Форум, посветен на изучаването и знанията за Втората световна война

форум

  • Теми без отговор
  • Активни теми
  • Потърсете
  • Екипът

Березняк-Исаев БИ-1

Модератор: Ауди Мърфи

Березняк-Исаев БИ-1

Съобщение от Kurt_Steiner »Вторник, 03 ноември 2020 г. 11:56 ч

Произходът на Berezniak-Isayev BI-1, съветски реактивен изтребител с малък обсег, се крие в проекта GIRD-6 на Сергей Королев, започнал през 1932 г. Интересът му към стратосферния полет е споделен и от маршал Михаил Тухачевски, който подкрепя това рано работа. След дълга поредица от изпитания на безпилотни ракетни самолети, RP-318-1 на Королев лети на 28 февруари 1940 г. Същата пролет ЦАГИ (Централен аерогидродинамичен - Централен аерохидродинамичен институт) организира конференция на шефовете по проектиране на самолети, фокусираща се върху скоростите и ракетното задвижване. На 12 юли SNK (Совет Народных Комисаров - съвет на народните комисари) призова за разработването на високоскоростен стратосферен самолет.

Шефът на OKB-293 и конструктор на самолети Виктор Федорович Болховитинов присъства на конференцията на ЦАГИ заедно с двама от най-добрите си инженери, А. Я. Березняк и А. М. Исаев. Младият Березняк направи голямо впечатление през 1938 г. с високоскоростен самолетен дизайн, който според някои може да счупи световния рекорд за скорост. Березняк и Исаев бяха ентусиазирани от идеята за проектиране на ракетен самолет и техният „шеф“ Болховитинов го одобри. До есента на 1940 г. те успяха да покажат на колегата инженер Борис Черток предварителен проект за "Проект G".

Дизайнът, състоящ се предимно от шперплат и дюралуминий, имаше излетно тегло от 1500 кг и те планираха да използват новия ракетен двигател с 13 734 kN в процес на разработка в RNII (Raketnyy Nauchno-Issledovatel 'Skiy Institut - научноизследователски институт за реактивни двигатели) . Черток беше изумен, че самолетът почти може да се изкачи вертикално.

Березняк, Исаев и Черток посещават RNII през март 1941 г., но новият ракетен двигател все още не работи. Двигателят е проектиран от Леонид Душкин, който е произвел RD-A-150 за Корольов RP-318-1. Задвижван от трактор керосин и азотна киселина, той не постигна очакваната тяга от 13,74 kN и се очакваше D-1-A-1100 да достигне 10,8 kN. „A“ означава азотна киселина („Azotnokislotny“ на руски), в сравнение с K за течен кислород („Kisloroda“ на руски), отличие от необичайно значение и противоречие сред съветските ракетни учени. Турбинната бустерна помпа на Душкин създаваше значителни проблеми, задвижвана от горещ газ и пара от малка горивна камера, задвижвана от смесени с вода ракетни горива, но тази система беше усъвършенствана няколко години по-късно за двигателя RD-2M.

D-1-A-1100 е конструиран от стомана S54 (12% хромова сплав). По това време руските ракетни двигатели са построени по типична технология за производство на авиационни бутални двигатели с тегло 48 кг. Те биха могли да бъдат разделени на отделни секции от кована стомана: конична глава с 60 центробежни инжектори, цилиндричната камера и дюзата, прикрепени с болтове и медни уплътнения. Той се запалва с нихромова свещ, след това се заменя със силициев карбид и регенеративно се охлажда от двата задвижващи механизма, стените на камерата от спирален поток на входящото гориво (керосин) и секцията на дюзата от потока на окислителя (азотна киселина).

На 21 юни Исаев предложи нов дизайн, използващ сгъстен въздух вместо помпа, за да принуди горивото към двигателя. На следващия ден започна операция "Барбароса" и ракетно задвижваният прехващач внезапно стана важен. Березняк и Исаев започнаха нов, по-детайлен дизайн, който завършиха за три седмици. На 9 юли Болховитинов и екипът му по проект G се срещнаха с Андрей Костиков, директор на RNII. Душкин не беше доволен от идеята да пренебрегне дизайна на горивната си помпа, но те подкрепиха плана и подписаха писмо, което в крайна сметка беше показано на Сталин. След като информират Кремъл, им е наредено да построят самолета само за 35 дни. Официалната заповед е от 1 август, но строителството започва в края на юли. Инженерите получиха разрешение да посетят семействата си и след това буквално живееха във фабриката, докато самолетът свърши.

