И-207/3 с подвешенными бомбами ФАБ-250.
История оригинальных бипланов двух конструкторов имела продолжение. Развивая свои идеи, Боровков и Флоров предлагают в 1940 г. проект самолета «Изделие 10» (Самолет №10) с двигателем М-71. В новой разработке они прежде всего стремятся устранить те недостатки, которые удалось выявить при испытаниях И-207. Основой проекта стало желание создать высокоманевренный истребитель-биплан и одновременно доказать возможность получения на нем малых значений лобового сопротивления. Будучи подлинными рыцарями бипланной схемы, конструкторы отчаянно защищали свои идеи, основанные на предположении, что биплан имеет не меньшие возможности получения высоких полетных скоростей по сравнению с монопланом. Более того – они утверждали, что биплан имеет даже ряд бесспорных преимуществ. Он является более компактным и обеспечивает лучший обзор летчику. Меньшие величины корневых хорд крыльев дают возможность уменьшить длину фюзеляжа. Отсюда, как следствие, – уменьшение омываемой поверхности фюзеляжа, то есть уменьшение сопротивления трения.
Вообще, уменьшение длины фюзеляжа выгодно до определенного предела, после которого начинает возрастать доля сопротивления давления. Из продувок тел вращения уже было известно, что наивыгоднейшее удлинение фюзеляжа лежит в пределах значений 5-5,5 единиц. Удлинение фюзеляжей монопланов на самом деле получалось значительно больше, так как длина хвостовой части выбиралась, прежде всего, из соображений необходимой устойчивости и управляемости. Хотя увеличение площади крыльев для повышения маневренности вызывало на биплане и моноплане одинаковое относительное удлинение хвостовой части фюзеляжа, абсолютные значения увеличения сопротивления являлись более высокими именно для моноплана. Это означало, что при меньших площадях хвостового оперения в бипланной схеме можно было уложиться в выгодные значения удлинения фюзеляжа.
Бороться с чисто-бипланными недостатками – сопротивлением взаимоиндукции крыльев, сопротивлением, вызванным интерференцией стыков плоскостей и фюзеляжа, а также с многочисленными торчащими в потоке деталями крепления конструкторы решили путем использования тонких, узких крыльев, изогнутых в виде прямой и обратной «чайки». Предлагаемая схема не имела межкрыльевых стоек и расчалок, могла в достаточной степени обеспечить чистоту аэродинамики и достижение достаточно высоких показателей максимальной скорости. В варианте истребителя самолет №10, по расчетам, мог развивать скорость порядка 650 км/час, время виража составляло 14-16 сек.
Задавшись целью обеспечить своему биплану как можно большую полетную скорость, конструкторы обратились к использованию реактивных двигателей. Еще в июле 1939 г. конструктор Меркулов предложил применять на самолетах с поршневыми двигателями дополнительные прямоточные воздушно-реактивные двигатели. Такие двигатели не требовали специального топлива и питались тем же бензином, что и основной мотор. Они и название по аналогии получили -Дополнительный мотор (ДМ). Использовать ДМ предполагалось кратковременно для резкого увеличения скорости, например в воздушном бою. Первые испытания таких двигателей прошли в конце 1939 г. на самолете И-15бис. Результаты, в общем, были обнадеживающими, поэтому в 1940 г. Боровков и Флоров установили ДМ на И-207/3. Несколько полетов летчика Максимова прошли благополучно.
В «Изделии 10» конструкторы предусмотрели установку ДМ внутри фюзеляжа, за кабиной летчика. В обычном полете ДМ не мешал, но когда требовалось резко увеличить скорость – например, догнать противника, открывались прикрывающие створки и двигатель включался. Расчетная скорость составляла 840 км/час.
Самолет №10 предполагался в трех вариантах:
– скоростной маневренный истребитель;
– истребитель сопровождения;
– пикирующий бомбардировщик.
Стрелковое вооружение предполагалось в виде легкосъемных установок. Первоначальный вариант – 2 ШКАС, 1 БС – можно было легко снять и в полевых условиях заменить двумя пушками калибра 23 мм.
