Прежде чем начать рассказ о судьбе одной неординарной машины, хотелось бы прояснить некоторые технические аспекты. Отношение веса самолета к площади крыла, называемое удельной нагрузкой, во все времена авиации было одной из важнейших характеристик, определяющих летные качества летательного аппарата. При этом всегда был неизбежен принцип: «Выигрываем в подъемной силе, - проигрываем в скорости». Недаром бипланы с большой площадью крыла имели малую скорость отрыва и относительно небольшую скорость горизонтального полета. У моноплана - все наоборот. На помощь пришлось привлекать приспособления, изменяющие геометрическую конфигурацию аппарата - предкрылки, щитки, закрылки, изменяемый шаг винта. Идея более радикального изменения конфигурации машины (крыло изменяемой стреловидности) пришла лишь в 40-50-е годы, когда воплотить эту идею позволил технологический уровень самолетостроения. В 30-е же годы конструкторов обычно выручала лишь механизация крыла. И только очень немногие из них пытались воплотить рискованную и технически чрезвычайно сложно осуществимую идею крыла изменяемой площади. Французский инженер Махонин в 1931 году построил моноплан с низкорасположенным телескопически раздвигающимся крылом. Несущая площадь его изменялась за счет уменьшения или увеличения размаха. Но особого успеха Махонин не достиг: слишком много хлопот доставлял ненадежный механизм перестройки крыла, а телескопический принцип изменения его геометрии намного ухудшил аэродинамические качества плоскостей. Были и другие, не более удачные попытки изменить площадь несущих плоскостей в полете. А вот советскому летчику-испытателю и авиаконструктору Владимиру Васильевичу Шевченко удалось достичь более существенного успеха.
Makhonin Mak 10 со сложенным и выдвинутым крылом
В конце 30-х годов в коллективе Особого КБ-30 под руководством главного конструктора В. Шевченко был разработан уникальный для того времени самолёт ИС-1, который затем построили на заводе №156. Его схему можно назвать «монобиплан», так как нижнее крыло было убираемым. До Шевченко никто из зарубежных и советских конструкторов не посягал на статичность всей несущей поверхности, не пытался полностью избавиться от одного, мешающего в скоростном полете, крыла. Этот же биплан после отрыва от земли мог убрать не только шасси, но и нижнее крыло, сложив его по шарнирам. При этом колеса убирались в боковые ниши фюзеляжа, сюда же специальным подъемным механизмом убиралась и корневая часть крыла, а концевая - вписывалась в выемку нижней части верхней плоскости. Полученный таким образом моноплан-высокоплан сразу же менял все свои характеристики: значительно уменьшалось лобовое сопротивление, увеличивалась скорость полета. В то время монопланы, имеющие повышенную нагрузку на крыло, как было указано выше, обладали довольно высокой максимальной скоростью, но пониженной маневренностью и худшими взлетно-посадочными характеристиками. Бипланы, напротив, славятся отличными маневренными качествами и отменными взлетно-посадочными свойствами. Они не нуждаются в обширных аэродромах, но, увы, их максимальная скорость уже считалась явно недостаточной. Так, к майору Шевченко, летчику-испытателю НИИ ВВС пришла идея в одном самолете соединить лучшие качества моно- и биплана.
ИС-1 на тележке с убранными шасси и нижним крылом
Первые эскизные расчеты и чертежи Шевченко представил в научную коллегию ВВС. Проект нашли очень интересным и оригинальным, не встречавшимся ранее в мировой практике. Конструктору выделили помещение в старом здании МАИ, небольшие средства и определили коллектив для постройки макета. Узнав о необычной работе, которую ведет Шевченко, выдающиеся летчики Григорий Кравченко, Степан Супрун и Анатолий Серов горячо поддержали энтузиаста, помогли ему советом и делом. К осуществлению идеи подключился и известный летчик комбриг Александр Филин.
В апреле 1938 года во временном КБ действующий макет принципиально нового самолета ИС-1, выполненный по расчетам и чертежам Шевченко бригадой слесарей под руководством инженера Петра Носикова, был продемонстрирован группе летчиков и инженеров НИИ ВВС. Увиденное буквально ошеломило присутствующих: самолет за несколько секунд превращался из биплана в моноплан и обратно. Серов даже воскликнул:
Вот какого самолета нам так не хватало в Испании!
