сайт об авиации первой мировой войны

Трагическая судьба талантливого авиаконструктора Константина Алексеевича Калинина и его знаменитые самолеты серии "К" будут еще долго привлекать к себе внимание людей, интересующихся историей. Гибель в годы сталинских репрессий одного из замечательных представителей технической элиты страны отразилась, без сомнения, на путях развития отечественной авиации. Об этом уже много говорилось.

Мы вспомним один из летательных аппаратов, разработанный конструкторским коллективом под руководством К.А. Калинина в 1930-х годах -экспериментальный самолет необычной бесхвостой схемы К-12

В соответствии с новой военной доктриной, предусматривающей модернизацию ВВС РККА, к февралю 1931 г. НИИ ВВС разработало тактико-технические требования для перспективного многоцелевого "войскового" самолета. Проектирование и строительство машины под индексом ВС-2 поручили Харьковскому заводу опытного самолетостроения (ХАЗОСС), который возглавлял Калинин.

При решении такой сложной инженерной задач сотрудники КБ показали себя технически зрелыми специалистами. В апреле 1933 г. был готов первый эскизный проект будущего самолета в трех вариантах, которые разрабатывались под три различных двигателя: М-22, М-49 и М-52. Последний вариант самолета по схеме приближался к бесхвостому. Но из-за наличия вынесенного горизонтального оперения, расположенного близко к фюзеляжу, его называли короткохвостым.

После рассмотрения в НИИ ВВС проект ВС-2 не приняли из-за недостаточно полного о'бъема представленного материала и увеличенной (по сравнению с техническим заданием) нагрузки самолета. Согласовали со штабом ВВС лишь схему летательного аппарата - "летающее крыло" В ее будущее Калинин убежденно верил и полагал, что "самолет без хвоста имеет много преимуществ перед обычным самолетом При военном применении он особенно ценен своей маневренностью и возможностью огневой защиты"

Возражения вызвало применение мотора М-52. По данным ЦАГИ, предлагаемый вариант мотора планом опытного строительства не был предусмотрен. Кроме того, имевшая место при испытании М-52 поломка картера (один из его дефектов) требовала переделки проекта самого мотора и задерживала его выпуск. Для подстраховки на случай неготовности мотора М-52 к выпуску самолета ВС-2 конструктору предписывалось произвести расчеты под моторы М-22 и М-58.

В то время и у нас, и за рубежом идея создания "летающего крыла" привлекала только очень смелых конструкторов. Начальник ЦКБ ЦАГИ С.Н.Ильюшин докладывает в мае 1933 г в ГУАП: "Самолеты подобной схемы на опыте не проверены. Подобного рода поперечное управление (элероны, вынесенные поверх крыла) имеется на американском самолете "Нортроп-Гама", сделанное в комбинации с закрылками типа "Цапа". Каких-либо сведений об управляемости этого самолета нет.

Продувки, произведенные в ЦАГИ при аэродинамических исследованиях, показывают очень низкую эффективность конструкции подобных элеронов. По аналогии с указанными продувками можно ожидать ухудшения эффективности горизонтального оперения, расположенного под обрезом задней кромки.

ЦКБ считает, что самолет подобной конструкции является сугубо экспериментальным, и поэтому сразу строить самолет большого тоннажа (4-5 т) нецелесообразно. Необходимо провести продувки в аэродинамической трубе, и в случае благоприятных результатов построить самолет с мотором в 75-100 л.с. для опытной проверки".

В сентябре 1933 г. ХАЗОСС предъявил второй эскизный проект самолета К-12 (ВС-2). В материалах отчетов НИИ ВВС записано следующее: "Эскизный проект самолета К.А.Калинина представляет собой свободно несущий двухмоторный моноплан с близко расположенным к крылу горизонтальным оперением и является типом "летающее крыло".

Моторы расположены по бокам фюзеляжа в передней кромке крыла. Моторные коки вытянуты поперек всего крыла и в задней части схватывают ферму с двумя костыльными колесами, сверху которых установлены стойки, служащие креплением и осью вращения килей. Средняя часть моторного кока используется как обтекатель для убирающегося в полете шасси.

