Петр Грушин
Григорович оказался в числе тех преподавателей МАИ, которые смело внедряли новые прогрессивные методы в учебный процесс, стремясь объединить теоретическую подготовку студентов с конструкторской практикой. Кроме того, подобным образом Григорович пытался найти будущих работников для своего конструкторского бюро. И вот на одной из лекций Григоровича в декабре 1931 года студенты услышали от него не совсем обычный вопрос:
– Кто из присутствующих здесь студентов хочет принять участие в постройке рекордного самолета?
Желающих оказалось немало. В их числе был и Грушин.
Начиная эту работу со студентами, Григорович сразу же сказал им, что новый самолет потребует использования в своей конструкции самых прогрессивных решений из числа тех, что уже были известны в практике авиастроения, а потому им всем необходимо максимально ускорить пополнение своих знаний.
После проведения всестороннего анализа требований к новому самолету, способов их удовлетворения и, конечно, консультаций с лучшими преподавателями МАИ студенты вместе со своим руководителем пришли к выводу, что делать подобный самолет необходимо не из дорогостоящего дюралюминия и не из уступающего свои позиции дерева, а из нержавеющей стали. Выпуск сталей, которые могли использоваться для постройки самолетов, тогда только налаживался, и в стране уже имелся некоторый опыт в этом деле.
Цельностальная конструкция самолета с полотняной обшивкой рулей и элеронов сулила значительные выгоды при его эксплуатации. Она также должна была заметно снизить и стоимость его изготовления. Во многом выбор подобного материала для самолета был предопределен и тем, что одновременно с рекордным самолетом под руководством Григоровича в его «основном» КБ разрабатывался и пушечный истребитель И-Z, крыло которого также изготавливалось из нержавеющей стали «Энерж-6». Использование уже отработанных и проверенных на И-Z решений позволило заметно снизить затраты времени на разработку студентами многих узлов самолета.
В состав первой группы студентов-разработчиков самолета, получившего почти сразу же название «Сталь-МАИ», вошли П. Д. Грушин, М. М. Пашинин, Л. П. Курбала, В. А. Федулов, А. П. Щекин и другие. Основные расчеты самолета на прочность выполнил В. Д. Яровицкий. Производственными делами в процессе изготовления этого сложного по конструкции самолета занимались заместитель директора учебно-производственных мастерских МАИ С. М. Беляйкин, начальник самолетного цеха УПМ МАИ А. С. Орлов, инженер-технолог по сварке Л. Пасечник. В последующем строительстве самолета также принимали участие А. Бахарев, В. Новиков, А. Иванов и другие студенты и сотрудники института.
Грушин быстро оценил, как ему повезло в те последние месяцы учебы в институте – почти каждодневное общение с Григоровичем, работа с ним над конструкцией самолета, постоянное внимание к его делам. Все это непрерывно обогащало его знаниями и опытом. Да и сам Григорович довольно скоро убедился в незаурядных качествах своего подопечного, и вполне понятно, что совсем не случайно этот способный студент стал со временем его первым помощником.
Тем временем ввиду естественной сменяемости студенческого коллектива конструкторов (из-за окончания ими института и ухода работать в другие организации) работы по «Сталь-МАИ» продвигались медленно. К тому же Григорович, загруженный весьма важной и срочной конструкторской работой, связанной с государственными испытаниями и серийным выпуском пушечного истребителя И-Z (оснащенного двумя мощными 76-миллиметровыми динамореактивными пушками АПК-4 конструкции Л. В. Курчевского), не мог уделять достаточно времени и полноценно заниматься проектно-конструкторской работой еще и по этому оригинальному самолету, где требовалось непрерывное участие в решении ежедневно возникавших вопросов. Правда, тут следует сказать, что ни при каких обстоятельствах своей связи с группой молодых маевских конструкторов Григорович не прерывал и в дальнейшем неоднократно помогал им своими советами, обеспечивал необходимую поддержку у руководства института и в наркомате.
К началу 1934 года техническое руководство разработкой «Сталь-МАИ» от Григоровича полностью перешло к Грушину Тогда же конструкторское бюро при самолетостроительном факультете получило свое официальное наименование ОКБ-1 МАИ.