Инженер по эксплуатации В. Тепляков обратил особое внимание собравшихся на высокую точность изготовления всех узлов и агрегатов макета: даже самый ничтожный люфт гидроцилиндра, подтягивающего нижнее крыло биплана, может запросто привести к разрушительным колебаниям плоскостей. Причем следовало ожидать и всевозможные сюрпризы в процессе уборки нижнего крыла и шасси. Ведь «ломаясь» в шарнирах и подтягиваясь к верхнему крылу, нижнее в течение семи секунд перемещается поперек обтекающего самолет потока. И здесь могут быть всякого рода непредвиденные скосы воздушных струй, закрученные вихри. А, возможно, и то, чему названия пока нет: ведь проводился эксперимент впервые в истории авиации.
И вот через несколько дней посмотреть на диковинный макет по «наводке» Серова в КБ приехали нарком обороны К. Ворошилов, начальник ВВС А. Локтионов, нарком Авиапрома М. Каганович и другие важные персоны советского руководства. Метаморфозы с макетом самолета всех не на шутку удивили, а Ворошилов похвалил Шевченко:
«Идея ваша очень интересная. Надо доложить товарищу Сталину, необходимо создать отдельное КБ. У вас есть модель, чтобы можно было показать Иосифу Виссарионовичу? Кстати, что означает ваше название - ИС-1?» - «"ИС", - ответил Шевченко, - это значит Иосиф Сталин, так мы решили на собрании сотрудников. Один - это первый самолет, созданный для испытаний возможностей уборки крыла и шасси в полете. За ним предполагается создать более совершенные образцы. Что же касается особого КБ, - то прошу вас, товарищ маршал, не стоит беспокоиться...»
Не мог же сказать Владимир Васильевич, что большинство его сотрудников как раз из тех, кого «поперли» из других КБ за «недоверие». Что касается названия - в 60-е годы, в период развенчания культа личности «вождя» появилась версия, что «ИС» означало «Истребитель Складной», но в сохранившихся документах такая расшифровка не встречается. В этом нет ничего удивительного - в то время многие стремились «подлизаться» к какому-нибудь партийному деятелю рангом повыше, оттого и появлялись названия в духе «КВ», «ВЛ» и «ИС». Да и на продвижении проекта такое название могло отразиться благотворно - вряд ли какой-то функционер средней руки осмелится объявить «Иосифа Сталина» или «Владимира Ленина» барахлом…
Как бы там ни было, вскоре Шевченко вызвали в кремль на совещание авиаработников. Сталин медленно прохаживался возле стола президиума, спустился в зал, присел рядом с конструктором:
- Ну что ж, товарищ Шевченко, я не против, что вы назвали такой замечательный самолет моим именем. Такая машина, как утверждают специалисты, абсолютно необходима в новых условиях. Когда сможете сделать опытный самолет?
- Постараемся к 1 января сорокового года, товарищ Сталин.
- Ну, а если к Октябрьской революции тридцать девятого?
- Нет, никак не успеем. Дело новое и очень сложное.
- А если дадим завод?
- Заводом здесь не поможешь, товарищ Сталин.
- Ах, какой вы несговорчивый, товарищ Шевченко... Хорошо, подберите кадры, утвердим через товарища Берия. А производственное помещение получите в ЦАГИ...
Шевченко понял, что это где-то рядом с «шарашкой», где работал «враг народа» Туполев... Так оно и оказалось. Радовало лишь одно - отменные условия работы, любые материалы, высококвалифицированные специалисты. В мае 1939 года появился первый официальный приказ № 114:
О предоставлении в распоряжение главного конструктора ОКБ-30 на заводе № 156 тов. Шевченко В.В. на проектирование и постройку самолетов с убирающимися крыльями. Премиальный фонд: на ИС-1 - 1 500 000 руб.; на ИС-2 - 1 200 000 руб. Общий кредит на разработку определить в 76 млн. руб.
