Березняк-Исаев БИ-1

Эта статья включает в себя список общих ссылок , но он остается в значительной степени непроверенным, поскольку в нем отсутствует достаточное количество соответствующих встроенных ссылок . Пожалуйста, помогите улучшить эту статью, добавив более точные цитаты. ( Июль 2015 г. ) ( Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения )

БИ-1
БИ-1
Роль	Истребитель
Производитель	ОКБ-293
Дизайнер	AYBereznyak и AMIsayev
Первый полет	15 мая 1942 г.
На пенсии	9 марта 1945 г.
Основной пользователь	Советские ВВС
Количество построенных	9

БИ-1 был советским ближним с ракетным двигателем перехватчиком во время Второй мировой войны.

Ранний дизайн [ править ]

Советское исследование и разработка ракетного двигателя самолет начались с Сергеем Королев «s ГИРДОМ-6 проектом в 1932 г. Его интерес к стратосферному полету также совместно с маршалом Михаилом Тухачевским , который поддерживал эту раннюю работу. После серии беспилотных испытаний транспортных средств , Королева РП-318-1 ракета самолет пролетел 28 февраля 1940 г. Это весна, ЦАГИ ( ЦАГИ - Центральный аэрогидродинамический институт - Центральный Aerogidrodinamicheskiy Institut Центральный аэрогидродинамический институт) провел конференцию для руководителей самолетов дизайнеров на тема ПВРД и ракетных двигателей. 12 июля СНК ( Совет Народных Комиссаров) - совет народных комиссаров) призвал к созданию высокоскоростного стратосферного самолета.

Конструктор самолетов, начальник ОКБ-293 Виктор Федорович Болховитинов посетил конференцию ЦАГИ вместе с двумя его ведущими инженерами А.Я. Березняк и А.М. Исаев . Молодой Березняк произвел впечатление в 1938 году своей конструкцией скоростного самолета, который, как некоторые считали, мог побить мировой рекорд скорости. Березняк и Исаев были в восторге от идеи создания ракетного самолета, и их «покровитель» Болховитинов одобрил. К осени 1940 г. они смогли показать товарищу-инженеру Борису Чертоку эскизный проект «Проекта G». Конструкция, выполненная в основном из фанеры и дюралюминия.имел взлетный вес 1500 кг (3300 фунтов), и они планировали использовать новый ракетный двигатель 13,734 кН (3088 фунтов силы), разрабатываемый в РНИИ ( Ракетный научно-исследовательский институт - научно -исследовательский институт реактивных двигателей). Чертока поразило то, что самолет почти вертикально набирал высоту.

Березняк, Исаев и Черток посетили РНИИ в марте 1941 года, но новый ракетный двигатель еще не работал. Двигатель был разработан Леонидом Душкиным , создавшим РД-А-150 для Королевского РП-318-1 . Оснащенный тракторным керосином и дымящей красной азотной кислотой , он не дал ожидаемой тяги в 13,74 кН (3090 фунтов силы) и D-1-A-1100.ожидалось, что она достигнет 10,8 кН (2400 фунтов силы). Буква «А» обозначала азотную кислоту («Азотнокислотный» по-русски), а «К» - жидкий кислород («Кислорода» по-русски), различие необычайной важности и противоречия среди советских ученых-ракетчиков. Топливный насос турбинного Душкина приводил в движение горячим газом и паром из небольшой камеры сгорания, питаемой ракетным топливом, смешанным с водой, но эта система была усовершенствована несколькими годами позже для двигателя РД-2М .

D-1-A-1100 изготовлен из стали S54 (12% -ный хромовый сплав). В то время российские ракетные двигатели создавались по типичной для авиации технологии изготовления поршневых двигателей, весили 48 кг (106 фунтов), их можно было разбить на отдельные секции из кованой стали - коническая головка с 60 центробежными форсунками, цилиндрическая камера, а сопло - соединены болтами и медными прокладками. Он зажигался нихромовой свечой накаливания, позже замененной карбидом кремния, и регенеративно охлаждался обоими порохами, стенки камеры - спиральным потоком поступающего топлива (керосина), а секция сопла - потоком окислителя (азотной кислоты).

