От винта


-???-



Энциклопедия

БИ-1

 

Впервыеидею создания самолета-ракеты еще в конце XIX века выдвинул и теоретическиобосновал основоположник космонавтики К.Э.Циолковский. В конце 1930-х годов,благодаря развитию науки и техники, появилась возможность начать практическоеосуществление этой идеи. В Советском Союзе был создан ряд жидкостно-реактивныхдвигателей (ЖРД), которые применялись на ракетах.

28февраля 1940 года состоялся первый полет ракетоплана РП-318-1 – первогосоветского реактивного пилотируемого летательного аппарата. Он включал планерСК-9, созданный С.П.Королевым в 1935 году, и экспериментальный ракетныйдвигатель РДА-1-150 конструкции Л.С.Душкина и В.П.Глушко, установленный подхвостовым оперением. После успешных летных испытаний было принято решение осоздании ракетных двигателей с большей тягой.

Осенью1940 года А.Я.Березняк, начальник бригады механизмов ОКБ В.Ф.Болховитинова вРеактивном научно-исследовательском институте (РНИИ) ознакомился с работами КБЛ.С.Душкина и образцами ЖРД. Его внимание привлек двигатель Д-1-А-110,предназначавшийся в качестве стартового ускорителя для перспективногоистребителя «З02». В инициативном порядке А.Я.Березняк и начальник бригадыдвигателей А.М.Исаев приступили к разработке эскизного проекта ракетногоистребителя-перехватчика с этим двигателем.

Сначалом войны В.Ф.Болховитинов привлек к работе над самолетом все КБ. 9 июля1941 года эскизный проект с пояснительной запиской был отправлен И.В.Сталину ив августе Государственный Комитет Обороны принял решение о срочной постройкеперехватчика, который был необходим частям ПВО Москвы. Согласно приказу поНародному комиссариату авиапромышленности, на изготовление машины отводилось 35дней.

Самолет,получивший название БИ (Березняк – Исаев, или ближний истребитель), строилипочти без детальных рабочих чертежей, вычерчивая на фанере его части внатуральную величину. Малые размеры самолета облегчали эту задачу.

Вцелях сокращения времени создания перехватчика, 1 сентября опытный экземплярсамолета был отправлен на испытания, параллельно велись работы по доводкесиловой установки.

Планерсамолета (без двигателя и вооружения) буксировался бомбардировщиком Пе-2.Прежде всего были начаты пробежки и подлеты, а затем совершено пятнадцатьполетов с последующим планированием с высоты 3000 м. Были провереныуправляемость машины, ее посадочные свойства. Будущий перехватчик припоявлении самолета противника должен был быстро взлететь и, обладая высокойскороподъемностью и скоростью, догнать и уничтожить неприятеля с первой атаки,затем с остановившимся двигателем, используя запас высоты и скорости,достигнутых за время полета, спланировать на посадку.

Однаковсе работы были прерваны в связи с эвакуацией КБ и РНИИ на Урал в октябре 1941года. Там, с целью отладки работы систем ЖРД, смонтировали наземный стенд –фюзеляж БИ с камерой сгорания, баками и трубопроводами.

Квесне 1942 года программа наземных испытаний была завершена. Летные испытанияуникального истребителя поручили капитану Г.Я.Бахчиванджи, предварительноосвоившему управление системами на стенде. 15 мая 1942 года он совершил первыйполет на самолете БИ с ЖРД.

Особенностиближнего истребителя, использующего для полета новый, реактивный принципдвижения, требовали новой организации испытаний. С каждым последующим полетом,в соответствии с программой испытаний, за счет увеличения запаса компонентовтоплива росли взлетный вес истребителя, длительность работы двигателя, высота искорость полета. Тяга ЖРД регулировалась при подготовке к полету лишь внезначительных пределах вблизи своего максимального значения. Разворот,планирование и приземление выполнялись при нулевой тяге, то есть состановившимся двигателем. На старт самолет буксировался тягачом иустанавливался в направлении полета.

