Первый реактивный самолет би 1. Легендарные самолеты

Истребитель БИ так и не удалось вве­сти в эксплуатацию, поэтому в дан­ном разделе будет описана драма­тическая история постройки и испытаний этой машины.

Эскизный проект истребителя БИ был сделан в начале лета 1941 года всего за 12 дней. 9 июля его послали на рас­смотрение в Кремль. В сопроводитель­ном письме указывалось, что на деталь­ную проработку проекта и постройку прототипа требуются, как минимум, три месяца. Вскоре вышло постановле­ние Государственного комитета оборо­ны, подписанное Сталиным, в котором проект был одобрен, разработчикам вы­делялось все необходимое, но прототип предписывалось сдать через 35 дней!

Поскольку перечить Сталину никто не решился, коллективу КБ и опытно­го завода пришлось буквально перей­ти на казарменное положение и работать круглосуточное короткими перерывами на сон. На изготовление бумажных рабо­чих чертежей не было времени, поэтому их вычерчивали прямо в заводском цеху на листах фанеры, из которых тут же вы­резали заготовки деталей.

35-дневный срок выдержать все же не удалось, но уже через 40 дней гото­вый прототип был представлен. Такие темпы работ, да еще по абсолютно но­вой уникальной машине, являлись про­сто фантастическими и небывалыми в истории мировой авиации. Вдвойне удивительно, что самолет, сделан­ный в такой спешке, оказался в целом удачным.

1 сентября ракетный перехватчик БИ-1 отправили на аэродром. Это был самолет очень малых размеров и чистых аэродинамических форм. В первых по­летах он стартовал на буксире за бом­бардировщиком Пе-2 , после набора вы­соты отцеплялся и совершал посадку «попланерному». Согласно отчету ис­пытателя Б.Н. Кудрина, БИ-1 в качестве планера оказался устойчивым, хорошо управляемым, пилотировать его было легко и приятно, почти никаких дорабо­ток не требовалось.

Наземные тесты силовой установки давали меньше поводов для оптимизма. Работа с азотной кислотой была очень сложна и опасна. Даже капля этой жид­кости при попадании на кожу вызывает ожог, кроме того, она активно разъедала баки, трубопроводы и уплотнения.

Тем не менее на октябрь намечалось начало летных испытаний самолета с ра­ботающим двигателем, но этим планам помешала война. Германские войска стремительно наступали, приближаясь к Москве. 16 октября Народный комис­сариат авиационной промышленности принял решение о срочной эвакуации КБ Болховитинова и его опытного завода, а также всего, что было связано с про­граммой БИ, на Урал. Это заставило на­долго прервать испытания.

На новом месте создатели реактив­ного истребителя разместились в на­скоро сколоченных деревянных бараках в поселке Билимбай под Свердлов­ском (ныне Екатеринбург). В январе 1041 года после монтажа самого необ­ходимого оборудования и несмотря на 40-градусные морозы, работы возоб­новились. Новым летчиком-испытателем взамен заболевшего Кудрина стал Григо­рий Яковлевич Бахчиванджи.

Приближался момент первого «ра­кетного» старта, но 20 февраля во время очередной «прогонки» двигателя на на­земном стенде в камере сгорания прои­зошел взрыв. К счастью, никто серьезно не пострадал, но выяснение и устране­ние причины аварии снова отодвинуло начало полетов. В апреле БИ-1 достави­ли на свердловский аэродром Кольцово. Именно там 15 мая 1942 года капитан Бахчиванджи поднял в воздух первый в России и второй в мире (после немец­кого Ме-163) истребитель на ракетной тяге. Полет продолжался всего три ми­нуты, но это было знаменательное собы­тие. В отчете Государственной комиссии по испытаниям говорилось: «Взлет и по­лет самолета БИ-1 с ракетным двигате­лем, впервые примененным в качестве основного двигателя самолета, доказал возможность практического осуществле­ния полета на новом принципе, что от­крывает новое направление развития авиации».

Радость создателей машины не была омрачена даже тем, что при планиро­вании на посадку Бахчиванджи, ра­нее никогда не летавший на БИ-1, слег­ка ошибся с выравниванием и подломил шасси. Поломку сочли незначительной и легко устранимой.

Долгожданный успех вдохновил руко­водство страны. Было принято решение о постройке еще двух прототипов уже с вооружением, а также небольшой се­рии в 30 машин для войсковых испыта­ний в строевых частях. Но БИ-1 больше не летал, поскольку вскоре выяснилось, что за время многочисленных наземных проб двигателя пары азотной кислоты разъели конструкцию машины, и она по­теряла прочность.

Между тем боевые действия на фрон­тах Великой Отечественной войны пока­зали, что советская истребительная ави­ация способна бороться с вражескими бомбардировщиками и без применения ракетных перехватчиков. Это отразилось на темпах работ: от создателей БИ уже не требовали «авральной» спешки, а по­тому второй и третий прототипы были готовы только к концу года.

10 января 1943 года Бахчиванджи выполнил на БИ-2 второй ракетный по­лет, а 12 января подключившийся к ис­пытаниям летчик К.А. Груздев совершил третий полет. Как и первый полет, он за­кончился поломкой шасси на посадке. Пилот не пострадал, но самолет исклю­чили из программы испытаний. Бахчиванджи продолжил облетывать третий экземпляр. В шестом полете 21 марта он установил мировой рекорд скороподъ­емности - 160 метров в секунду. К сожа­лению, из-за секретности этот рекорд так и не был официально зарегистрирован на международном уровне.