Однолонжеронный стабилизатор, состоящий из двух половин, крепится к задней части фюзеляжа, оканчивающегося вблизи задней кромки крыла.

Крылья в средней части прямоугольной формы, консоли по бокам моторов имеют форму трапеции со скосом передней кромки назад. Задняя кромка является продолжением центроплана.

Элероны расположены над крылом. По концам крыла установлены шайбы, служащие в то же время и рулями поворота. Для уменьшения посадочной скорости применяется клапан типа "Нортроп", расположенный по задней кромке крыла вдоль всего размаха.

Вдоль передней кромки трапециевидной части крыльев расположены предкрылки, разделенные по размаху на две части: крайние автоматические и внутренние управляемые.

В нижней поверхности крыла вписаны маленькие крылья, которые в ХАЗОССе называют "подкрылками". При посадке эти "подкрылки" по воле пилота выпадают из контура крыла и устанавливаются в наивыгоднейшем положении, увеличивая несущую поверхность на 15-20 процентов.

Материал конструкции: прямоугольная часть крыльев центроплана состоит из двух лонжеронов, выполненных из хромомолибденовой стали, и стальных нервюр. Передняя часть центроплана (от передней кромки до переднего лонжерона) и задняя часть центроплана (от задней кромки до заднего лонжерона) выполняются из дюраля или электрона. Полотняная обшивка в местах около моторов и фюзеляжа покрывается электронными или дюралевыми дорожками.

Трапециевидные части крыльев двухлонжеронной конструкции предполагаются из дерева. Обшивка - фанера. Вертикальные и горизонтальное оперение и элероны выполняются из стальных труб и обшиваются полотном.

Фюзеляж овальной формы из труб, обтянут полотном, башни для стрелков обшиты электроном или дюралем.

Шесть бензиновых баков расположены в центре по обе стороны от моторов.

Места экипажа и бензиновых баков могут быть покрыты съемной броней.

Шасси разнесено, убирается в полете. Колеса низкого давления ("дутики") с тормозами. Иной амортизации, кроме колес, шасси не имеет. На зимнее время устанавливается другое шасси, не убирающееся в полете и с масляной амортизацией.

В гражданском варианте самолет вмещает 11 пассажиров, в почтовом варианте - шесть. Разобранный на части самолет можно перевозить по железной дороге.

Выбор геометрических соотношений в самолете ничем не оправдан. Подбор оперения также не оправдан, статические коэффициенты не приведены, продувки не делались. Например, площадь горизонтального оперения составляет 13,8% от площади крыла. Этот процент является средним для самолетов нормальной длины (где доходит до 15-15,5%), но проектируемый самолет имеет очень короткий хвост.

При подборе не указана серия винтов, которой пользовались при расчетах. Результатов проверки достаточности высоты профиля (с точки зрения прочности) также не представлено. Данные о продувке крыла или самолета в проектной документации отсутствуют.

Введение в конструкцию крыла предкрылков, клапана типа "Нортроп", подкрылков, шайб, разрезного профиля нигде не отражено в представленном аэродинамическом расчете. Даже посадочная скорость определена по обычной формуле. Зачем вводить все эти конструктивные усовершенствования, если диапазон скоростей (58-80 км/ч) предлагается как для обычного самолета?

От самолета требуется, чтобы он не "штопорил". Для этого конструктор использует предкрылки, шайбы с рулями поворота на концах крыльев, сильное V поперечное стабилизатора(вопрос о затенении хвоста в представленной схеме не решался). Но исследования самих профилей на штопорные свойства не представлены.

При учете лобовых сопротивлений не учтено сопротивление дыр в коках (о закрытии которых после убирания колес нигде не говорится). Сводки лобовых сопротивлений для зимних условий, когда шасси не будет убираться, не составлены.

Вопрос о перенесении радиаторов к мотору в его кок не рассматривается, а это существенно улучшит крыло и уменьшит "лоб".