Новият дизайн беше наречен "BI" за Blizhnii Istrebitel (боец с малък обсег), но всички разбраха, че буквите представляват и техните изобретатели: Березняк и Исаев. Първоначалният план за включване на четири картечници беше заменен от един с чифт 20 мм оръдия ShVAK. Новият самолет е бил 6,4 м нискокрил моноплан с размах на крилата 6,5 м и изчислена излетна маса от 1650 кг и е имал максимално задвижване от 705 кг. Двигателят D-1-A-1100 има приблизителна мощност между 400 кг и 1100 кг, а със 705 кг гориво двигателят може да работи почти две минути.

Работейки денонощно, местни мебелни работници бяха наети да изработят първите два прототипа (BI-1 и BI-2). Фюзелажът беше покрит с 2 mm (0,08 in) шперплат с прикрепено покритие от плат. Елероните, асансьорите и кормилото бяха покрити с плат, а клапите бяха направени от дюралуминий. В носовата част имаше 5 резервоара за сгъстен въздух и 2 резервоара за керосин. Към опашката имаше 5 резервоара със сгъстен въздух и три с азотна киселина.

Re: Березняк-Исаев БИ-1

Съобщение от Kurt_Steiner »Вторник, 03 ноември 2020 г. 12:50 ч

На 1 септември 1941 г. BI-1 беше готов за изпитвания на плъзгане с пилота Борис Н. Кудрин на органите за управление, тъй като двигателят на Душкин още не беше готов. Няколко седмици по-късно конкурентният самолетен дизайнер А.С. На Яковлев е възложено да заведе прототипа в ЦАГИ за изпитване в аеродинамичния тунел. Това разтревожи екипа на Болховитинов, тъй като техният шкипер имаше трудна история с Яковлев, но Александър Сергеевич и авиационният дизайнер Иля Флоров проучиха резултатите от теста и им дадоха добри съвети за подобрение. Нестабилността на отклонението беше коригирана чрез увеличаване на кормилото и добавяне на две кръгли пластини към хоризонталния стабилизатор на опашката.

През октомври както OKB-293, така и RNII бяха евакуирани до Урал, заедно с по-голямата част от военната индустрия на Москва. Екипът на Болховитинов беше инсталиран в Билимбай, а на Душкин в Свердловск, на около 60 км. На брега на замръзналото езеро Билимбай е построено изпитателно легло с динамометрична основа, която да поддържа BI-1 по време на теста на двигателя. На отбора бе назначен нов тест пилот, Григорий Яковлевич Бахчиванджи. Душкин все повече се поглъща в друга работа, включително в собствения проект на RNII за ракетни самолети, Костиков-302. Той възлага на своя инженер Арвид В. Пало да наблюдава инсталирането и изпитването на ракетния двигател.

Азотната киселина е постоянен проблем, който разяжда частите на двигателя и причинява изгаряния на кожата и дразнене на дихателните пътища. Натриевите карбонатни резервоари бяха задържани наоколо, за да неутрализират загубите на киселина. На 20 февруари 1942 г. двигателят експлодира по време на тест и част от него удари Бахчиванджи, като леко го нарани. Азотна киселина под налягане от прекъсната линия на пропеланта напои Pallo. За щастие механиците го потопиха с главата в резервоар със содов разтвор. Лицето му беше жълто от характерното киселинно петно, но очилата му го спасиха от ослепяване. За да се защити ездача в бъдеще, към облегалката на седалката е добавена 5,5 мм стоманена плоча.

През април 1942 г. BI-1 беше готов за тестване на близкото летище Колцове. Сформирана е комисия с представители на ОКБ-293, РНИИ и НИИ ВВС. На 2 май пилотът позволи на самолета да излети на 1 м с ниска тяга. На 15 май в 19:02 Бахчиванджи извършва първия истински полет на BI-1, достигайки височина от 840 м и максимална скорост от 400 км/ч. Теглото на апарата е намалено до 1300 kg (с 240 kg азотна киселина и 60 kg зареден керосин), а двигателят е намален до 4,9 kN. Пилотът изключи двигателя на ракетата след около минута работа, когато светлина показва, че се прегрява. При кацане самолетът се спусна твърде бързо и счупи колесника при кацане. Пилотът не беше ранен и съобщи, че освен грубото кацане, самолетът се е държал добре. Полетът продължи 3 минути и 9 секунди.