Полетыпроходили без летных происшествий, лишь при посадках случались незначительныеповреждения шасси. Но 27 марта 1943 года при разгоне до скорости 800 км/ч навысоте 2000 м третий опытный экземпляр самопроизвольно перешел в пикирование иврезался в землю неподалеку от аэродрома. Комиссия, расследовавшаяобстоятельства катастрофы и гибели летчика-испытателя Г.Я.Бахчиванджи, несмогла установить причины затягивания самолета в пике.

Какпозже выяснилось, причина катастрофы - неизвестный к тому времени эффект"затягивания в пикирование", присущий прямому (нестреловидному) крылуна скорости около 900 км/ч. Лишь спустя годы ученым удалось объяснить особенностиобтекания самолета воздушным потоком на околозвуковых скоростях и связанные сэтим изменения в поведении самолета.

ИспытанияБИ продолжались до апреля 1945 года. Было построено восемь самолетов.

Несмотряна полуторакратный перевес в скорости, из-за чрезмерно малой продолжительностиполета самолет БИ не мог быть принят на вооружение в качестве истребителя.Однако накопленный опыт пригодился при разработке истребителей с ЖРД, установкеЖРД на поршневых самолетах в качестве временных ускорителей и проектированииреактивных истребителей.

 

Почему БИ-1на большихскоростях затягивало в пикирование?

 

     Для того, чтобы наглядно представить себеэто, рассмотрим две картинки.  

     На первой картинке (Рис.1) представлено обтекание крыла на низких скоростях:

Рис. 1

 

     И в зоне «А», и в зоне «В» скоростьпотока дозвуковая. Поэтому в соответствии с законом Бернулли на участке «А»поток сжимается, скорость потока V a растет, адавление P aпадает.
    В самой верхней точке профиля(«С») скорость максимальна, а давление минимально. Затем, по мередвижения потока к задней кромке, поток расширяется, скорость потока V вуменьшается, а давление P вувеличивается до первоначальных(перед крылом) значений.

     Подъемная сила, создаваемая из-заразрежения над верхней поверхностью крыла, должна быть приложена на однойвертикали с центром тяжести (обеспечивается конструктивно) — вэтом случае нет никаких поворачивающих моментов и полет прямолинейный.

     Теперь рассмотрим (Рис. 2) процессобтекания на скоростях, близких к скорости звука:

Рис. 2

 

     При скорости самолета, близкойк скорости звука, из-за разгона в области «А» скорость потока в верхней точке«С» может достичь скорости звука, т. е. V a= М. При этом образуетсятак называемый скачок уплотнения (светло-серый вытянутый овал нарисунке) и характер потока за ним принципиально меняется — онстановится сверхзвуковым. И характер дальнейшего обтекания подчиняетсякардинально иным закономерностям: при движении потока в области «В» онрасширяется, но при этом скорость потока V вне уменьшается, арастет! А давление P вв этой области так же не увеличивается,уменьшается!  Таков уж характер сверхзвукового потока.

     Разгон продолжается вплоть до заднейкромки крыла, где образуется еще один скачок уплотнения, в котором поток резко(скачком) уменьшается, а давление повышается до первоначальных значений(дозвукового потока перед крылом).

     Так как зона пониженного давлениянад крылом становится больше, то равнодействующая подъемной силы (синяястрелка на схеме) смещается к задней кромке крыла. Центр тяжести жесамолета остается, само собой, на месте — в результате возникает вращающиймомент, опускающий нос самолета к земле и переводящий его в пикирование. Приэтом скорость самолета, естественно, начинает нарастать, что еще иусиливает данный эффект. Всё это усугубляется резким снижениемэффективности хвостового оперения классической схемы на околозвуковыхскоростях и действия рулей высоты оказывается недостаточно, чтобыпарировать момент на пикирование.

     В результате самолет либо разбивается,либо разрушается в воздухе от чрезмерных аэродинамических нагрузок (флаттера).

 

 

Ссылки

http://velikvoy.narod.ru

http://bobah-59.mylivepage.ru/wiki/120/381?last_page=go




-???-| -???-