Центровка самолета произведена на общий вес 3986 кг, который не соответствует полетному весу в 4200 кг, указанному в специальной весовой характеристике и принятому в аэродинамическом расчете.

Очевидно, надо считаться с тем весом, на который произведены представленные аэродинамические расчеты. Но тогда не ясно, почему при общем полетном весе 4200 кг полезная нагрузка взята 800 кг, тогда как по техническим требованиям она должна быть равна 627 кг, т.е меньше на 173 кг.

Принятый в центровке при полетном весе 3986 кг запас бензина в 800 кг сохранен и при заявленном полетном весе 4200 кг (с включением в это количество масла). Однако объяснение необходимости такого количества бензина нигде не представлено 

Таким образом, вес бензина на самолете для мотора М-22 должен быть 550 кг, а не 800 кг. При постановке мотора М-52 потребный вес горючего будет еще меньше, так как моторы водяного охлаждения расходуют горючего на силу в час меньше, чем моторы воздушного охлаждения Кроме того, мощность М-52 не превышает мощность мотора М-22.

В центровке самолета на вес 3986 кг не принят во внимание вес масла. Если предполагать, что он входит в вес горючего, то про горючее сказано, что оно располагается в центре тяжести самолета, тогда как масло обычно располагается вблизи от мотора. Считая необходимое количество масла в 10% от бензина, получаем, что на самолете необходимо иметь 55-60 кг масла. Таким образом, вес всей нагрузки на самолете должен быть равен. 1237 кг. В проекте же принят вес 1600 кг, что превышает требуемый техническими условиями на 363 кг. Следовательно, полетный вес самолета, заявленный разработчиком не верен - он преувеличен.

Предъявленная центровка самолета выполнена неудовлетворительно, так как произведена только с мотором М-22. Центровка с моторами М-52 не представлена. Но они должны быть различными, т.к. положение веса М-52 может не совпадать с положением веса М-22 (кроме того, при М-52 прибавляются вес воды и радиаторов).

Вес шасси намечен чрезвычайно большим В силу особенностей конструкции и схемы самолет имеет большой вес костыля (в данном случае - костыльных колес) и к ним дополнительных ферм, что в сумме дает вес костыльного приспособления в 100 кг. Тогда как в нормальной схеме для самолета такого тоннажа вес костыля должен быть в пределах 6-10 кг.

Вес крыла намечен в хороших пределах нормы.

Вес винтомоторной группы велик. Он составляет 25,5% полетного веса и 40,8% веса пустого самолета, чего мы не встречаем в уже имеющихся самолетах Таким образом, данная схема самолета является благоприятной с тактической точки зрения, но в весовом отношении не оправдывается. Постановка двух дополнительных полуфюзеляжей для крепления костыля и оперения и убирания шасси увеличила вес шасси и костыля, не оказав влияния на снижение веса оперения, фюзеляжа, винтомоторной группы или крыла

Произведенный анализ весов отдельных элементов, показывает, что следовало бы уменьшить предположенный вес конструкции на 170-220 кг.

При посадке самолета и на рулежке нижний край конца хвоста самолета отстоит от линии земли всего на расстояние 160 мм. Поэтому задний стрелок будет страдать от ударов об неровную поверхность земли при посадке - в случае небольшого "передира" машины летчиком.

Зимой самолет, проваливаясь в рыхлый снег, будет задним концом фюзеляжа забирать снег и тащить его валунами перед собой, что сильно затруднит взлет. При полетах же по твердому снегу задний стрелок опять будет страдать от ударов, потому что высота препятствий зимой встречается до 250 мм.

Конец хвостов коков костыльных колес отстоит от линии земли при рулежке на 80 мм. В этом случае ко всем перечисленным эксплуатационным неудобствам можно уверенно добавить неизбежность поломки.

Малый угол крена шайб влечет за собою не только неудобство эксплуатации и поломку концов крыльев, но и как следствие последнего, возможную аварию. По нашим нормам требуется угол крена в 10╟, а по наименьшим американским нормам - не менее 6╟.