На 27 марта был намечен седьмой по­лете целью достижения и замера макси­мальной скорости, которую способна раз­вить машина. Он оказался роковым как для летчика, таки для всей программы БИ. Сра­зу после отключения двигателя, когда ско­рость БИ-3 была наивысшей, истребитель вдруг опустил нос, перешел в крутое пики­рование и через несколько секунд врезался в землю. Раздался мощный взрыв...

Причина катастрофы долго оставалась невыясненной. Одни предполагали отказ системы управления, другие - внезап­ную потерю сознания летчиком, но все это были лишь домыслы. Большин­ство же склонялось к тому, что по мере приближения к звуковому барьеру с са­молетом начинает происходить нечто неведомое, но как с этим бороться никто не знал, поскольку аэродинамика транс­звуковых скоростей была еще совсем неизученной.

И только к концу года, после запуска первой в СССР высокоскоростной аэроди­намической трубы Т-106 и продувки в ней макета БИ, ученые узнали об эффекте за­тягивания в пикирование самолетов с пря­мым крылом и «дозвуковым» профилем на скоростях свыше 800 км/ч. Тогда стало ясно, что для таких режимов полета аэро­динамическая схема советского реактив­ного «первенца» не пригодна.

В результате постройка войсковой се­рии была прекращена, хотя примерно 20 самолетов уже находились в высокой степени готовности.

Прототипы с номерами от 4 до 7 «по инерции» все-таки достроили для испытаний двигателя РД-1 и других ис­следований на относительно малых ско­ростях. В начале 1945 года летчики Ку­дрин и Байкалов совершили на БИ-7 еще два полета, но при этом их скорость не превышала 600 км/ч, а скороподъ­емность — 87 метров в секунду. В том же году все экземпляры БИ списали и отпра­вили на слом. К сожалению, ни одно­го из них не сохранилось до наших дней, а в Монинском авиамузее стоит натур­ный макет, который лишь в общих чертах воспроизводит внешний облик машины.

Карьера перехватчика БИ была корот­кой и не очень удачной. Но хотя ему не на­шлось места в строю, и летчики не совер­шали на нем боевых подвигов, его вполне можно отнести к самолетам-легендам, по­скольку этот деревянный «малыш» открыл нашей авиации дверь в реактивную эру.

В заключение надо добавить, что оба его создателя более не занимались по­стройкой самолетов, но зато достигли больших высот в ракетно-космической тематике. А.Я. Березняк организовал ОКБ-1 55 (ныне ФГУП «Радуга»), ставшее ведущим советским разработчиком кры­латых и авиационных ракет, а А.М. Иса­ев был основателем конструкторско­го бюро ОКБ-2 по созданию ракетных двигателей.

Советский ракетный истребитель БИ-1

15 мая 1942 года капитаном Г.Я. Бахчиванджи испытан первый советский ракетный истребитель БИ-1 (Березняк-Исаев, по другой версии - ближний истребитель) конструкции А.Я. Березняка и А.М. Исаева, изготовленный Авиационным заводом № 381, работавшим на территории Уралвагонзавода до конца 1943 года.

Идею создания истребителя, в котором основным двигателем бы служил жидкостный реактивный двигатель, впервые предложил еще в 1938 году Сергей Павлович Королев, работавший тогда над ракетопланом РП-218. Он предполагал, что ЖРД с его огромным удельным расходом топлива (4-6 кг топлива в секунду при тяге двигателя в 1000 - 1500 кгс) может быть наиболее эффективно использован на истребителе-перехватчике противовоздушной обороны, взлетающем из положения дежурства на аэродроме при визуальном обнаружении самолета противника в районе охраняемого объекта. Малый вес и большая тяга ЖРД обеспечивали максимальную скорость горизонтального полета ракетного перехватчика 800 - 850 км/ч. Но самое главное, такой перехватчик имел бы громадную по тому времени скороподъемность, почти в 10 раз превышавшую скороподъемность лучших истребителей с поршневыми двигателями.

Виды с разных сторон и компоновка

Благодаря большой скорости и скороподъемности ракетный перехватчик на активном этапе полета с работающим ЖРД мог бы быстро настигнуть самолет противника, с ходу атаковать его и сбить мощным пушечным огнем. После прекращения работы двигателя перехватчик должен был выйти из боя и выполнить посадку с неработающим двигателем как планер, что не должно было представить трудности, учитывая значительное уменьшение массы самолета после выработки топлива и израсходования боезапаса.

А.Я.Березняк А.М.Исаев

И вот однажды двое молодых конструкторов из КБ Болховитинова - Александр Яковлевич Березняк и Алексей Михайлович Исаев, посетив реактивный институт НИИ-3 и ознакомившись там с ЖРД конструкции Леонида Степановича Душкина, решили создать чисто ракетный перехватчик.
Первое время Березняк и Исаев работали над реактивной машиной в свободное время, поскольку она не была включена в план КБ. Так было до тех пор, пока не грянула война. Тогда Болховитинов оказал молодым конструкторам всестороннюю поддержку, и уже 9 июля 1941 года эскизный проект с пояснительной запиской направили Председателю Государственного Комитета Обороны И. В. Сталину. В августе 1941 года ГКО принял решение о срочной постройке перехватчика, который в то трудное время был особенно необходим частям ПВО, - уже и в Москве начались воздушные тревоги.