Выписка из Приказа по Московскому авиационному институту № 128 от 27 апреля 1934 года по отделу лабораторий: «Назначаю:
Инженера-аспиранта т. Трушина П. Д. начальником конструкторского бюро по опытному самолетостроению…»
По своей компоновочной схеме самолет «Сталь-МАИ» оказался близок к туполевскому РД (АНТ-25) – одномоторный низкоплан с трапециевидным крылом с размахом 18 м, коротким фюзеляжем длиной 11,3 м и подкосным хвостовым оперением. Одинаковыми были у них и двигатели – М-34Д водяного охлаждения мощностью 830 л. с. Причем в МАИ мотор для установки на самолет попал сразу же после показа на одной из выставок, а потому выделялся особой тщательностью отделки – местами отполированный, ярко окрашенный, с хромированными гайками и головками винтов. Этот мотор имел редуктор и металлический воздушный винт изменяемого шага, что в те годы встречалось далеко не на каждом самолете.
Шасси «Сталь-МАИ» состояло из двух стоек с пневматической амортизацией, убираемых с помощью ручного привода в крыло (также редкость в те годы), и небольшого хвостового колеса.
Технические же характеристики «Сталь-МАИ» вполне соответствовали задачам, для решения которых он и создавался.
Однако основной изюминкой «Сталь-МАИ» стало, конечно, то, что он оказался одним из первых в мире самолетов, построенных полностью из стали (в основном нержавеющей «Энерж-6»). Его успешной постройке в МАИ способствовало прежде всего то, что при институте были организованы учебно-производственные мастерские, оснащенные на уровне небольшого авиационного завода. Работали там специалисты всех рангов, самой высокой квалификации. Но особую роль играли студенты, выполнявшие на этой производственной базе свои курсовые и дипломные проекты. Конечно, для студентов подобные работы становились намного труднее и ответственнее, ведь элементарные пробелы в их знаниях, ошибки и заблуждения немедленно становились достоянием целого коллектива. Но ведь и результат получался намного более впечатляющим, чем при выполнении обычных, предназначенных для архивных полок, работ.
Разрабатывая стальной самолет, студенты выполнили множество специальных исследований, связанных с изысканием рациональных форм конструкции элементов, узлов и агрегатов. А на базе еще только вступавших в строй лабораторий МАИ было проведено около пятисот испытаний элементов конструкции самолета.
В окончательном варианте, выпущенном на летные испытания, фюзеляж самолета представлял собой сварной полумонокок с тонкой листовой обшивкой. Крыло имело два лонжерона. Передний был расположен в зоне максимальной толщины профиля (28 % хорды крыла) и был выполнен из листовых гнутых профилей. Задний лонжерон был сварен из стальных труб. Вся конструкция фюзеляжа, крыла и оперения была выполнена из катаных листовых профилей с помощью точечной и роликовой электросварки. Обшивка крыла и фюзеляжа выполнялась из очень тонкого листа (0,3–0,5 мм) с частыми рифтами (шаг 80 мм). В наиболее нагруженных местах обшивка дополнительно усиливалась гофром трапециевидного сечения из листов толщиной 0,1–0,2 мм. Нервюры крыла были выполнены сварными, из замкнутых гнутых профилей.
Выписка из приказа по МАИ об окончании постройки самолета «Сталь-МАИ»
19 сентября 1934 года летчик-испытатель Ю. И. Пионтковский совершил на «Сталь-МАИ» первый полет с аэродрома на Ходынке. Об этом событии маевская многотиражная газета «Пропеллер» 27 сентября 1934 года писала:
«Летчик-краснознаменец Пионтковский уверенно дал газ. Поблескивая нержавеющей сталью, машина пошла на взлет с очень хорошей скоростью. Первый полет продолжался около получаса на высоте 500–600 метров и прошел вполне благополучно. После посадки Пионтковский сказал, что машина очень устойчива, с приятным управлением».
На той же странице газеты была помещена фотография стоящих рядом с новым самолетом Пионтковского, Грушина и других участников этого события – Коробова, Воробьева, Волкова.