Материал конструкции, указанный в технических требованиях - дерево. В проекте предлагается центроплан из хромомолибденовых труб, а консоли выполняются из дерева. Обшивка деревянных консолей фанерой исключает использование самолета в крайних северных и южных районах СССР и хранение его под открытым небом.

Обшивка полотном тоже малопригодна для самолетов, хранящихся вне помещения. Но она легко ремонтируется и заменяется, поскольку не участвует в силовой схеме крыла (в противовес фанере, обшивку из которой обыкновенно заставляют работать).

Применение хромомолибдена в конструкции центроплана взамен дерева оправдывается своеобразной схемой самолета и применением машины на низких высотах, когда неизбежны прострелы.

Введение дерева в консоли крыла оправдывается дешевизной материала, легкостью ремонта и разъемностью частей крыльев, требующейся для перевозки по железной дороге.

Обшивка полотном всей машины является наиболее целесообразной.

При этом необходимо ввести дюралевые покрытия (дорожки) для хождения по крылу около моторов, бензиновых и масляных баков, около фюзеляжа.

Технические требования по защите экипажа при полете, поняты, видимо, конструктором, как защита экипажа в положении самолета "на спине". Поскольку для этой цели в самолете введены усиления - скрытая в обтекателе головы пилота пирамидка и мощные стойки килей

Защита же переднего стрелка от повреждений во время закрытия капота не предусмотрена.

В эксплуатации шасси часто случается, что сегодня используют колеса, завтра - лыжи, а затем опять на колесах. При перелетах же из одного пояса в другой смена лыж на колеса и обратно необходима в кратчайшее время.

В проекте предлагается колесное шасси без амортизации благодаря применению колес-"дутиков". А для лыж предлагается иметь в запасе другое шасси с амортизацией и в случае надобности в замене колес на лыжи переставлять шасси.

Но для смены шасси необходимо, как известно, вывешивать самолет на специальных кранах, подставках, домкратах или других приспособлениях, что требует много времени и сил.

Необходимо в конструкции шасси иметь амортизацию и нормальные колеса, так как "дутики" обладают рядом недостатков. Так, их прострел приводит к аварии; длина втулки колеса вдвое превышает обычную, поэтому имеющая нормальную длину втулки лыжа без соответствующих добавочных приспособлений установлена быть не может.

Постановка двух костыльных колес вместо одного неудобна в эксплуатации, потому что трудно обеспечивать одновременный поворот обеих колес на нужные радиусы (кстати сказать, различные для обоих колес). Особенно это скажется зимой, когда одна из лыж, не успев повернуться, перекосится и сломается.

Следовало бы сделать одно костыльное колесо, поместив его сзади второго стрелка, что одновременно предохраняло бы заднего стрелка от ударов о землю.

Велик угол капотажа в 32╟, самолету будет трудно оторвать хвост при разбеге и легко заворачивать в конце пробега. Следует уменьшить до 20 градусов.

При установке моторов М-22 на схеме показано, что коки после моторов неоправданно продолжаются через все крыло не только понизу, но и поверху. Следует в этом случае кок поверху вести по мере надобности - примерно так, как это сделано на модели самолета ВС-2 с моторами М-52.

Необходимо дополнить технические требования в части назначения и методов применения самолета ВС-2. К ним относятся:

разведка (визуальная фотографическая) в интересах войскового командования - как объектов непосредственно на поле боя, так и в оперативном тылу противника;

поддержание связи между отдельными войсковыми соединениями и их штабами, также между элементами боевого порядка, на марше, в разведке и бою;

в исключительных случаях использование для разведки целей в интересах Полярной авиации и усиление последней в случаях выполнения его задач в интересах войскового командования;

полет, как правило, одиночными самолетами;

выполнение задач днем и ночью и в затруднительных метеорологических условиях;

работа (взлет и посадка) со слабо оборудованных площадок ограниченных размеров;

самостоятельная оборона в полете от воздушного противника, обеспечивающая уход под защиту наземных средств ПВО.

