И. Есть возможность на ней попробовать вашу ракетную силу. Пойдемте для начала глянем.
С интересом познакомившись с новой машиной, Сергей Павлович удивленно спросил:
— Почему машина называется Пе-два И? Она совсем не похожа на заслуженного пикировщика и построена уже без Петлякова…
— Петляков мой учитель, — серьезно, с ноткой грусти ответил Мясищев, — и я работаю на его заводе. И вообще, сочтемся славою, ведь мы свои же люди…
Королев понимающе посмотрел на утомленное от бессонных ночей лицо друга, на грозно блестевший в электрическом свете новый самолет, сказал тихо, как бы про себя:
— Пускай нам общим памятником будет одна на всех — живых и мертвых — победа. Так?
— Так.
И Сергей Павлович с большим желанием взялся за разработку реактивного варианта нового самолета B. М. Мясищева. «По своим боевым данным, — писал C. П. Королев, — самолет „И“ с реактивной установкой в варианте бомбардировщика и истребителя оставит далеко позади все известные самолеты не только этих классов, но и одноместные истребители. Как бомбардировщик самолет Пе-2И с реактивной установкой будет неуязвим для истребителей с учетом роста их скоростей за период создания серийных машин типа „И“. Как истребитель самолет „И“, обладая высокими качествами, может быть использован для решения самых разнообразных истребительных задач. Реактивная установка, включаемая в необходимые моменты боя, обеспечивает ему решающее превосходство в воздухе над противником».
И это предложение Сергей Павлович обосновывал всесторонними расчетами. Идея С. П. Королева о применении реактивной установки для повышения высоты полета истребителя была осуществлена уже в ходе войны. Правда, не на Пе-2И, а на самолете конструкции С. А. Лавочкина.
Шло лето 1944 года. Сергей Павлович жил и трудился вдали от Москвы, вдали от семьи. Уехал он на новое место срочно и ничего из вещей, даже самую необходимую одежду, захватить не успел. Но, как всегда, Сергей Павлович не унывал. «Нас здесь, — писал он домой, — просто замечательно встретили, и очень много людей сейчас хлопочет о нашем дальнейшем благополучии… На производстве для нас сделали многие хозяйственные предметы, как, например, алюминиевую посуду, которую я терпеть не могу, так как все это время пользовался только ею, затем всякие плитки, тазы, бидоны и пр. Шьют нам занавески на окна и белье (у меня нет ни одной пары, и я пока обхожусь просто так!). Чувствую, что вы в ужасе, но, ей-богу, это же все пустяки, и я даже не замечаю всего этого. Так не волнуйтесь и давайте посмеемся вместе».
Несмотря на большую загруженность работой, Сергей Павлович еще и учился. Вот что он писал дочери Наташе 26 декабря 1944 года:
«Я теперь тоже занимаюсь английским языком, и мне мой учитель обещал поставить пятерку. А почему ты получила четыре? Вот я приеду — и мы с тобой будем разговаривать по-английски. Пришли мне какую-нибудь хорошую песенку».
Но в Москву он тогда не приехал. Не мог отвлечься от захвативших его дел.
К реактивной модификации «Лавочкина» Сергей Павлович подошел очень серьезно. Он предложил (и подкрепил это точными выкладками) построить три типа высотного истребителя: один — с дополнительной реактивной тягой 300 килограммов, второй — истребитель-полуракету с реактивной тягой 900 килограммов и, наконец, чисто ракетный истребитель без поршневого мотора, только на реактивной тяге. В связи с тем что на истребителях нет свободных объемов и очень строги требования центровки, Сергей Павлович предложил помещать топливо для РД в подвесных гондолах, под крыльями. По его мнению, потери в скорости от этого в полете до включения РД оказались бы невелики. Рабочие высоты будущего истребителя должны были составлять 14 000 — 15 000 метров и даже доходить до 17 000 метров. Максимальная горизонтальная скорость возрастала согласно расчетам при тяге РУ 300 килограммов до 779 километров в час, при тяге 600 килограммов — до 900 километров в час и при тяге 900 килограммов — до 950 километров в час.
Оценивая предложение Королева, один из видных специалистов по тактике писал тогда: «По своим летно-техническим данным и по конструкции самолет ВИ (высотный истребитель) представляет собой самолет совершенно нового класса».
Свой проект С. П. Королев направил С. А. Лавочкину. Его предложение было осуществлено на самолете Ла-7, к названию которого добавилась буква «Р». Самолет этот специально предназначался для перехвата фашистских разведчиков, рвавшихся к Москве, на больших высотах. Но принять участие в боевых действиях Ла-7Р не успел. Гитлеровцы к этому времени уже прекратили попытки прорваться к столице нашей Родины.
