Ракетный истребитель «БИ»
Небольшой деревянный самолетик, обычно называемый БИ-1, явился вполне частным эпизодом в многолетнем процессе создания советской реактивной и ракетной техники. Тем не менее своим первым полетом, состоявшимся 15 мая 1942 г, именно БИ-1 открыл, как было принято в свое время говорить, «эру реактивной авиации в СССР». Проект истребителя – перехватчика, снабженного жидкостным реактивным двигателем (ЖРД), разрабатывался в инициативном порядке конструкторами А. Я. Березняком и А. М. Исаевым со второй половины 1940 г. Появлению интереса к теме подобного скоростного самолета способствовала общая направленность работ КБ-293, которым руководил В. Ф. Болховитинов и сотрудниками которого являлись Березняк и Исаев. В частности, здесь разработали и построили самолет «С» со спаренными двигателями и соосными воздушными винтами, предназначенный для достижения высоких значений максимальных скоростей. Совершенствуя «С», в КБ Болховитинова для дальнейшего повышения скорости установили в хвостовой части этой машины прямоточный воздушно – реактивный двигатель (ПВРД) конструкции Меркулова. Однако испытания таких двигателей в сочетании с поршневыми двигателями внутреннего сгорания (на И-15бис и И-153) показали малый прирост максимальной скорости, поэтому развития это направление не получило. Одновременно появилась идея создания истребителя – перехватчика со смешанной силовой установкой, включающей ЖРД и ПВРД. В начале 1941 г. прикидки велись уже только под жидкостный реактивный двигатель Д-1–А конструкции Л. С. Душкина с расчетной максимальной тягой 1400 кг. Инициатором проекта явился конструктор КБ-293 А. Я. Березняк, разработка самолета велась совместно с А. М. Исаевым.
Деятельность по созданию жидкостных ракетных двигателей для установки на летательные аппараты (ракетопланы) развернулась в СССР в начале 1930–х годов. Пионерами нового направления стали две организации – Группа изучения реактивного движения (ГИРД) и Газодинамическая лаборатория (ГДЛ) при Научно – исследовательском институте Реввоенсовета СССР. В 1933 г. упомянутые организации объединили в Реактивный научно – исследовательский институт (РНИИ), который продолжил проектно – изыскательские работы по созданию ракетного самолета.
Первый практический полет с использованием ЖРД в Советском Союзе осуществили на ракетоплане РП-318–1
28 февраля 1940 г. Это был специально оборудованный спортивный планер СК-9 конструкции С. П. Королева, в хвостовой части которого установили ракетный двигатель РДА-1–150. Двигатель, развивающий тягу 150 кг, разработали инженеры Л. С. Душкин и А. В. Палло на базе более раннего «опытного ракетного мотора» ОРМ-65 конструкции В. П. Глушко. Особенностью силовой установки, используемой на РП-318, являлась подача топливных компонентов (керосина и азотной кислоты) в камеру сгорания при помощи сжатого воздуха.
После проведения успешных полетов РП-318 информация о возможности использования ЖРД была доведена до всех конструкторов, занимающихся проектированием новых перспективных самолетов. А 12 июля 1940 г. постановлением Комитета Обороны СССР определили направленность использования таких ракетных двигателей для создания специального истребителя – перехватчика. Задание на его разработку получила группа инженеров РНИИ под руководством М. К. Тихонравова.
Изучив различные варианты схем и компоновок, в РНИИ приступили к проектированию истребителя – перехватчика «302», в котором поначалу предполагалось использовать ЖРД в сочетании с ПВРД. Старт самолета «302» должен был осуществляться при помощи ЖРД, затем, на режиме крейсерской скорости, включались ПВРД, позволяющие осуществить атаку нескольких воздушных целей. В дальнейшем от использования прямоточных двигателей отказались, перехватчик «302» проектировался и строился под двухкамерный ракетный двигатель РД-2М. Запас топлива составлял 1365–1735 кг, что обеспечивало непрерывную работу РД-2М на взлетном режиме в пределах 5 минут. Считалось, что этого времени вполне достаточно для выполнения старта, набора высоты и перехвата противника.