При затруднительных метеорологических условиях или при выполнении специальных задач высота полета может быть снижена до 200 метров.

Следует также отметить, что необходимо обеспечить обзор нижней полусферы из кабины переднего летнаба путем остекления части пола в кабине.

Размещение и пользование 3-й огневой точки для стрельбы под хвост следует при данной схеме сделать для переднего стрелка.

В гражданском варианте следовало бы сделать нос и хвост фюзеляжа другими, а именно бутафорией, дающей хорошее обтекание и обзор летчику вперед. Для этого надо нос и хвост фюзеляжа делать разъемными, которые при мобилизации будут немедленно заменены другими, утвержденными по схеме военного варианта ВС-2.

Для центровки не в военном варианте это будет даже лучше".

Далее следуют выводы:

"Представленный аэродинамический расчет сделан на полетный вес 4200 кг, а самолет должен весить примерно 3430 кг, следовательно, представленные летные данные не верны.

Нагрузка принята в проекте 1600 кг, а должна быть 1237 кг.

Аэродинамический расчет самолета ВС-2 для моторов М-22 и М-52 сделан на один и тот же вес, что не выявляет действительного эффекта от применения того или иного мотора.

Посадочная скорость, определенная при данной схеме самолета в 82 км/ч должна быть получена в пределах 56-60 км/ч, что требует обязательного подтверждении продувкой.

Продувок модели самолета или крыла не представлено, и аэродинамическая схема самолета ничем не оправдана.

Определение длины разбега и пробега, а также расчета виражей и полета на одном моторе не представлено.

Конструктор отказался от нормального расположения руля высоты и стабилизатора (на продолжении хорды) и с целью уменьшения посадочной скорости применил клапаны типа "Норт-роп". Однако при отгибе клапана для уменьшения посадочной скорости, в целях балансировки самолета, вероятно, придется увеличивать отклонение стабилизатора, что поведет к повышению скорости. Поэтому без специальной продувки совершенно не ясен вопрос как о целесообразности вынесения элеронов и стабилизатора из контура крыла, как и об эффективности устанавливаемых клапанов. Продувок модели, характеризующих устойчивость самолета, не представлено.

Летных данных самолета зимой, когда шасси не будет убираться, не представлено.

Центровка самолета сделана на другой вес (3986 кг), чем принятый для аэродинамического расчета (4200 кг). Разбивка весов по центровке не сходится с весами отдельных элементов, указанных по весовой характеристике.

В весовом отношении предложения схема "летающее крыло" неоправданна, вес конструкции преувеличен.

В эксплуатационном отношении в представленной схеме рассматриваются как нерациональные: малое расстояние от земли конца хвоста фюзеляжа, концов коков костылей, концов шайб; применение шасси без амортизации и колес-"дутиков"; применение обшивки консолей из фанеры; большой угол капотажа.

Представленная центровка самолета с моторами М-22 показывает, что при разных боевых положениях экипажа центровка колеблется от 33,91% до 34,4% максимальной хорды. Бомбы расположены в центре тяжести самолета, что сложно учесть при расчете очередности сбрасывания бомб. При выпущенных шасси центр тяжести передвигается вперед.

Вес полезной нагрузки для самолета с моторами М-22 больше, чем заданный техническими требованиями (656-627 кг). Это объясняется тем, что в проекте для заднего и переднего стрелков приняты одинаковые веса. А в технических требованиях дается для переднего стрелка два пулемета ШКАС, а для заднего - один. Вес аэронавигационного оборудования не учтен. Отношение веса полной нагрузки к полетному весу достаточное".

Отмечалось, что вес крыла, фюзеляжа и шасси выдержан в хороших пределах. Вес оперения большой из-за своеобразной схемы самолета, и снижение его невозможно ввиду необходимости иметь достаточную жесткость. Вес винтомоторной группы велик по сравнению с другими многомоторными самолетами. Но учитывая, что дается малая нагрузка на 1 л.с., его следует сравнивать с истребителями.