Развитие военного времени [ править ]

21 июня Исаев предложил новую конструкцию с использованием сжатого воздуха вместо насоса для подачи топлива в двигатель. На следующий день в результате операции «Барбаросса» Советский Союз вступил во Вторую мировую войну, и ракетный перехватчик внезапно стал важным. Березняк и Исаев приступили к новому, более детальному проектированию, которое они закончили за три недели. 9 июля Болховитинов и его команда project-G встретились с Андреем Костиковым, руководителем РНИИ. Душкину не понравилась идея обойтись без топливного насоса, но они поддержали план и подписали письмо, которое в конечном итоге было показано Иосифу Сталину.. После доклада в Кремле им было приказано построить самолет, и на это было дано всего 35 дней. Официальный заказ датирован 1 августа, но работы начались в конце июля. Инженеры получили отпуск к семьям, а потом буквально жили на заводе, пока самолет не был закончен.

Новый дизайн назывался «БИ» от « Ближнего Истребителя», но все понимали, что буквы обозначают его изобретателей: Березняка и Исаева. Первоначальный план включения четырех пулеметов был заменен конструкцией с парой 20-мм (0,79 дюйма) пушек ШВАК . Новый самолет представлял собой низкоплан длиной 6,4 м (21 фут) с размахом крыла 6,5 м (21 фут) и расчетной взлетной массой 1650 кг (3640 фунтов) (сухая масса 805 кг (1775 фунтов). и имел максимальную пороховую нагрузку 705 кг (1554 фунта). Двигатель D-1-A-1100 был способен дросселировать от 400 кг до 1100 кг, а с 705 кг (1554 фунта) топлива двигатель мог работать в течение почти две минуты. ^[1]

Для создания первых двух прототипов (БИ-1 и БИ-2) работали круглосуточно местные мебельные рабочие. Обшивка представляла собой фанеру толщиной 2 мм (0,08 дюйма) со склеенным тканевым покрытием. Элероны, руль высоты и руль направления были обтянуты тканью, а закрылки - дюралюминиевыми. В носовой части находились 5 баллонов со сжатым воздухом и 2 баллона с керосином. В кормовой части находились 5 баллонов со сжатым воздухом и 3 баллона с азотной кислотой.

Под давлением 60 бар (6000 кПа) резервуары были изготовлены из высокопрочной хромомарганцево-кремнистой стали (« Хромансил »), которая не была особенно стойкой к коррозии. Таким образом, емкости с кислотой приходилось периодически заменять. Сжатый воздух также использовался для втягивания и развертывания шасси и для питания встроенной пушки.

1 сентября 1941 года БИ-1 был закончен и готов к планирующим испытаниям летчиком Борисом Кудриным, так как двигатель Душкина еще не был готов. Спустя несколько недель конкурирующий авиаконструктор А.С. Яковлев взял на себя задачу отбуксировать прототип в ЦАГИ для испытаний в аэродинамической трубе. Это встревожило команду Болховитинова, потому что у их покровителя была непростая история с Яковлевым, но Александр Сергеевич и авиаконструктор Илья Флоров изучили результаты испытаний и дали им дельные советы по улучшениям. Неустойчивость по рысканью была исправлена ​​путем увеличения руля направления и добавления двух круглых пластин к хвостовому стабилизатору.

Испытательные полеты на Урале [ править ]

В октябре ОКБ-293 и РНИИ были эвакуированы на Урал вместе с большей частью военной промышленности Москвы. Команда Болховитинова находилась в Билимбае, а команда Душкина - в Свердловске, примерно в 60 км (37 миль) от них. На берегу замерзшего озера Билимбай был построен испытательный стенд с динамометрической люлькой для удержания БИ-1 во время испытаний двигателя. В команду был передан новый летчик-испытатель Григорий Яковлевич Бахчиванджи . Душкин все больше увлекался другой работой, в том числе собственным проектом РНИИ - ракетным самолетом Костиков-302 . Он поручил своему инженеру Арвиду Палло наблюдать за установкой и испытаниями ракетного двигателя. ^[2]