ИС-1 являлся экспериментальным самолетом, построенным для изучения небывалой до этого схемы и проверки механизма уборки крыла и шасси в полете. Внешне ИС-1 имел некоторое сходство с истребителем Поликарпова И-153 «Чайка». Длина самолёта - 6.79 м, высота - 3.3 м, размах крыла - 8.6 м, площадь (в бипланном варианте) - 20.83 м², максимальный взлётный вес - 2345 кг. Нижнее крыло состояло из центроплана и складывающихся консолей. Посредством подъемного механизма, установленного в фюзеляже, центроплан поворачивал на шарнирах крепления к фюзеляжу и складывал нижнее крыло. Подъемный механизм, в свою очередь, состоял из гидроцилиндра и двух кулисных подкосов. Рабочее давление (60 атм) создавалось помпой, установленной на моторе. Консоль имела два лонжерона, склепанных из дюралевых профилей со стенкой. Обшивка из листового дюраля, укрепленная штампованными нервюрами. Нижний центроплан состоял из двух ферменных сварных лонжеронов и центральной трубы крепления кулис подъемного механизма. Нервюры и обшивка центроплана дюралевые.
Фюзеляж сварной из хромансилевых труб представлял собой силовую ферму с наружным дюралевым каркасом и смешанной обшивкой. Передний отсек состоял из четырех рам, связанных между собой в ферму. В месте центроплана крепилась силовая корзинка. В ее отсеке установлен шток подъема и выпуска крыла и шасси. По наружным сторонам корзины располагались узлы крепления нижних центропланов. На передней раме расположены узлы крепления моторамы. На четвертой - узлы крепления хвостовой части фюзеляжа. Между первой и второй рамой - передний бензобак, а между третьей и четвертой - задний. Задний отсек расчален проволочными крестами. В отсеке пилота имелись добавочные стержни для установки сиденья и пола. Наружная обшивка фюзеляжа делилась на переднюю и хвостовую части. Каркас хвостовой части был выполнен из легких дюралевых шпангоутов, и продольных профилированных стрингеров и обтянут полотном ACT-100. Верхнее крыло состояло из центроплана формы «чайка» и двух консолей. Крыло двухлонжеронной конструкции с работающей дюралевой обшивкой. Лонжероны ферменного типа, сваренные из хромансилевых труб. Нервюры крыла штампованные из дюраля, крепились к лонжерону стальными хомутами. В обшивке центроплана верхнего крыла имелись силовые люки для обслуживания пулеметов.
Стабилизатор имел два лонжерона, на которых набраны штампованные нервюры. К фюзеляжу стабилизатор крепился четырьмя болтами, что позволяло на земле изменить установочный угол стабилизатора в пределах от +2 до -4°. Киль съемный двухлонжеронной конструкции, крепился к фюзеляжу на четырех точках. Шасси консольного типа с амортизацией и нормальными тормозными колесами размером 700x150 мм. Костыль, установленный на самолете, неуправляемый, ориентирующийся, запирающийся в нейтральном положении. Уборка и выпуск его производились тросами. Костыль снабжен пневматическим амортизатором. Шасси и хвостовой костыль убирались одновременно с уборкой крыла.
Двигатель - девятициллиндровый звездообразный поршневой воздушного охлаждения М-63, спроектированный в ОКБ А.Д. Швецова. Девять индивидуальных выхлопных патрубков были выведены в отверстия капота. Мощность двигателя - 900 л.с. Максимальная достигнутая скорость - 453 км/ч.
На самолете предусматривалась установка четырех пулеметов ШКАС (7.62 мм), расположенных в центроплане верхнего крыла. Рассматривался вариант усиления вооружения за счёт замены двух из четырёх пулемётов винтовочного калибра на крупнокалиберные БС (12.7 мм). Подвеска бомб, ракетных снарядов, подвесных топливных баков либо другой полезной нагрузки не рассматривалась. Впрочем, расположить точки подвески можно было бы только под фюзеляжем.
Управление самолетом смешанное. Рулем высоты и элеронами - жесткое, состоящее из дюралевых труб и качалок. Управление рулем поворота - тросовое. Приборная доска состояла из трех панелей - центральной с амортизацией и подсветкой и двух боковых. На центральной части расположены пилотажно-навигационные приборы, на правой - моторного оборудования и кислородный прибор. Левая панель занята сигнальными лампами, тормозным манометром и переключателем магнето мотора.