Более сухо и в то же время с пафосом первый полет был описан в приказе заместителя директора института С. Беляйкина.
Следующие три полета, которые осуществлял летчик И. Ф. Козлов, показали, что самолет летал в целом неплохо и практически подтвердил заложенные в него при проектировании характеристики. Но все надежды создателей
Приказ по МАИ по строительству опытного самолета «Сталь-МАИ»
«Сталь-МАИ» были перечеркнуты, когда в начале пятого полета произошла авария.
В тот день (4 октября) на самолете должны были лететь двое – Пионтковский и Грушин. Перед взлетом Пионтковский по случайности не переключил питание двигателя с небольшого топливного бака, используемого при прогреве двигателя перед взлетом, на основной. Самолет начал разбег и к тому моменту, когда бензин в этом бачке кончился и мотор, естественно, остановился, уже набрал достаточную для отрыва от земли скорость. В этой ситуации летчик, не имея возможности резко затормозить, выбрал наименьшее из зол – направил самолет к куче песка, находившейся на границе аэродрома. Пионтковский и Грушин при этом не пострадали. Однако у самолета были деформированы воздушный винт, подмоторная рама, узлы стыковки крыла и шасси.
Затем последовали оргвыводы. Уже на следующий день после аварии был выпущен приказ по институту, в соответствии с которым начальником КБ и главным конструктором самолета был вновь назначен Григорович, а «тов. Трушина полагать с сего числа заместителем начальника конструкторского бюро». Затем последовал и грозный приказ по Главному управлению авиапромышленности.
Приказ по Главному управлению авиационной промышленности от 26 октября 1934 года
Покалеченный самолет перевезли для ремонта в МАИ, но там ввиду весьма ограниченных возможностей производственной базы привести его в летное состояние так и не удалось.
28 января 1935 года газета «Пропеллер» в подборке «На ремонте „Сталь-МАИ“» писала:
«Срок окончания ремонта самолета „Сталь-МАИ“ подходит к концу. Однако имеющиеся недостатки по самолетному отделу не дают надежды на своевременный выход машины из ремонта.
Со стороны административно-технического персонала чувствуется боязнь за ответственность по ремонту самолета, желание перевалить руководство ремонтом на кого угодно, только не на себя.
Нач. цеха Бабичев больше отсиживается в кабинете и очень мало вникает в непосредственный ремонт самолета, хотя до аварии т. Бабичев был очень активен и внимателен к строительству „Сталь-МАИ“.
Сейчас в результате недопустимо плохого руководства инженерно-технических работников (Журавлев, Бабичев) отдельные узлы самолета переделываются по 3–4 раза.
Отдел снабжения по-старому не дает нужных материалов. Не лучше обстоит дело и с финансированием».
Первоначальный интерес к «промежуточному» рекордному самолету был утрачен и в Главном управлении авиационной промышленности, где ведущую роль играл А. Н. Туполев, находившийся не в самых лучших отношениях с Григоровичем.
Свою роль в судьбе «Сталь-МАИ» сыграло и то обстоятельство, что осенью 1934 года начались сверхдальние полеты туполевского РД (АНТ-25). На всю страну прогремели имена летчиков М. М. Громова, А. И. Филина и И. Т. Спирина, которые на этом самолете в сентябре 1934 года установили мировой рекорд дальности беспосадочного полета, пролетев за 75 часов и 2 минуты 12 411 км. Вслед за этим рекордом началась подготовка к проведению на РД легендарных беспосадочных перелетов через Северный полюс в Америку.