БИ-1, 1941 год

Простой и технологичный планер самолета БИ цельнодеревянной конструкции построили довольно быстро. Строили его почти без детальных рабочих чертежей, вычерчивая в натуру на фанере его части, по плазам. Это облегчалось малыми размерами самолета. Обшивка фюзеляжа выклеивалась на болванке из шпона, затем крепилась к каркасу.

Хвостовая часть БИ-1

ЖРД (жидкостный реактивный двигатель) Д-1А-1100 устанавливался в хвостовой части фюзеляжа. Топливом служил тракторный керосин, а в качестве окислителя применялась концентрированная 96-98-процентная азотная кислота. Эти компоненты подавались в двигатель под давлением воздуха из бортовых баллонов. Двигатель расходовал 6 кг топлива в секунду. Общий запас топлива на борту самолета, равный 705 кг, обеспечивал работу двигателя в течение почти 89 секунд.

Не все шло гладко - при одном из пусков двигателя, когда в кабине находился лётчик-испытатель Григорий Яковлевич Бахчиванджи, произошел взрыв. Бахчиванджи и Палло получили ожоги, но, оправившись, продолжили подготовку к первому вылету. К весне 1942 года, закончив программу наземных испытаний, Бахчинванджи приступил к рулежкам и подлетам и, наконец, 15 мая 1942 года, поднял БИ в воздух. Второй полет состоялся 10 января 1943 года. На сей раз, когда тягу увеличили до 800 кг, самолет разогнали до 400 км/ч. Потом Бахчиванджи вызвали принимать макет истребителя «302», того самого, чей двигатель поднял БИ в воздух.

И-302

Вернувшемуся из командировки Бахчиванджи осталось совершить несколько полетов, в том числе на максимальную скорость. Он-то и стал последним для талантливого летчика-испытателя. 27 марта 1943 года на невиданной тогда скорости более 800 км/ч БИ перешел в пикирование и врезался в землю неподалеку от аэродрома. Аварийная комиссия установила, что при выключении двигателя самолёт резко снизил скорость, лётчик ударился солнечным сплетением о штурвал и потерял сознание, соответственно не управлял самолётом и не предпринимал попыток спастись.

Памятник БИ-1 в Кольцово

В то время аэродинамики еще не знали, что опасность быть затянутым в пикирование грозит всем скоростным самолетам с прямым крылом обычного профиля. Самолёт уже готовили к принятию на вооружение - было изготовлено более 30 планёров, ожидавших установки двигателя, но после этой катастрофы работы были прекращены. Правда, главной причиной стала не сама катастрофа, а появление у немцев турбореактивного истребителя Мессершмитт-262. Он был лишён такого недостатка, как ограниченная продолжительность полёта, и для взлёта, несмотря на весьма небольшую тягу двигателей, никакого ускорителя ему не требовалось.

Me-262

Но самое главное исследования разрушенного планёра самолёта выяснили, что он уже достаточно сильно повреждён азотной кислотой - в любой момент мог бы произойти взрыв из-за утечки окислителя и его смешивания с топливом.

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:

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 a падает.
В самой верхней точке профиля(«С») скорость максимальна, а давление минимально. Затем, по мередвижения потока к задней кромке, поток расширяется, скорость потока V в уменьшается, а давление P в увеличивается 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:

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 в не уменьшается, арастет! А давление P в в 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).

http://velikvoy.narod.ru

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

Весной 1940 года в состоялось совещание, на котором главные конструкторы самолетов были проинформированы о новых перспективных силовых установках с реактивными двигателями различных типов, в основном с ЖРД и ПВРД. 12 июля 1940 года Комитет Обороны при Совете Народных Комиссаров СССР принял постановление, определившее создание первых отечественных самолетов с реактивными двигателями. В постановлении, в частности, предусматривалось решение вопросов «о применении реактивных двигателей большой мощности для сверхскоростных стратосферных полетов…»

В том же 1940 году была признана необходимость создания истребителя-перехватчика с ЖРД. Идею создания такого истребителя впервые предложил С.П.Королев еще в 1938 году в процессе работы над ракетопланом РП-318 . Он предполагал, что ЖРД с его огромным удельным расходом топлива (4-6 кг топлива в секунду при тяге двигателя 1000 — 1500 кгс) может быть наиболее эффективно использован на истребителе-перехватчике противовоздушной обороны, взлетающем из положения дежурства на аэродроме при визуальном обнаружении самолета противника в районе охраняемого объекта. Малый вес и большая тяга ЖРД обеспечивали максимальную скорость горизонтального полета ракетного перехватчика 800-850 км/ч. Но самое главное, такой перехватчик имел бы громадную по тому времени скороподъемность, почти в 10 раз превышавшую скороподъемность лучших истребителей с поршневыми двигателями. Благодаря большой скорости и скороподъемности ракетный перехватчик на активном этапе полета с работающим ЖРД мог бы быстро настигнуть самолет противника, с ходу атаковать его и сбить мощным пушечным огнем. После прекращения работы двигателя перехватчик должен был выйти из боя и выполнить посадку с неработающим двигателем как планер, что не должно было представить трудности, учитывая значительное уменьшение массы самолета после выработки топлива и израсходования боезапаса. Основным недостатком такого самолета С.П.Королев считал малую продолжительность полета. Военные специалисты положительно оценили предложение С.П.Королева и в своем заключении подчеркивали, что небольшая продолжительность полета допускает практическое использование таких самолетов.