Всеобщий интерес к самолету с убирающимся крылом был настолько велик, что испытания его поручили лучшим военным летчикам. Первый полет произвел 29 мая 1940 года летчик-испытатель Василий Кулешов. Затем он совершил еще пять полетов. Вопреки опасениям самолет вел себя безукоризненно. Правда, крыло и шасси Кулешов не убирал. Впервые сделал этот смертельно опасный трюк летчик-испытатель Георгий Шиянов 21 июня 1940 года. Самолет и здесь показал отличные результаты. В заключительном отчете от 9 января 1941-го Шиянов писал:
Оборудование кабины ИС-1 аналогично самолетам И-153, И-16. Приборы расположены удобно. Органы управления мотором, самолетом и вооружением расположены целесообразно. Посадка в кабине удобная, но обзор для руления имеет слишком узкий сектор. На взлете самолет легко отрывается и не боится боковика. Возможен взлет с подрывом. На больших углах атаки тенденций к сваливанию нет. Наивыгоднейшая скорость набора – 200-210 км/ч. На скорости набора 240 км/ч наблюдается небольшая вибрация хвостового оперения типа бафтинг. Самолет прост в пилотировании и "плотно сидит" в воздухе. Проявляется незначительное потряхивание хвоста на малых скоростях. Виражит устойчиво, но чувствуется недостаточная мощность мотора. Обзор в воздухе вперед также недостаточен. По прибору доводил скорость до 300 км/ч на высоте 2000 м. Планирует ИС-1 устойчиво, допускает планирование с брошенными рулями. Подвод к земле на посадке на скорости 190 км/ч. Но обзор для посадки недостаточен. Пробег очень устойчив. Производил посадку с боковым ветром до 45° и силой 10 м/сек. Никаких сомнений самолет не вызывает.
В облете уникальной машины принял участие и знаменитый летчик С. Супрун. В его умелых руках истребитель ИС-1 продемонстрировал свою стремительность и высокую маневренность. Крыло и шасси Степан убрал сразу же после взлета, чем буквально поразил присутствующих летчиков и конструкторов. В своем заключении по испытаниям ИС-1 Супрун записал:
На рулежке обзор вперед недостаточен. Взлет простой. Амортизация шасси нормальная. При переходе в угол набора самолет слегка потряхивает, что не опасно. Механизм уборки крыльев и шасси расположен очень удобно и просто. Крыло и шасси убираются легко, поведение самолета в этот момент нормальное, просадки нет. Самолет послушен в пилотировании. Вираж и боевой разворот выполняет очень хорошо. Можно делать вираж с креном 70° на скорости 300 км/ч. Вывод из боевого разворота на скорости 220 км/ч. Отбалансированный самолет хорошо летит с брошенной ручкой. Поперечная и продольная устойчивость самолета очень хорошие. При выпуске крыла и шасси поведение самолета нормальное. Посадка проста.
Эти оценки нового самолета подтверждает также и третий участник облета инженер-летчик Алексей Гринчик:
ИС-1 в варианте моноплана очень приятен в полете и устойчиво ведет себя в воздухе.
В январе 1941 г. был готов второй вариант самолета, получивший название ИС-2, с убирающимся в полете нижним крылом и более мощным мотором М-88 на 950 л.с., который исключал многие недостатки своего предшественника. Было усилено и вооружение - два пулемета 12.7-мм и два - 7.62-мм. Максимальная скорость (расчетная) достигла 600 км/ч. Таким образом, «замах» был сделан на показатели не ниже, чем у монопланов «новой волны». Кроме повышения мощности мотора, у ИС-2 был значительно уменьшен мидель фюзеляжа, увеличено его удлинение и сделан более обтекаемый капот двигателя. Несколько уменьшена при этом площадь крыльев. Однако, началась война, и на ИС-2 успели сделать всего лишь четыре испытательных полета. Затем программа складных истребителей была свернута.