Азотная кислота представляет собой постоянную проблему, разъедая детали, вызывая ожоги кожи и раздражение дыхательных путей. Резервуары с раствором карбоната натрия держали для нейтрализации пролитой кислоты. 20 февраля 1942 года двигатель взорвался во время полных испытаний системы. Секция сопла попала в озеро, и головка двигателя ударилась о спинку сиденья пилота, в результате чего Бахчыванджи ударился о приборный щиток и получил легкие травмы. Азотная кислота под давлением из разорванной линии пропеллента залила Палло. К счастью, сообразительные механики с головой окунули его в емкость с содовым раствором. Его лицо было желтым от характерных кислотных пятен, но очки спасли его от ослепления. Чтобы защитить пилота в будущем, к спинке сиденья была добавлена ​​стальная пластина 5,5 мм (0,22 дюйма).

К апрелю 1942 года БИ-1 был готов к испытаниям на близлежащем аэродроме Кольцово. Была сформирована испытательная комиссия из представителей ОКБ-293, РНИИ и НИИ ВВС . 2 мая пилот позволил самолету подняться на высоту 1 м (3 фута 3 дюйма) с малой тягой.

15 мая в 19:02 (UTC) Бахчиванджи совершил первый настоящий полет БИ-1, достигнув высоты 840 м (2760 футов) и максимальной скорости 400 км / ч (220 узлов; 250 миль в час). Масса самолета была уменьшена до 1300 кг (2900 фунтов) (только 240 кг (530 фунтов) азотной кислоты и 60 кг (130 фунтов) керосина), а мощность двигателя была понижена до 4,9 кН (1100 фунтов). фунт-сила). Пилот выключил ракетный двигатель примерно через одну минуту, когда загорелся свет, обозначивший его перегрев. При посадке самолет слишком быстро снизился из-за недостаточной скорости движения, сломав при приземлении основные стойки шасси. Пилот не пострадал и сообщил, что, за исключением грубой посадки, самолет справился хорошо. Полет длился всего 3 минуты 9 секунд.

В июле Душкин отозвал Палло для участия в работе над проектом «302», а Болковитинов попросил Исаева взять на себя и освоить технологию ракетных двигателей на жидком топливе. Исаев получил разрешение посетить Валентина Глушко , ведущего советского специалиста по ракетным двигателям, который тогда работал в специальной лаборатории для политзаключенных . Глушко обучил Исаева сложным методикам расчета теплоотдачи камеры и конструкции двигателя, разработанным им самим и Фридрихом Цандером.в начале 1930-х гг. Система подачи топлива Исаева была простой, но она создавала неравномерное давление топлива, которое уменьшалось по мере использования сжатого воздуха. Болковитинов и его инженеры боролись с этой проблемой, создав регуляторы давления и даже поршневой топливный насос, приводимый в действие сжатым воздухом, но ни одно из этих усовершенствований не было реализовано.

Слишком поврежденный кислотой, чтобы летать безопасно, БИ-1 был списан, и был подготовлен второй прототип БИ-2. Бакчиваджи совершил второй полет 10 января 1943 года, достигнув высоты 1100 м (3600 футов), но с дросселированием двигателя до максимальной скорости 400 км / ч (220 узлов; 250 миль в час). Первый полет проходил с опущенным шасси, и наблюдалась некоторая вибрация. Для второго полета шасси убирали, вибрации на той же скорости не наблюдалось.

Третий полет совершил 12 января (по некоторым источникам 10 февраля) временный летчик-испытатель Константин Груздев, пока Бахчиванджи консультировал Костикова по проекту «302». На этот раз был открыт двигатель до полной тягой 10,79 кН (2430 фунтов _ф ) и со скоростью 675 км / ч (364 кН; 419 миль / ч) была достигнута и максимальная высота 2190 м (7190 футов). Зимой шасси меняли с колес на лыжи. В одном из полетов Груздева при взлете сломалась одна лыжа, но он смог благополучно приземлиться. Бахчиванджи вернулся, чтобы совершить полеты на третьем прототипе БИ-3 11 марта, 14 марта и 21 марта, достигнув максимальной высоты 4000 м (13000 футов) с максимальной скоростью набора высоты 83 м / с (16300 футов / мин). .