С весны 1941 года в ОКБ главного конструктора В.Ф.Болховитинова над проектом истребителя-перехватчика с двигателем Л.С.Душкина, обещавшего скорость 800 км/ч и более, в инициативном порядке начали работать А.Я.Березняк и А.М.Исаев. Концепция их ракетного перехватчика практически полностью соответствовала предложению С.П.Королева, выдвинутому в 1938 году.

9 июня 1941 года главный конструктор В.Ф.Болховитинов направил в Наркомат авиационной промышленности официальную заявку на создание реактивного истребителя-перехватчика «БИ». Предложение было одобрено, принято, на его основе был уточнен приказ по НКАП. Срок выпуска был установлен 35 дней (вместо трех месяцев, как предполагали конструкторы).

Самолет А.Я.Березняка и А.М.Исаева первоначально проектировался под двигатель с тягой 1400 кгс и с турбонасосной подачей топлива в камеру сгорания, но затем с целью сокращения времени создания самолета более сложная и нуждавшаяся в доводке турбонасосная подача топлива была заменена более простой и доведенной вытеснительной подачей с использованием сжатого до 145-148 атм воздуха из бортовых баллонов емкостью 115 л. Этот вариант самолета с двигателем Д-1А стал основным и получил обозначение «БИ», он выполнялся по обычной в то время схеме одноместного свободнонесущего низкоплана в основном деревянной конструкции.

Трапециевидное неразъемное прямое крыло самолета «БИ» имело конструкцию кессонного типа. Кессон состоял из десяти отдельных лонжеронов, склеенных между собой через накладки, идущие по всему размаху крыла — по верхнему и нижнему теоретическому контуру. Для уменьшения посадочной скорости на задней кромке крыла на участке между бортом фюзеляжа и небольшим элероном устанавливались посадочные щитки Шренка с углом отклонения 50°. Хвостовое оперение самолета — обычного типа, но с тремя особенностями: расчалки между килем, стабилизатором и фюзеляжем; круглые вертикальные шайбы на концах стабилизатора, подфюзеляжный киль, в который убиралась хвостовая опора шасси самолета. Шайбы на концах стабилизатора были установлены уже после постройки опытного самолета в процессе аэродинамических и летных исдытаний по предложению И.Ф.Флорова. Элероны, рули и закрылки имели металлический каркас, обшитый полотном.

Фюзеляж самолета «БИ» — деревянный полумонокок. Кабина летчика имела бронезащиту из передней бронеплиты и бронеспинки толщиной 5,5 мм. Перед кабиной летчика в верхней части фюзеляжа на деревянном лафете устанавливались две пушки ШВАК калибра 20-мм с боезапасом по 45 снарядов. Внутри нижней передней части фюзеляжа располагались два воздушных и два керосиновых баллона. За кабиной летчика размещались баллоны с азотной кислотой и воздухом.

ЖРД Д-1А-1100 устанавливался в хвостовой части фюзеляжа. Топливо — тракторный керосин, а в качестве окислителя применялась концентрированная 96-98%-ная азотная кислота, которые подавались в двигатель под давлением воздуха из бортовых баллонов (на 1 кг керосина приходилось 4,2кг окислителя). Двигатель расходовал 6кг керосина и кислоты в секунду. Общий запас топлива на борту самолета, равный 705 кг, обеспечивал работу двигателя в течение почти 2 мин. Расчетная взлетная масса самолета «БИ» составляла 1650 кг при массе пустого 805 кг.

Строили самолет почти без детальных чертежей, вычерчивая в натуру на фанере его части, по плазам. Это облегчалось малыми размерами самолета. Общее конструктивное и производственное исполнение было среднее, встречались и непрочные места (из-за спешки).

15 сентября 1941 года планер первого опытного самолета «БИ» был построен. Однако двигатель самолета еще не был готов, проводилась его стендовая доводка. По требованию заместителя наркома авиационной промышленности по опытному самолетостроению А.С.Яковлева , планер самолета «БИ» был подготовлен к исследованиям в натурной аэродинамической трубе ЦАГИ. Продувки «БИ» проводились под руководством Г.С.Бюшгенса и А.Л.Райха. Сразу после завершения аэродинамических исследований начались летные испытания самолета «БИ» в планерном варианте на буксире за самолетом Пе-2 . Летчик-испытатель Б.Н.Кудрин в 15 полетах снял все основные летные характеристики «БИ» на малых скоростях. Испытания подтвердили, что все аэродинамические данные самолета, характеристики устойчивости и управляемости соответствуют расчетным. Одновременно с испытаниями планера «БИ» доводился и двигатель (надежность системы его запуска).

В октябре 1941 года конструкторское бюро В.Ф.Болховитинова и коллектив двигателистов были эвакуированы на Восток, что несколько задержало отладку двигателя. К весне 1942 года основные трудности были преодолены, и двигатель установили на самолет. Для первого полета истребителя «БИ» (иногда обозначавшегося как БИ-1) была создана Государственная комиссия под председательством В.С.Пышнова . В комиссию вошли также В.Ф.Болховитинов, начальник НИИ ВВС П.И.Федоров, ведущий инженер по самолету «БИ» от НИИ ВВС М.И.Таракановский, ведущий инженер по двигателю А.В.Палло. Ведущим летчиком был назначен летчик-испытатель НИИ ВВС Г.Я.Бахчиванджи .