К дополнительным нововведениям стоит отнести шасси с носовой стойкой. Несомненным катализатором использования этой новой схемы шасси следует назвать исследовательские работы ЦАГИ и испытания, проведенные на самолете СБ. Сразу несколько проектов перспективных самолетов имели в 1940 г шасси с носовой стойкой. Что касается «10», то здесь выбранное решение было продиктовано необходимостью – хвостовая часть была занята ДМ.
Следом за проектом №10 появился следующий – «Изделие 11» (Самолет №11). В нем вернулись к схеме шасси с хвостовым колесом. Решение было связано с предполагаемой установкой не одного, а двух ДМ – в боковых выемках фюзеляжа. В пространстве между реактивными двигателями нашлось место для установки костыльного колеса.
В проекте №11 Боровков и Флоров оставили своему биплану роль только маневренного истребителя, подчинив все изменения проблеме уменьшения веса. Проект датируется осенью 1940 г.
Самолет №1> Самолет №11
Двигатель М-71 М-71
Номинальной мощностью
на высоте 5000м 1700 л. с. 1700 л. с.
взлетной 2000 л. с. 2000 л. с.
Размах крыльев 9,5 м 8,5 м
Длина 8.350 м 7,850 м
Площадь крыльев 24 м: 22 м:
Полетный вес 3500 кг 3250 кг
Нагрузка на крыло 146 кг/м' 148 кг/м;
Время набора высоты 8000 м
(с использованием ДМ) 8 мин 6-7 мин
Дальность 800 км 800 км
Максимальная скорость 750-800 км/час 750-800 км/час
Понимания своей любви к двукрылым истребителям, конструкторы, однако не нашли. Сказывалось отрицательное отношение в руководстве авиапромышленности и ВВС к бипланам всех видов. Уже никто не верил в возможность реанимации «крылатых этажерок». Александр Яковлев при личной встрече открыто заявил о невозможности включения новых предложений Боровкова и Флорова в план будущих работ наркомата.
В этих условиях конструкторы делают еще одну попытку перспективной разработки. Как обычно, весьма оригинальную. Основная ставка делается на прямоточки Меркулова, с помощью которых представлялось возможным добиться значительного увеличения максимальной скорости, скороподъемности и потолка. Так в конце 1940 г. была начата разработка самолета с комбинированной силовой установкой, состоящей из поршневого двигателя М-71 и двух воздушно-реактивных ДМ. Эскизный проект, получивший условное обозначение «Д», был закончен в начале 1941 г. В короткий срок проект был одобрен экспертным советом НКАП, перспективную разработку решено было продолжать. Нужно отметить, что авторами было рассмотрено большое количество вариантов и схем, прежде чем они остановили свой выбор на одной из них. Наиболее целесообразной признали схему одномоторного двухбалочного моноплана с толкающим воздушным винтом, балки-фюзеляжи при этом являлись корпусами реактивных двигателей. Проект «Д» представлялся как перспективный истреби- тель-перехватчик с мощным наступательным пушечным вооружением. Задуманный самолет воплощал в себе все достижения аэродинамики предвоенного периода. Вытянутый как пуля фюзеляж, ламинарный профиль стреловидного крыла, мощнейший двигатель М-71 (его мощность 2000 л. с. развивалась тогда только на бумаге) в сочетании с ДМ – все эти факторы должны были, по замыслу разработчиков, позволить новому истребителю разгоняться до фантастической по тем временам скорости – 850 км/час. Весной 1941 г. был закончен аэродинамический и весовой расчет проекта «Д». Полным ходом шли конструктивные проработки и увязки элементов планера самолета. Большинство задумок нигде ранее не встречались, поэтому поломать голову было над чем. Компоновка с толкающим винтом хотя и позволяла улучшить обтекание фюзеляжа (устранение обдувки фюзеляжа потоком от воздушного винта позволяло затянуть ламинарный характер обтекания поверхности и улучшить тем самым аэродинамику), однако являлась не вполне удачной с точки зрения аварийного покидания. Пилот, оставляя в воздухе кабину, непременно попадал во вращающийся воздушный винт. Катапульты тогда еще не были известны, поэтому конструкторам пришлось самим «изобретать велосипед». Поначалу планировалось установить сбрасываемый люк, затем решили установить откидывающийся вниз-назад фрагмент пола с «проваливающимся» креслом пилота. Задуманная схема должна была обеспечить покидание самолета вне зоны вращения воздушного винта.