На полях минувшей войны, как на гигантском полигоне, в сложных боевых условиях проходили испытание новейшие виды оружия. Настоящее второе рождение пережили ракеты. Советские реактивные установки со снарядами на твердом топливе, знаменитые «катюши», показали себя грозным средством борьбы. Принятые на вооружение Советской Армии накануне войны, они нашли применение на всех фронтах.
Правительство фашистской Германии, мечтавшее о мировом господстве, лихорадочно искало новое оружие. Осенью 1944 года было сообщено, что гитлеровцы обстреливают Англию баллистическими ракетами ФАУ-2. После войны статистика показала: с сентября 1944 по апрель 1945 года было отмечено попадание 1054 ракет ФАУ-2 в двенадцать английских городов. Общее число жертв от нового оружия составило 2724 человека убитыми и 6467 тяжело раненными.
Ракета ФАУ-2 имела более высокие данные, чем примененный несколько раньше самолет-снаряд ФАУ-1.
На ракете ФАУ-2 устанавливался жидкостной реактивный двигатель, работавший на 75-процентном этиловом спирте и жидком кислороде. Стартовый вес ракеты составлял 12,9 тонны, максимальная дальность полета 250 километров, наивысшая точка траектории 82 километра, максимальная скорость полета 5700 километров в час. Система управления удерживала ракету на заданной траектории. Из числа выпущенных ракет территории Англии достигло чуть меньше половины.
Сергей Павлович у походного газика на испытаниях первых дальних жидкостных ракет.
Теперь очевидно, что существенного влияния ФАУ-1 и ФАУ-2 на ход войны не оказали, хотя именно к этому стремились фашистские главари. Случилось так потому, что немецкие самолеты-снаряды и баллистические ракеты были несовершенны. Несомненно, сказалось и то, что экономика фашистской Германии не сумела обеспечить выпуск управляемого оружия в действительно массовых масштабах.
Тем не менее новое ракетное оружие заявило о себе.
В советских арсеналах в годы войны не было жидкостных ракет как боевого оружия. Но исследования наших ученых и, как видим, С. П. Королева в этом направлении продолжались.
Свои замыслы создания ракетного аппарата С. П. Королев полностью осуществил при проектировании мощных ракет. Многое из того, над чем он работал в годы войны, пригодилось при постройке летательных аппаратов нового класса. Так всегда бывает в науке и технике: кропотливая, с виду незаметная научно-исследовательская работа готовит яркий скачок к новому качеству. Именно так вызревало в авиации решительное продвижение человека из пятого в шестой океан.
Но и в условиях авиации идея реактивной установки получила уже тогда немалое распространение. В отчете об ее летных испытаниях подтверждается приоритет С. П. Королева: «Полученные результаты — технические данные, типовые схемы, агрегаты и конструкции, — говорится в отчете, — осуществленные впервые на самолете Пе-2, были использованы в качестве исходных материалов при создании реактивных установок на боевых самолетах других типов».
Всего состоялось около 400 огневых испытаний двигателей РД-1 и РД-1ХЗ на самолетах Пе-2 конструкции В. М. Петлякова, Ла-7Р, Ла-120Р С. А. Лавочкина, Як-3 А. С. Яковлева, Су-6 и Су-7 П. О. Сухого.
В 1945 году летным испытаниям подвергался самолет Як-3. При включенном ракетном двигателе прирост скорости на этой машине достигал 182 километра в час.
В отчете о заводских испытаниях самолета Ла-7Р говорилось, что они показали «полную возможность использования РД-1ХЗ как вспомогательного двигателя-ускорителя».
Своеобразным признанием успехов конструктора жидкостных двигателей и конструктора реактивных установок было участие самолета 120Р в воздушном параде в Тушино 18 августа 1946 года.
Опыт создания и испытания авиационных реактивных установок принес большую пользу. Конструкция жидкостных ракетных двигателей стала более зрелой, удалось наметить пути увеличения мощности, надежности пуска и регулировки тяги. Немаловажно и то, что реактивный двигатель обживался на борту — ведь скоро авиации предстояло переходить на реактивную тягу.
Академик В. П. Глушко, подводя итоги работы над самолетными ракетными двигателями, отмечает: «После завершения заводских испытаний на шести типах самолетов в 1945 году были проведены наземные и летные испытания нашего двигателя в летно-исследовательском институте… Затем двигатели РД-1ХЗ и РД-2 успешно прошли государственные стендовые испытания, отчеты по которым утверждены Сталиным.
Успехом применения ЖРД на самолетах мы обязаны не только надежному двигателю, но также разработке и доводке самолетных систем силовой установки, над чем плодотворно трудился С. П. Королев».
Ускорители стали ныне важнейшим взлетным приспособлением самолетов и ракет. За участие в разработке и испытании ракетных установок для боевых самолетов Сергей Павлович в 1945 году был награжден орденом «Знак Почета».