Маевским конструкторам об этих достижениях отныне доводилось узнавать только из газет…
2. «Октябренок»
Сотни аэроклубов, которые появились в Советском Союзе к середине 1930-х годов, требовали для своей работы значительного количества учебных самолетов. Безусловно, выдающийся поликарповский У-2, ставший в те годы основным учебным самолетом страны, был весьма подходящим для использования в этих целях. Однако для полноценной летной подготовки были необходимы и другие самолеты, особенно одноместные, оснащенные менее мощными моторами. Особые перспективы виделись тогда для самолетов с моторами мощностью от 40 до 80 л. с. По сравнению со стосильным М-11 на У-2 они потребляли в полете вдвое-втрое меньше горючего. Результатом использования легкомоторных самолетов могло стать заметное сокращение затрат на эксплуатацию учебного авиационного парка, на постройку для него аэродромных сооружений. Однако, забегая вперед, можно сказать, что трудности с подобными двигателями (проще говоря, с их полным отсутствием в стране) так и не были преодолены ни в 1930-е годы, ни значительно позже…
Тем не менее легкомоторные самолеты создавались. К середине 1930-х годов в стране действовало около двухсот самолетных конструкторских бюро. Большинство из них работало на общественных началах, но каждое из них могло разработать и построить самолет. А многие были способны и всеми правдами-неправдами достать для него необходимый двигатель.
Именно в этот момент и докатилась до Советского Союза волна «блохомании». Да, как ни странно это звучит, были в истории авиации и свои «мании». История одной из них была такова.
В 1929 году французский конструктор Анри Минье создал легкомоторный самолет «Небесная блоха» с мотором в 30 л. с. Красиво окрашенный, ладно скроенный самолетик очень симпатично смотрелся в полете: небольшой биплан-тандем с передним верхним и задним нижним крыльями. Причем снизу крылья казались почти неразрывными. Для многих не связанных с авиацией людей «блоха» казалась откровением, пределом конструкторской фантазии и совершенства. Специалисты же ничего особенного в «блохе» не видели, поскольку еще в 1920-е годы подобные «авиетки» (так называли тогда легкомоторные самолеты) появлялись регулярно.
Тем не менее интерес к «блохе» со стороны энтузиастов-любителей легкомоторной авиации оказался весьма высоким. Новоявленному авиационному пророку Минье, который оказался к тому же талантливым коммерсантом, удалось преподнести массовой публике свой самолетик как абсолютно безопасный и простой в управлении, а значит, и годный для всех – и новичков, и опытных пилотов. По его словам, с появлением «блохи» сбылась наконец вековая мечта человека – летать на сделанных своими руками крыльях.
Благодаря умелой и доходчивой рекламе – а один из ее постулатов гласил, что «сделать „блоху“ под силу каждому, кто способен сколотить ящик для посылки», – у Минье оказалось немало последователей. Вскоре появились среди них и энтузиасты, установившие на «блоху» более мощный двигатель для увеличения скорости ее полета. И вот тут-то все и встало на свои места. В считаные месяцы в Европе с «блохами» произошло несколько очень похожих друг на друга катастроф. Их причину удалось установить довольно быстро. На эту тему в Европе был даже написан ряд специальных статей. Погибших энтузиастов вернуть было уже невозможно, но многие горячие головы в Европе и Америке это остудило.
* * *В СССР обстановка для «блохомании» оказалась еще более благоприятной, чем на Западе. Одним из первых сигналов к ее началу стала статья в «Известиях» именитого популяризатора авиации и воздухоплавания Б. И. Воробьева, в которой он призывал строить в массовом количестве подобные самолеты. Легкость в их постройке, первые обнадеживающие результаты – все это, да еще напечатанное в центральной газете страны, выглядело неотразимо. И началось…
Волна «блохомании» пришла в Советский Союз как раз к тому времени, когда авиаэнтузиазм масс подходил к своей вершине. Естественно, что от руководства авиаспортивных организаций сразу же потребовалось принятие каких-либо мер. Начавшие строиться десятками «блохи», причем зачастую на базе, весьма далекой от каких-либо требований авиапроизводства, – вплоть до красных уголков домоуправлений, ничего хорошего своим создателям не сулили. Чтобы дать возможность всем желающим – и конструкторским организациям, и просто группам энтузиастов-авиастроителей – продемонстрировать свои возможности в создании «блох» и при этом как-то удержать их от сползания к кустарщине, Осоавиахим и Авиавнито организовали специальный конкурс проектов легкомоторных самолетов. Условия его были опубликованы в третьем номере журнала «Самолет» за 1936 год.