Первый полет на истребителе «БИ» летчик Г.Я.Бахчиванджи выполнил 15 мая 1942 года. Взлетная масса самолета в первом полете была ограничена 1300 кг, а двигатель отрегулирован на тягу 800 кгс. Полет продолжался 3 мин. 9 сек. Самописцы зафиксировали максимальную высоту полета 840 м, скорость 400 км/ч, скороподъемность — 23 м/с. В послеполетном донесении летчик-испытатель отмечал, что полет на самолете «БИ» в сравнении с обычными типами самолетов исключительно приятен: перед летчиком нет винта и мотора, не слышно шума, выхлопные газы в кабину не попадают; летчик, сидя в передней части самолета, имеет полный обзор передней полусферы и значительно лучший, чем на обычном самолете, обзор задней полусферы, расположение приборов и рычагов управления удачное, видимость их хорошая, кабина не загромождена; по легкости управления самолет превосходит современные ему истребители.

По оценке Государственной комиссии, первый полет «БИ» доказал возможность полетов при новом принципе создания тяги и открыл новое направление в развитии авиации. Этот полет был первым в мире полетом истребителя-перехватчика с ЖРД, спроектированным для выполнения задач, присущих этому классу самолетов, и соответствующим образом вооруженным. За рубежом к маю 1942 года летали только экспериментальные самолеты с ЖРД без вооружения (Хейнкель-176 и DFS.194 — прототип ракетного истребителя Мессершмитт-163В, Gloster G.40 (Англия)).

В связи с износом конструкции планера первого опытного самолета (главным образом от воздействия паров азотной кислоты) последующие летные испытания самолета «БИ» проводились на втором и третьем опытных самолетах, отличавшихся от первого только наличием лыжного шасси. Одновременно было принято решение начать постройку небольшой серии самолетов «БИ-ВС» для их войсковых испытаний. От опытных самолетов «БИ-ВС» отличались вооружением: в дополнение к двум пушкам под фюзеляжем по продольной оси самолета перед кабиной летчика устанавливалась бомбовая кассета, закрытая обтекателем. В кассете размещалось десять мелких бомб массой по 2,5 кг, обладавших большой взрывной силой. Предполагалось, что эти бомбы будут сбрасываться над бомбардировщиками, идущими в боевом строю и поражать их ударной волной и осколками.

Второй полет опытного самолета «БИ» состоялся 10 января 1943 года. За короткий срок на нем были выполнены четыре полета: три летчиком Г.Я.Бахчиванджи и один летчиком-испытателем К.А.Груздевым. В этих полетах были зафиксированы наивысшие летные показатели самолета «БИ» — максимальная скорость до 675 км/ч, вертикальная скороподъемность 82 м/с, высота полета 4000 м, время полета 6 мин. 22 сек., продолжительность работы двигателя 84 сек. Шестой и седьмой полеты выполнялись Г.Я.Бахчиванджи на третьем опытном самолете. Задание летчику на седьмой полет, состоявшийся 27 марта 1943 года, предусматривало доведение скорости горизонтального полета самолета до 750-800 км/ч по прибору на высоте 2000 м. По наблюдениям с земли, седьмой полет, вплоть до конца работы двигателя на 78-й секунде, протекал нормально. После окончания работы двигателя самолет, находившийся в горизонтальном полете, опустил нос, вошел в пикирование и под углом около 50° ударился о землю. Комиссия, расследовавшая обстоятельства катастрофы, в то время не смогла установить подлинные причины перехода в пикирование самолета «БИ». Но в своем заключении она отмечала, что еще не изучены явления, происходящие при скоростях полета порядка 800 -1000 км/ч. По мнению комиссии, на этих скоростях могли появиться новые факторы, воздействующие на управляемость, устойчивость и нагрузки на органы управления, которые расходились с принятыми в то время представлениями, а следовательно, остались неучтенными.

В 1943 году в эксплуатацию была пущена аэродинамическая труба больших скоростей Т-106 ЦАГИ. В ней сразу же начали проводить широкие исследования моделей самолетов и их элементов при больших дозвуковых скоростях. Была испытана и модель самолета «БИ» для выявления причин катастрофы. По результатам испытаний стало ясно, что «БИ» разбился из-за неучтенных при проектировании самолета особенностей обтекания прямого крыла и оперения на околозвуковых скоростях и возникающего при этом явления затягивания самолета в пикирование, преодолеть которое летчик не мог.

После гибели Г.Я.Бахчиванджи недостроенные 30-40 самолетов «БИ-ВС» были уничтожены, но работы по этой теме продолжались еще некоторое время. С целью изучения возможности увеличения продолжительности полета ракетного истребителя-перехватчика типа «БИ» в 1943-1944 годах рассматривалась модификация этого самолета с прямоточными воздушно-реактивными двигателями на концах крыла. Она была исследована в аэродинамической трубе ЦАГИ, но дальнейшего развития не получила. В январе 1945 года на самолете «БИ» с лыжным шасси и двигателем РД-1 А.М.Исаева, являвшимся развитием двигателя Д-1А-1100, летчик Б.Н.Кудрин выполнил два полета. В одном из этих полетов при взлетной массе самолета 1800кг и скорости 587 км/ч вертикальная скорость «БИ» у земли составила 87 м/с. Однако затем работы над самолетом прекратили. Для проведения различных испытаний было построено девять самолетов «БИ».