Полет 21 марта проходил с полной загрузкой боеприпасов, однако на большинстве БИ не было оружия, и хотя в некоторых отчетах утверждается, что БИ-4 использовался для испытаний боевых боеприпасов, стрельба из оружия в полете не производилась. Также сообщается, что модель БИ-4 будет использоваться в качестве шаблона для серийного производства от 30 до 50 самолетов БИ-ВС на заводе Андрея Москалева , при этом Москалев дополнит спаренную пушку ШВАК зарядом в десять термитных бомб.

27 марта во время маловысотного испытательного полета БИ-1, пилотируемый Бахчиванджи, совершил пикирование на 45 градусов и врезался в землю, убив Бахчиванджи. Авария остановила летные испытания, и началось длительное расследование. В конце концов, после испытаний в аэродинамической трубе было определено, что БИ-1 потерял управление из-за трансзвукового воздействия на органы управления / стабилизаторы тангажа. Оценки конечной скорости Бахчиванджи варьируются от 800 до 900 км / ч (от 430 до 490 узлов; от 500 до 560 миль в час), но регистрирующие приборы были слишком повреждены аварией для надежного измерения. 27 марта считается черным днем ​​в истории советской авиации, а также датой гибели Юрия Гагарина в авиакатастрофе МиГ-15УТИ . В 1973 году Бахчиванджи посмертно присвоено звание Героя Советского Союза..

Возвращение в Москву, паровоз Исаева [ править ]

В мае 1943 года ОКБ-293 вернулось из эвакуации и развернуло работу в Химках, пригороде Москвы. 18 мая Болховитинов написал подробный доклад «О ракетных самолетах и ​​дальнейших перспективах». Он подчеркнул необходимость изучения опасного режима «шокового сваливания» и безопасного перехода через околозвуковую скорость и за ее пределы. Он предложил цель создать новый ракетный самолет, способный развивать скорость 2000 км / ч (1100 узлов; 1200 миль в час).

В следующем году Болховитинов выпустил еще пять самолетов, от БИ-5 до БИ-9. Весной 1944 года БИ-6 был оснащен парой прямоточных воздушно-реактивных двигателей ДМ-4 Игоря Александровича Меркулова . В нем не было ракетного двигателя, поэтому его буксировали в воздух. Пилот Борис Кудрин трижды летал на БИ-6, но так и не смог запустить оба ПВРД одновременно. Самолет доставлен в ЦАГИ для дальнейших испытаний в аэродинамической трубе Т-101. Вспомогательный двигатель ДМ-4 испытывался также на истребителе Як-7б .

С потерей двигателя Д-1-А-1100 Исаев приступил к проектированию нового двигателя. РД-1 был закончен и испытан в октябре 1944 года. По общему виду двигатель был такой же, как у Душкина, но с многочисленными доработками. Исаев вылепил профили из нержавеющей хромистой стали 12Х13 (хром 13%, содержание углерода 0,12%). Головка имела 85 закрученных форсунок, расположенных в виде сот, что способствовало улучшению смеси топлива и окислителя. Также вместо свечи накаливания использовался более надежный электродуговый стартер. Исаев также улучшил регенеративное охлаждение, увеличив скорость потока вокруг сопла.

БИ-7 летал дважды с двигателем РД-1, 24 января и 9 марта 1945 года. Палло сообщает, что во время январского полета произошла авария с шасси. Помимо нового двигателя, в конструкцию самолета были внесены различные изменения: увеличенный руль направления, меньший ложный киль и другие галтели крыла. Во время испытательных полетов летчик Борис Кудрин заметил трепетание хвоста . 29 мая летчик М.К. Байкалов провел испытания БИ-7 в режиме планера, без запуска двигателя, флаттер не обнаружен. В этот момент самолет был слишком разъеден азотной кислотой, чтобы снова летать, и он был списан. Для дальнейшего исследования проблемы флаттера БИ-5 был модифицирован так же, как БИ-7 (но без двигателя), и испытан в полетах на планере; однако проблема не была воспроизведена.