Помимо высокой сложности в производстве и относительной дороговизны машин такого типа, сыграло роль и то, что ИС не мог реализовать в бою свои маневренные качества в варианте биплана. Ведь нижнее крыло у него выпускалось синхронно с шасси, а это резко повышало лобовое сопротивление и, соответственно, снижало летные данные. Достоинства конструкции проявлялись только на взлетно-посадочных режимах. Между тем Шевченко и в необычайно трудных условиях военного времени продолжал бороться за создание принципиально нового самолета. Появился эскизный проект ИС-4 с двигателем М-71Ф мощностью 2000 л.с. Его расчетная максимальная скорость у земли предполагалась в 660 км/ч, а на высоте 6000 м - 720 км/ч! Максимальный расчетный потолок - 13300 м. Планировалось мощное пушечное вооружение. Впрочем, другие авиационные специалисты находили расчётные характеристика ИС-4 завышенными и утверждали, что максимальная скорость не превысила бы 650 км/ч.
Схематический чертёж проетного ИС-4
По сравнению с первыми «ИСами» на ИС-4 были сделаны принципиальные усовершенствования. Подобрана лучшая форма фюзеляжа и отлично сопряженное с ним крыло. Предусмотрено носовое колесо. Ниши в боках фюзеляжа для уборки крыла и шасси должны были закрываться специальными автоматически выдвигающимися стенками, исключающими срыв потока с фюзеляжа. Шасси убиралось в центроплан независимо от уборки нижнего крыла, то есть планировалось избавится от одного из важнейших недостатков конструкции и реализовать полноценный полёт в режиме биплана. Вместо открытого козырька на ИС-4 устанавливался хорошо обтекаемый фонарь. Предкрылки на верхнем крыле абсолютно исключали явление бафтинга хвостового оперения. Упрощен механизм уборки нижних крыльев. Но эра винтомоторных самолетов уходила, и реализовать замечательные качества ИС-4 на практике не удалось. Последней работой Шевченко был эскизный проект самолета ИС-14, сделанный в 1947 г. Проект сопровождался письмом авиаконструктора в ЦК партии. На этот раз Шевченко разработал принципиально новую схему - высокоплан с малой несущей поверхностью при большой стреловидности крыла на максимальном режиме полета. Крыло поворачивалось в горизонтальной плоскости при помощи шарнирного соединения. Консоль по верхнему обрезу фюзеляжа могла быть откинута назад под углом до 61°. Этот реактивный истребитель-перехватчик при полном полетном весе 3200 кг должен был достичь скорости значительно более высокой, чем на других самолетах с подобными двигателями.
И-190 Поликарпова и ИС-1 Шевченко
Такова история очень интересного и действительно уникального самолёта-трансформера, единственного в мире монобиплана. Конечно, он был намного интереснее и перспективнее, чем разрабатывавшиеся в то же время в СССР «классические» бипланы, такие как И-207, И-190 и другие. Впрочем, серийный выпуск и повседневное обслуживание такого самолёта были бы крайне затруднены сложностью и дороговизной его конструкции, необходимостью тщательной подгонки узлов и в целом высокими требованиями к культуре производства. По этой же причине не стал массовым лучший лёгкий танк своего времени Т-50 - вместо него были разработаны и пущены в серию более простые и дешёвые Т-60 и Т-70. Да и в прямом воздушном бою такой самолёт-гибрид вряд ли бы превзошёл «чистые» монопланы противника, такие как Me.109 и FW.190, хотя бы потому, что им не нужно нести немалый вес гидравлики и механизмов складывания крыла. В любом случае, конструкция Шевченко заслуживает уважения за оригинальность и выдающиеся инженерные решения.
Представлена модель монобиплана ИС-1 с выпущенными шасси и нижним крылом во время испытательных полётов, лето 1940 года, СССР. Модель фирмы Amodel с доработками, масштаб 1/72.
Обзор набора, заметки по сборке и покраске в посте:
При написании статьи использованы материалы из источников:
На этом пока всё, в следующем посте наконец вернёмся к израильской бронетехнике! Потому подписывайтесь, а также заходите в мою группу Вконтакте, где можно обсудить лично всякие вопросы и даже заказать изготовление модели (https://vk.com/warminiarts). А сейчас - благодарю за внимание и хорошего времени суток!