Модификация: БИ
Размах крыла, м: 6,48
Длина, м: 6,40
Высота, м: 2,06
Площадь крыла, м2: 7,00
Масса, кг
-пустого самолета: 790
-взлетная: 1683
Тип двигателя: 1 х ЖРД Д-1А
Тяга, кгс: 1 х 1100
Максимальная скорость, км/ч
-у земли: 800
-на высоте: 1020
Продолжительность полета, мин: 15
Макс. скороподъемность, м/мин: 10000
Практический потолок, м: —
Экипаж: 1
Вооружение: 2 х 20-мм пушки ШВАК.

Бездвигательная версия самолета БИ-1.

БИ-5 весной 1945 г. при проведении планерных испытаний.

БИ-5 весной 1945 г. при проведении планерных испытаний.

БИ-6 на нивелировании.

БИ-6 перед полётом. 1945 г.

Испытания БИ-6 с ПВРД в аэродинамической трубе ЦАГИ.

Жидкостной ракетный двигатель (ЖРД) Д-1-11000 конструктора Л.С.Душкина на самолете БИ-1.

Приборная панель БИ-6.

Ракетный истребитель-перехватчик БИ в музее ВВС Монино.

Экспериментальный, первый истребитель-перехватчик с ЖРД - жидкостно-реактивным (ракетным) двигателем.
Конструкторы самолета БИ - инженеры Александр Яковлевич Березняк и Алексей Михайлович Исаев - сотрудники ОКБ В.Ф.Болховитинова. Березняк был начальником бригады механизмов, Исаев - двигателей. Ранней весной 1941 г. они по своей инициативе начали разработку эскизного проекта истребителя нового типа - с ЖРД, обещавшего скорость 800 км/ч и более.
В 1940 г. они посетили Реактивный научно-исследовательский институт, где познакомились с конструктором-двигателистом Леонидом Степановичем Душкиным, который руководил работами над ЖРД для стартового ускорителя реактивного истребителя « », создававшегося тогда в институте.
Уже на этапе эскизного проектирования им удалось решить ряд технических задач. Самолет А.Я.Березняка и А.М.Исаева первоначально проектировался под двигатель с тягой 1400 кгс и с турбонасосной подачей топлива в камеру сгорания, но затем с целью сокращения времени создания самолета более сложная, тяжелая и нуждавшаяся в доводке турбонасосная подача топлива была заменена более простой и доведенной вытеснительной подачей с использованием сжатого до 145-148 атм воздуха из бортовых баллонов емкостью 115 л. За счет этого предполагалось уменьшить размеры машины, улучшить ее разгонные характеристики. Этот вариант самолета с двигателем Д-1А стал основным и получил обозначение «БИ»; он выполнялся по обычной в то время схеме одноместного свободнонесущего низкоплана в основном деревянной конструкции.
С началом войны они предложили Болховитинову подать проект постановления. Было послано письмо от РНИИ и завода, которое подписали 7 участников, в том числе конструкторы самолета Березняк и Исаев, конструктор двигателя Душкин, директор завода Болховитинов и главный инженер института Костиков. Письмо было отправлено 9 июля 1941 г., и вскоре все были вызваны в Кремль. Предложение было одобрено, принято, А.И.Шахуриным и А.С.Яковлевым был составлен проект постановления, которое через несколько дней (в августе) было утверждено. Постановлением ГКО, подписанном Сталиным, КБ Болховитинова поручалось в кратчайший срок (35 дней, вместо трех месяцев, как хотели А.Я.Березняк и А.М.Исаев) создать истребитель-перехватчик с ЖРД, а НИИ-3 во главе с А.Г.Костиковым - двигатель РДА-1-1100 для этого самолета. На его основе был уточненный приказ по НКАП.
В задачу КБ Болховитинова входило создание топливных баков и системы питания ЖРД по принципиальной гидравлической схеме НИИ-3, а задачей КБ Душкина (в составе НИИ-3) было обеспечение переменного режима работы двигателя от 400 до 1100 кг тяги при многократном запуске.
Все ОКБ Болховитинова было объявлено «на казарменном положении», работали не выходя с завода месяц и десять дней. К 1 сентября первый экземпляр самолета был отправлен на испытания в НКАП. Строили самолет почти без детальных рабочих чертежей, вычерчивая в натуру на фанере его части, по плазам. Это облегчалось малыми размерами самолета.
На аэродроме были прежде всего начаты пробежки и подлеты на буксире, а силовая установка еще отрабатывалась. Здесь было много новизны и трудностей, особенно с азотной кислотой, разъедавшей баки и проводку. Требовался ряд мер по технике безопасности из-за вредности для человека даже паров азотной кислоты, были случаи ожогов. Но с этим удалось более или менее справиться.
Дефицит времени заставил отрабатывать двигатель сразу по самолетной схеме на стенде в КБ Болховитинова, минуя этап автономных испытаний двигателя. Эти испытания начались уже в сентябре 1941 года. В основном доводилась надежность системы запуска двигателя.
По требованию заместителя наркома авиационной промышленности по опытному самолетостроению А.С.Яковлева, планер самолета «БИ» был подготовлен к исследованиям в натурной аэродинамической трубе ЦАГИ. Продувки «БИ» проводились под руководством Г.С.Бюшгенса и А.Л.Райха. Сразу после завершения аэродинамических исследований начались летные испытания самолета «БИ» в планерном варианте на буксире за самолетом Пе-2. Летчик Б.Н.Кудрин в 15 полетах снял все основные летные характеристики «БИ» на малых скоростях. Испытания подтвердили, что все аэродинамические данные самолета, характеристики устойчивости и управляемости соответствуют расчетным. До эвакуации большего сделать не удалось.