После отправки БИ-6 в ЦАГИ БИ-9 был принят на вооружение в качестве замены (обозначен цифрой «6» на его хвосте). На нем летали Борис Кудрин и М.А. Байкалов, он использовался в испытаниях планеров с увеличенной массой полезной нагрузки. Судьба БИ-8 неизвестна.

С появлением турбореактивных самолетов в середине 1940-х годов стала очевидной бесперспективность дальнейшего развития ракетной авиации в целом и БИ в частности, в первую очередь из-за ограниченного времени полета.

Однако опыт, накопленный КБ Болховитинова, стал бесценным, а выпускники КБ стали видными деятелями советской ракетно-космической техники. Два инженера БИ стали основоположниками двух конструкторских школ: Березняк основал ОКБ-155, ведущее конструкторское бюро СССР по разработке крылатых ракет , а Исаев стал основателем ОКБ-2, специализирующегося на жидкостном топливе малой и средней тяги. ракетные двигатели для ракет и космических аппаратов.

Полеты с питанием [ править ]

БИ летал 12 раз с двигателем, семь раз с двигателем Душкина Д-1-А-1100, три раза с ПВРД ДМ-4 и дважды с ракетным двигателем Исаева РД-1.

Операторы [ править ]

 Советский союз

• Советские ВВС

Технические характеристики [ править ]

Данные из ^[3]

Общие характеристики

• Экипаж: 1
• Длина: 6,40 м (21 фут 0 дюймов)
• Размах крыла: 6,48 м (21 фут 3 дюйма)
• Высота: 2,06 м (6 футов 9 дюймов)
• Площадь крыла: 7 м ² (75 кв. Футов)
• Пустой вес: 805 кг (1775 фунтов)
• Максимальный взлетный вес: 1650 кг (3638 фунтов)
• Силовая установка: 1 жидкостный ракетный двигатель Душкин Д-1А-1100, тяга 10,79 кН (2430 фунтов силы)

Представление

• Максимальная скорость: 800 км / ч (500 миль / ч, 430 узлов) расчетная
• Диапазон: 1000 км (620 миль, 540 миль)
• Практический потолок: 12000 м (39000 футов)

Вооружение

• Орудия: две носовые 20-мм пушки ШВАК, 45 снарядов на ствол, две ракеты РС-82.

См. Также [ править ]

• Список самолетов Второй мировой войны
• Мессершмитт Ме 163 Комет

Ссылки [ править ]

• Черток, Борис, Ракеты и люди: Том 1 , Серия истории НАСА, 2005.
• Душкин, Леонид С., «Экспериментальные исследования и планирование проектирования в области жидкостных ракетных двигателей», Очерки истории ракетной техники и космонавтики , НАСА, 1977.
• Исаев А.М. Первые шаги к космическим двигателям // Машиностроение.
• Локтев А. «Четыре встречи с Арвидом Палло», Вестник , № 18, 1999.
• Палло, Арвид, «Ракетный Истребитель БИ-1», Космонавтика прошлого
• Евтифьев М.Д. Огненные крылья. История реактивной авиации в СССР 1930–1946. Москва, 2005.
• Салахутдинов Г.М., Развитне Методы Теплозащиты Жидких Ракетных Двигателей , Наука, 1984.
• Иллюстрированная энциклопедия воздушных судов (часть работы 1982-1985), 1985, Orbis Publishing.

Внешние ссылки [ править ]

Викискладе есть медиафайлы по теме Березняк-Исаев БИ-1 .

• Ле Березняк-Исаев Б.И. Статья (на французском языке) с коллекцией фотографий.
• BI Статья (на русском языке) с фотографиями, в том числе фотографиями приборной панели и пушки.
• Арвид Палло Российский архивный институт (РГАНТД) - дань уважения Арвида Палло. С таблицей запусков событий.
• Видео Видеоматериал испытательных полетов BI.