Основным требованием этого конкурса было создание самолета, который бы отличали максимальная безопасность полета, широкая доступность – возможность его пилотирования лицами, имеющими лишь начальный уровень летной подготовки, и в то же время для тренировочных полетов летчиков, которые имеют достаточную летную практику. При этом самолет должен был обладать минимальной стоимостью в производстве и эксплуатации.
Проекты и готовые самолеты не заставили себя ждать. Уже к осени 1936 года в оргкомитет конкурса поступили 35 проектов и материалы об испытаниях нескольких уже построенных «блох». В газетах и журналах появился целый ряд статей о них. Одну из этих статей о разработке самолета-«блохи», подготовленную руководителем КБ МАИ Петром Грушиным, опубликовал в четвертом номере за 1936 год журнал «Самолет». Для сообщений о подобных самолетах там была даже открыта специальная рубрика – «Москитные самолеты». Правда, в отличие от многих других авторов Грушин, находившийся в курсе всех проблем с «блохой», взялся на практике доказать, как можно из нее сделать самолет, удовлетворяющий наиболее жестким требованиям безопасности полета. Именно так и появился его «Октябренок».
* * *В ОКБ-1 МАИ под руководством Грушина к этой работе приступили задолго до официального опубликования условий конкурса, в конце 1935 года. Работа маевцев над самолетом велась в соответствии со всеми требованиями авиационной науки и была далека от любительства. Она включала в себя не только расчеты, но и постройку продувочной модели, проработку различных компоновочных схем. В этой работе принимали самое активное участие как штатные работники маевского КБ, так и студенты института – П. И. Бландов (будущий декан самолетостроительного факультета), А. А. Лебединский, А. И. Гринчик (впоследствии известный летчик-испытатель), братья Семеновы, Обухов, Гончаров и другие.
Таким образом, в работе над «Октябренком» полностью повторился принцип работы, использованный еще при создании «Сталь-МАИ».
Результатом такого относительно свободного творческого поиска стал проект самолета нетрадиционной аэродинамической схемы – моноплан-тандем, т. е. самолет с двумя соизмеримыми по площади крыльями, расположенными одно за другим. Длина самолета немного превышала 4 м, размах переднего крыла составлял 6 м, а масса пустого самолета – 120 кг.
К подобному замыслу Грушина и его соратников многие из авиаспециалистов отнеслись с недоверием. В том же МАИ вокруг выдвинутых Грушиным теоретических положений сразу же разгорелись жаркие споры, дискуссии. В числе противников использования подобной схемы для самолета оказались даже некоторые весьма маститые ученые-аэродинамики. Но тем не менее Грушин сохранял уверенность в своей правоте. Эта уверенность базировалась прежде всего на том, что для «Октябренка» была принята принципиально новая система управления полетом.
В отличие от «Небесной блохи» Минье, которая управлялась с помощью подвижного переднего крыла, прикрепленного к фюзеляжу через горизонтальный шарнир и напрямую связанного с ручкой управления, на грушинском самолете переднее и заднее крылья были установлены неподвижно. Однако на переднем крыле «Октябренка» по всему размаху располагались небольшие щелевые элероны-закрылки, с помощью которых и производилось управление его полетом. Заднее же крыло жестко крепилось к фюзеляжу и не имело никаких органов управления.
Благодаря подобным нововведениям «Октябренок» был лишен основного недостатка французской «блохи», заключавшегося в потере продольной устойчивости и последующем затягивании ее в отвесное пикирование. Из этого положения «блоха» уже не выходила. Собственно, подобный недостаток и послужил причиной упоминавшихся катастроф.
В отличие от французской «блохи» органы управления «Октябренка» должны были сохранять свою эффективность на всех режимах полета и, что было особенно ценным, позволяли получить высокий коэффициент подъемной силы при посадке. Подобные свойства самолета были выявлены еще в процессе проведения продувок его модели в аэродинамической трубе и в дальнейшем подтвердились в летных испытаниях. Спустя почти сорок лет аналогичная схема управления самолетом была принята для одного из своих самолетов известным американским авиаконструктором Бертом Рутаном – создателем «Вояджера», самолета, совершившего первый в мире беспосадочный перелет вокруг земного шара.