На основании всего вышеизложенного в предъявленном виде боевая схема самолета утверждена быть не может. Необходима ее доработка под нагрузки, заданные техническими требованиями к самолету, с обоснованием и расчетом выгодности принятой конструктором схемы расположения органов управления". 

 Для того, чтобы проверить все теоретические расчеты, Калинин решил построить не просто продувочную модель, а настоящий летающий цельно-деревянный планер-аналог самолета ВС-2 в масштабе 1:2. Летчик В.О.Борисов совершил на нем около ста полетов, исследуя в реальных условиях различные режимы. 

 Перевод опытной части ХАЗОСС в Воронеж повлиял и на судьбу "бесхвостки". Закладка машины на стапеля задержалась, и только в начале 1936 г. опытный цех приступил к сборке реального самолета. В июле 1936-го самолет К-12 выкатили на летное поле, и летчик Борисов впервые поднял его в небо. Полеты по программе заводских испытаний проводил также Борисов. Широкой общественности самолет, раскрашенный под сказочную "Жар-птицу" был представлен на параде в честь праздника Военно-воздушных сил СССР 18 августа 1937 г. В это время К-12 проходил государственные испытания в НИИ ВВС. 

 Производственное оформление -удовлетворительное". 

 В заключение отчета об испытаниях в НИИ ВВС, подписанном Филиным и Марковым, говорится следующее: 

"Самолет ВС-2 2М-22 (К-12) представляет безусловный интерес, так как с его постройкой впервые разрешен вопрос о создания "летающего крыла" в вооруженном варианте. Принципиальная схема ВС-2 имеет тактические выгоды по сравнению с нормальной схемой хвостового самолета - в отношении обзора, обстрела, а также малого разбега и малой посадочной скорости.

Однако в предъявленном виде самолет ВС-2 имеет низкие летные свойства и недоведенное вооружение, не может быть признан современным боевым самолетом, и рассматривается только как экспериментальный.

Необходимо довести самолет ВС-2 и устранить все дефекты, отмеченные в отчете. После проверки в заводских полетах предъявить самолет на государственные испытания".

Я.В.Смушкевич утвердил отчет НИИ ВВС по испытаниям самолета-"бесхвостки" ВС-2 М-22 конструкции Калинина 8 декабря 1937 г. в следующей формулировке:

"Отметить, что самолет ВС-2 представляет по своей принципиальной схеме большой интерес для ВВС РККА, так как дает значительные выгоды в отношении обзора и обстрела, а также удовлетворительные взлетно-посадочные качества.

Считать необходимым, довести самолет ВС-2 как экспериментальный, устранить все дефекты, указанные в отчете, основными из которых являются:

отсутствие продольной устойчивости самолета на малых углах атаки (больших скоростях) и при свободных рулях;

малая эффективность вертикального оперения при рулежке, разбеге, пробеге и полете на одном моторе;

недоработанность посадочных средств (шасси и костыль), сильно затрудняющая посадку;

недостаточный обстрел и плохая экранировка стрелковых точек;

малая скорость (V макс равна 219 км/ч).

Просить ГУАП обеспечить доводку самолета ВС-2 М-22 к 1 марта 1938 г., после чего предъявить самолет на окончательные государственные испытания по полной программе.

Включить в план опытного самолетостроения на 1938 г. разработку проекта опытного самолета по схеме ВС-2 М-22 с летно-тактическими данными и вооружением, соответствующим современным требованием к боевым самолетам.

Решение о постройке серийного самолета принять после испытаний самолета ВС-2 М-22".

К сожалению, "Жар-птица", продемонстрированная на параде в Тушино, осталась единственной построенной машиной марки "К-12". Авиаконструктор Константин Алексеевич Калинин погиб в 1938 г. Руководство авиационной промышленности приняло решение прекратить серийное строительство "войсковых самолетов", уже начатое в том же 38-м году. "Жар-птицу" разобрали, ее узлы и компоненты отправили на склад.