Работы по созданию перехватчика «302» и совершенствованию его силовой установки велись до 1943 г. За три года удалось построить и вполне успешно провести испытания самолета в варианте планера. Однако сам ракетный двигатель довести до требуемых показателей конструкторы не смогли. В частности, не удалось разрешить проблему создания турбонасосных агрегатов для подачи компонентов топлива в камеру сгорания двигателя. Построить насосы, которые могли работать в агрессивной среде азотной кислоты, на тот момент оказалось непреодолимой задачей. По этой причине работы по ракетному самолету «302» были прекращены.
Как уже говорилось выше, в конструкторском бюро Болховитинова ракетный самолет проектировали под двигатель Д-1–А. Как и в случае с самолетом «302», конструкторы рассчитывали на подачу топлива при помощи насосов – такой вариант позволял заметно увеличить длительность работы двигателя. Однако с началом войны для ускорения работ по созданию истребителя от разрешения «насосной проблемы» решили отказаться. Вернулись к опробованному на РП-318 принципу вытеснения кислоты и керосина сжатым воздухом. По причине большого объема и веса воздушных баллонов выбранный вариант ограничивал количество бортового топлива, и время непрерывной работы двигателя не превышало двух минут. Принятое решение значительно уменьшало радиус действия и практическое использование перехватчика сузилось до околоаэродромных полетов. Отсюда и еще одно из его названий – «истребитель обороны точки».
Эскизный проект ракетного самолета был готов и представлен в Наркомат авиапромышленности в первых числах июля 1941 г. Он был совсем небольшим: длина фюзеляжа около 7 м, а размах крыла чуть более 6 м. По схеме представлял собой нормальный низкоплан деревянной конструкции, с убираемым шасси и пилотской кабиной, закрытой обтекаемым прозрачным колпаком (фонарем). Вооружение состояло из двух крупнокалиберных пулеметов Березина 12,7–мм и двух пулеметов ШКАС 7,62–мм. Согласно расчетам взлетный вес машины составлял 1500 кг, длина старта 350 м, максимальная скорость у земли 900 км/ч, скороподъемность 180 м/с.
Особое место в сопроводительной документации занимали схемы атаки целей на различных высотах и время, необходимое для уничтожения воздушного противника. Во всех вариантах это время не превышало длительность работы двигателя – 2 минуты. Казалось, что такая продолжительность активного участка полета была ничтожно малой, однако в условиях разворачивающейся жесточайшей войны именно этот фактор явился для высших инстанций наиболее впечатляющим показателем.
Представляя проект, конструкторы взяли обязательство изготовить первый опытный образец своего самолета всего за три месяца. Однако в Кремле на этот счет имелись особые соображения. В начале августа 1941 г. вышло постановление Комитета Обороны, согласно которому ракетный перехватчик надлежало построить всего за 35 дней!
Для решения необычной задачи ОКБ-293 перевели на казарменное положение, работа по его созданию велась практически круглосуточно. Конструктивные чертежи готовились параллельно с изготовлением деталей. Отдельные элементы, благодаря малым размерам самолета, вычерчивались в натуру на фанере и сразу шли в работу. Все это позволило продемонстрировать действительно рекордные сроки – самолет изготовили за 40 дней. Уже на этом этапе для его обозначения используют две буквы «БИ» – «ближний истребитель». Чаще данное сочетание двух букв вполне обоснованно понимается как «Березняк – Исаев». Однако можно расшифровать буквы «БИ» также и как «Истребитель Болховитинова» (для благозвучия переставлены по порядку). Тем более что во всех официальных документах было записано – «самолет БИ конструкции генерал – майора ИАС – тов. Болховитинова В. Ф.».
В ходе изготовления опытного экземпляра пулеметное вооружение заменили двумя пушками ШВАК калибра 20 мм. В случае серийной постройки предполагалось использовать пушки калибра 23 мм. Все последующие летные испытания велись с использованием габаритно – весовых макетов этого вооружения либо полностью без него.
В середине сентября 1941 г., сразу по окончании изготовления первого опытного образца, провели его натурные продувки в аэродинамической трубе ЦАГИ, показавшие вполне удовлетворительные характеристики устойчивости и управляемости на режимах малых скоростей. Одновременно продувки показали, что удлиненная носовая часть «БИ» при увеличении скорости полета создаст проблемы с обеспечением путевой устойчивости – это могло помешать прицельной стрельбе из бортового оружия. Поэтому для повышения путевой устойчивости площадь вертикального оперения увеличили – на концах стабилизатора установили небольшие круглые «шайбы», а руль поворота нарастили по задней кромке.