16 октября 1941 г. руководство приняло решение об эвакуации КБ и завода Болховитинова на Урал. На следующий день стенд был демонтирован, вся материальная часть и документация отправлены в Свердловск (Екатеринбург). Туда же в 20-х числах октября были эвакуированы НИИ-3 вместе с КБ Душкина.
После перебазирования на Урал работы над созданием самолета БИ продолжились в декабре 1941 года в небольшом поселке Билимбай (60 км от Екатеринбурга). КБ и заводу Болховитинова была отведена территория разрушенного временем литейного завода, где в чрезвычайно трудных условиях и в короткий срок были выполнены восстановительные работы. Для продолжения отработки самолетной двигательной установки на берегу прилегающего к заводу водоема, на бывшей плотине, построили фанерную времянку, в которой разместили стенд-люльку. От РНИИ испытаниями руководил Палло, а от ОКБ - Росляков.
Вместо заболевшего летчика-испытателя Б.Н.Кудрина командование ВВС направило капитана Г.Я.Бахчиванджи .
20 февраля 1942 года при запуске двигателя на испытательном стенде, несмотря на грамотные действия Бахчиванджи, произошел... взрыв. Струя азотной кислоты под давлением облила лицо и одежду Арвида Палло. При взрыве головка двигателя сорвалась с креплений, пролетела между баками азотной кислоты, ударилась о бронеспинку сиденья пилота и сорвала крепежные болты. Бахчиванджи ударился головой о доску приборов.
В марте 1942 года стенд был восстановлен, в систему питания ЖРД были внесены изменения. На летном экземпляре двигателя провели контрольные гидравлические и 14 огневых испытаний, из которых 3 заключительных провел Г.Я.Бахчиванджи. 25 апреля самолет был переправлен из Билимбая в Кольцово (НИИ ВВС). 30 апреля провели 2 контрольных запуска двигателя (первый - Палло, второй - Бахчиванджи). Начались работы по подготовке БИ к полету.
Для первого полета истребителя «БИ» (иногда обозначавшегося как БИ-1) была создана Государственная комиссия под председательством В.С.Пышнова. В комиссию вошли также В.Ф.Болховитинов, начальник НИИ ВВС П.И.Федоров, ведущий инженер по самолету «БИ» от НИИ ВВС М.И.Таракановский, ведущий инженер по двигателю А.В.Палло. Ведущим летчиком был назначен летчик-испытатель НИИ ВВС Г.Я.Бахчиванджи.
Первый полет на истребителе «БИ» летчик Г.Я.Бахчиванджи выполнил 15 мая 1942 г. Взлетная масса самолета в первом полете была ограничена 1300кг, а двигатель отрегулирован на тягу 800 кгс. Полет продолжался 3 мин 9 с. Самописцы зафиксировали максимальную высоту полета 840 м, скорость 400 км/ч, скороподъемность - 23 м/с. В послеполетном донесении летчик-испытатель отмечал, что полет на самолете «БИ» в сравнении с обычными типами самолетов исключительно приятен: перед летчиком нет винта и мотора, не слышно шума, выхлопные газы в кабину не попадают; летчик, сидя в передней части самолета, имеет полный обзор передней полусферы и значительно лучший, чем на обычном самолете, обзор задней полусферы; расположение приборов и рычагов управления удачное, видимость их хорошая, кабина не загромождена; по легкости управления самолет превосходит современные ему истребители.
По оценке Государственной комиссии - «Взлет и полет самолета БИ-1 с ракетным двигателем, впервые примененным в качестве основного двигателя самолета, доказал возможность практического осуществления полета на новом принципе, что открывает новое направление развития авиации». Этот полет был первым в мире полетом истребителя-перехватчика с ЖРД, спроектированным для выполнения задач, присущих этому классу самолетов, и соответствующим образом вооруженным. За рубежом к маю 1942 г. летали только экспериментальные самолеты с ЖРД без вооружения (Хейнкель 176 и DFS 194 - прототип ракетного истребителя Мессершмитт 163В , Gloster G.40 (Англия)).
В связи с износом конструкции планера первого опытного самолета (главным образом от воздействия паров азотной кислоты) последующие летные испытания самолета «БИ» проводились на втором (БИ-2) и третьем опытных самолетах, отличавшихся от первого только наличием лыжного шасси. Одновременно было принято решение начать постройку небольшой серии самолетов «БИ-ВС» для их войсковых испытаний. От опытных самолетов «БИ-ВС» отличались вооружением: в дополнение к двум пушкам под фюзеляжем по продольной оси самолета перед кабиной летчика устанавливалась бомбовая кассета, закрытая обтекателем. В кассете размещалось десять мелких бомб массой по 2,5 кг, обладавших большой взрывной силой. Предполагалось, что эти бомбы будут сбрасываться над бомбардировщиками, идущими в боевом строю, и поражать их ударной волной и осколками.
Второй полет опытного самолета «БИ-2» состоялся 10 января 1943 г. За короткий срок на нем были выполнены четыре полета: три летчиком Г.Я. Бахчиванджи и один (12 января) летчиком-испытателем К.А.Груздевым . В этих полетах были зафиксированы наивысшие летные показатели самолета «БИ» - максимальная скорость до 675 км/ч (расчетная 1020 км/ч на высоте 10 000 м), вертикальная скороподъемность 82 м/с, высота полета 4000 м, время полета 6 мин 22 с, продолжительность работы двигателя 84 с.