Интересной у «Октябренка» была не только сама схема, но и ряд элементов его конструкции. Так, установка рулей высоты на переднем крыле позволила резко уменьшить его тенденцию к авторотации (самовращению), которая была свойственна исходной «блохе». Изменение центровки самолета от 40 до 60 % САХ не влияло на его продольную устойчивость. Например, при центровках от 40 до 50 % САХ самолет сохранял устойчивость, имел нормальный диапазон балансировочных углов, а на больших углах атаки устойчиво парашютировал и не срывался в штопор. Подобные качества самолета позволили бы летать на нем пилотам с минимальной летной подготовкой – при этом управление ими самолетом по курсу, крену и тангажу должно было осуществляться только посредством ручки управления.
При центровках от 50 до 60 % САХ устойчивость самолета несколько снижалась, но оставалась вполне достаточной для полета на нем пилотов, прошедших курс первоначального летного обучения на самолете У-2. В этом случае к педалям подключался руль поворота. В первом же варианте центровок педали служили только для управления хвостовым колесом при движении самолета по земле.
Поначалу для удобства хранения «Октябренка» в любом пригодном месте (например, в гараже) его крылья были выполнены складывающимися – передние складывались вверх, задние укладывались назад вдоль фюзеляжа. Однако в процессе дальнейших доработок от складных крыльев отказались. А доработки эти заключались в следующем: были усилены киль и лонжероны крыльев, сделан новый руль поворота большей площади, изменены амортизаторы шасси.
Первоначально на «Октябренок» планировалась установка маломощного двигателя, который на конкурсных началах разрабатывался в КБ двигателестроительного факультета МАИ. Для этого передняя часть самолета – моторама, капот и даже винт – были выполнены под ожидаемый двигатель. Однако маевские двигателисты никак не успевали к намеченным по условиям конкурса срокам, и в этой ситуации волей-неволей пришлось использовать импортные моторы. Первым из них был получен 27-сильный «Обье-Дюнн», установка которого потребовала значительной переделки передней части самолета. Потом на «Октябренок» установили «Бристоль-Черуб» мощностью 30 л. с. А в окончательном варианте был выбран 45-сильный «Сальмсон». Увеличить мощность мотора почти в два раза пришлось из-за того, что при изготовлении в мастерских МАИ «Октябренок» получился значительно перетяжеленным – его полетная масса достигла 400 кг вместо первоначально планировавшихся 230 кг.
* * *К весне 1936 года постройка «Октябренка» завершилась. У Грушина и его соратников теперь появился материальный аргумент, который можно было предъявлять своим оппонентам. Сразу же после окончания постройки «Октябренок» был показан на первомайской демонстрации – его провезли по Красной площади на автомобиле во главе колонны студентов и работников МАИ.
Совершить первый полет на «Октябренке» его создатели уговорили известного летчика-испытателя Ю. И. Пионтковского, который первым поднял в воздух «Сталь-МАИ». Однако все лето и начало осени 1936 года «Октябренок» простоял без дела – Пионтковский был до предела загружен испытаниями других самолетов и никак не мог выбрать время для в общем-то невзрачной «блохи-тандема». Из-за этого работники маевского КБ сильно переживали и волновались.
«И здесь, – вспоминал Грушин, – кто-то из сочувствовавших нам опытных товарищей посоветовал обратиться за помощью к очень известному в то время летчику-испытателю, шеф-пилоту завода им. Авиахима Александру Ивановичу Жукову. Он был для нас фигурой почти легендарной. Наверное, не так много было самолетов в стране, на которых бы он не успел полетать. Ему мы и решили доверить свой самолет.
Жуков в то время жил в большом рубленом доме напротив Центрального аэродрома, в районе нынешней станции метро „Аэропорт“. Тогда это была дач ноя зона Москвы. И вот мы с товарищами зашли к нему, представились, рассказали о нашей машине и затруднениях с ее испытаниями, в общем-то, не ожидая положительного исхода разговора. Но тут, вопреки нашим ожиданиям, Александр Иванович сразу же согласился на участие в испытательном полете, сказав: „Буду завтра на аэродроме в пять утра“.