През юли Душкин се обади на Пало, за да му помогне да работи по проекта за ракетни самолети "302", докато Болковитинов помоли Исаев да поеме задължението да изучава ракетни двигатели с течно гориво. Исаев получи разрешение да посети Валентин Глушко, водещият съветски експерт по ракетни двигатели, който тогава работеше в специална лаборатория за политически затворници. Глушко научи Исаев на сложните техники за изчисляване на топлопреминаването в стената на камерата и дизайна на двигателя, разработени от него и Фридрих Цандър в началото на 30-те години. Системата за подаване на гориво на Исаев беше проста, но произвеждаше неравномерно налягане на горивото, което намаляваше при консумацията на сгъстен въздух. Болковитинов и неговите инженери се бореха с този проблем, проектирайки регулатори на налягането и дори бутална горивна помпа, захранвана от сгъстен въздух, но нито едно от тези подобрения не беше направено.

Твърде повреден от киселини, за да лети безопасно, BI-1 е пенсиониран и вторият прототип на BI-2 е подготвен. Backchivadzhi извършва втория полет на 10 януари 1943 г., достигайки 1100 м, но с двигател, който все още дава само максимална скорост от 400 км/ч. Първият полет беше извършен със спуснат колесник и бяха наблюдавани някои вибрации. За втория полет колесникът е прибран и не се наблюдават вибрации при същата скорост. Третият полет се осъществи на 12 януари (според някои източници на 10 февруари) с временен пилотен изпитател Константин Груздев, докато Бакчиваджи консултираше проекта на Костиков "302". Този път двигателят даде максимална тяга от 10,79 kN и беше достигната скорост от 675 км/ч и максимална височина от 2190 м. През зимата колесникът беше сменен от колела на ски. В един от полетите на Груздев ски се счупи по време на излитане, но той успя да кацне безопасно. Backchivandzhi се връща в полет с третия прототип BI-3 на 11, 14 и 21 март, достигайки максимална височина от 4000 m с максимална скорост на изкачване 83 m/s.

Полетът на 21 март беше с пълен товар оръжия и боеприпаси, но повечето BI бяха невъоръжени и въпреки че някои доклади твърдят, че BI-4 е бил използван за тестване на боеприпаси на живо, оръжията никога не са били изстреляни по време на полет. Съобщава се, че моделът BI-4 също ще се използва като шаблон за изграждане на 30 до 50 самолета BI-VS във фабриката на Андрей Москалев.

На 27 март, по време на тестов полет на малка височина, BI-1, пилотиран от Backchivandzhi, се завъртя и се разби на земята, убивайки Backchivandzhi. Инцидентът спря летателните тестове и започна дълго разследване. И накрая, след тестване в аеродинамичния тунел беше установено, че BI-1 е загубил контрол поради трансонични ефекти в тоновите контроли/стабилизатори. Крайните оценки на скоростта на Backchivandzhi варират от 800 до 900 km/h, но записващите инструменти са твърде повредени от катастрофата за надеждно измерване. 27 март се счита за черен ден в историята на съветската авиация, като това е и датата, на която Юрий Гагарин загива при катастрофа. През 1973 г. Бакчиваджи е посмъртно издигнат в Герой на Съветския съюз.

През май 1943 г. в Химки, предградие на Москва, е създаден OKB-293. На 18 май Болховитинов написа подробен доклад „За ракетните самолети и допълнителните перспективи“. Той подчерта необходимостта от проучване на опасния режим на „срив на срив“ и от безопасен преход през трансонична скорост и извън нея. Той предложи целта на нов ракетен самолет, способен да достигне 2000 км/ч. На следващата година Болховитинов произвежда още пет самолета, от BI-5 до BI-9. През пролетта на 1944 г. BI-6 е оборудван с двойка двигатели DM-4 от Игор А. Меркулов. Той не носеше ракетен двигател, така че беше изтеглен. Пилотът Борис Кудрин е летял BI-6 три пъти, но никога не е успял да накара и двата двигателя да стартират едновременно. Самолетът е докаран в TsAGI за по-нататъшни тестове в аеродинамичния тунел T-101. Спомагателният двигател DM-4 също е тестван на изтребител Як-7b.

Със загубата на двигателя D-1-A-1100, Исаев започва да проектира нов. RD-1 е завършен и тестван през октомври 1944 г. Като цяло двигателят е същият като Dushkin, но с множество подобрения. Исаев е проектирал секции от хром от неръждаема стомана 12Kh13 (13% хром, 0,12% съдържание на въглерод). Главата имаше 85 въртящи се инжектори, подредени в пчелна пита, която насърчава подобрена смес от гориво и окислител. Той също така използва по-надежден стартер с електрическа дъга вместо подгревна свещ. Исаев също подобри регенеративното охлаждане, увеличавайки потока около дюзата.