В полете Груздева при выпуске шасси перед посадкой оторвалась одна лыжа, но он благополучно посадил самолет. В воспоминаниях А.В.Палло имеется колоритное высказывание Груздева после полета на БИ: «И быстро, и страшно, и очень позади. Как черт на метле».
Полет на БИ был труден и не только от непривычки. Сесть на нем можно было только после выработки горючего, неприятно было соседство с азотной кислотой под большим давлением, иногда прорывавшейся наружу через стыки проводки, а то и через стенки трубок и баков. Эти повреждения приходилось все время устранять, что сильно задерживало полеты, продолжавшиеся всю зиму 1942-1943 гг.
Шестой и седьмой полеты выполнялись Г.Я.Бахчиванджи на третьем опытном самолете (БИ-3). Задание летчику на седьмой полет, состоявшийся 27 марта 1943 г, предусматривало доведение скорости горизонтального полета самолета до 750 - 800 км/ч по прибору на высоте 2000 м. По наблюдениям с земли, седьмой полет, вплоть до конца работы двигателя на 78-й секунде, протекал нормально. После окончания работы двигателя самолет, находившийся в горизонтальном полете, опустил нос, вошел в пикирование и под углом около 50° ударился о землю. Комиссия, расследовавшая обстоятельства катастрофы, в то время не смогла установить подлинные причины перехода в пикирование самолета «БИ». Но в своем заключении она отмечала, что еще не изучены явления, происходящие при скоростях полета порядка 800-1000 км/ч. По мнению комиссии, на этих скоростях могли появиться новые факторы, воздействующие на управляемость, устойчивость и нагрузки на органы управления, которые расходились с принятыми в то время представлениями, а следовательно, остались неучтенными.
В 1943 г. в эксплуатацию была пущена аэродинамическая труба больших скоростей Т-106 ЦАГИ. В ней сразу же начали проводить широкие исследования моделей самолетов и их элементов при больших дозвуковых скоростях. Была испытана и модель самолета «БИ» для выявления причин катастрофы. По результатам испытаний стало ясно, что «БИ» разбился из-за неучтенных при проектировании самолета особенностей обтекания прямого крыла и оперения на околозвуковых скоростях и возникающего при этом явления затягивания самолета в пикирование, преодолеть которое летчик не мог.
После гибели Г.Я.Бахчиванджи недостроенные 30 - 40 самолетов «БИ-ВС» были уничтожены, но работы по этой теме продолжались еще некоторое время. С целью изучения возможности увеличения продолжительности полета ракетного истребителя-перехватчика типа «БИ», составлявшего всего 2 мин, в 1943-1944 гг. рассматривалась модификация этого самолета с прямоточными воздушно-реактивными двигателями на концах крыла. На шестом экземпляре (БИ-6) установили 2 ПВРД. Самолет испытали в натурной аэродинамической трубе ЦАГИ Т-101 весной 1944-го, но дальше трубных экспериментов дело не пошло. Была попытка - незавершенная - на одном из самолетов сделать кабину герметической путем оклейки всех швов резиновыми полосками.
В январе 1945 г., по возвращении в Москву, на самолете «БИ» с лыжным шасси и двигателем РД-1 А.М.Исаева, являвшимся развитием двигателя Д-1А-1100, летчик Б.Н.Кудрин выполнил два полета. В одном из этих полетов при взлетной массе самолета 1800кг и скорости 587 км/ч вертикальная скорость «БИ» у земли составила 87 м/с. При полетах БИ-7, отличавшегося от остальных БИ формой зализов крыла и наличием на моторных капотах обтекателей дугового пускача, возникла вибрация и тряска хвостового оперения. Чтобы выяснить причины этих явлений, по аналогии с компоновкой БИ-7 были модифицированы БИ-5 и БИ-6. В марте - апреле 1945 года проводились их летные испытания в планерном варианте (т.е. без включения ЖРД). В качестве буксировщика использовался бомбардировщик B-25J. БИ-5 испытывался с лыжным шасси, а БИ-6 - с обычным колесным. Никакой тряски или вибрации на них выявить не удалось. Судя по всему, эти полеты были последними для истребителей БИ, так как вскоре работы по данной тематике свернули. Для проведения различных испытаний было построено 9 самолетов «БИ».
Стало ясно, что самолет БИ как истребитель принят быть не может из-за чрезмерно малой продолжительности полета, что не покрывалось полуторакратным перевесом в скорости. Самолет БИ послужил для накопления опыта в подобного рода работах - в других проектах истребителей с ЖРД и в установках ЖРД на поршневых самолетах в качестве временных ускорителей полета.

Источники информации:

1. История конструкций самолетов в СССР(1938-50), т.2 / В.Б.Шавров /
2. «Самолеты страны Советов» / «Multimedia service», 1998, CD-ROM /
3. «Последние БИ» / Вестник воздушного флота, 3-4 1996 /
4. Четыре встречи с Арвидом Палло / А.Локтев, «Вестник» №18(225), 31 августа 1999 /
5. Полет в реактивную эру. В.Мишин / Авиация и космонавтика /
6. BI-1/.../BI-7, A.Ya.Bereznyak/ A.M.Isaiev / A.Savin"s RAM /
7. Bereznyak-Isayev BI rocket jet interceptor / Venik"s Aviation Page /