III. ИСТОРИЯ И ПРОБЛЕМЫ РАЗВИТИЯ АВИАЦИОННОЙ НАУКИ И ТЕХНИКИ

РОЛЬ ЦАРИ В СТАНОВЛЕНИИ И РАЗВИТИЯ АВИАЦИОННОЙ НАУКИ И ТЕХНИКИ В СССР (К 60-летию со дня образования ЦАГИ). Д.В. ХАЛЕЗОВ

УДК/06.011 (629.73)/65.015.3

Центральный аэрогидродинамический институт был образован в тяжелое для молодой социалистической республики время. Красная Армия, героически отражавшая натиск многочисленных врагов, нуждалась в собственном воздушном флоте. Несколько сот самолетов устаревших конструкций, в большинстве выработавших свой ресурс, - это все, что осталось от авиации царской армии. Своей авиационной промышленности у молодой республики тогда почти не было.

В это трудное для страны время нашлись люди, горевшие желанием создать высокоразвитую отечественную авиацию. Благодаря трудам Н. Е. Жуковского, С. А. Чаплыгина и других выдающихся ученых авиационная наука в нашей стране уже до Октябрьской революции во многих отношениях занимала ключевые позиции. Значительных успехов достигла конструкторская деятельность, что характеризуется, например, созданием тяжелых многомоторных самолетов «Илья Муромец» и др.

Вокруг Н. Е. Жуковского в стенах МТУ еще до революции образовался, в основном из студентов, воздухоплавательный кружок энтузиастов, которые на общественные средства, почти своими силами построили аэродинамическую лабораторию, где проводились экспериментальные исследования вопросов прикладной аэродинамики.

Во время войны в 1916 г. Н. Е. Жуковским было организовано Авиационное расчетно-испытательное бюро, к работе которого были привлечены и некоторые члены Воздухоплавательного кружка и ученики Жуковского по университету.

К числу прямых учеников и ближайших сотрудников Н. Е. Жуковского, при участии которых был организован ЦАГИ и которые стали первыми научными руководителями его подразделений, заложившими основы многих разделов авиационной науки, относятся: С. А. Чаплыгин, А. Н. Туполев, А. А. Архангельский, В. П. Ветчинкин, Н. И. Ворогушин, Н. В. Красовский, Г. М. Мусинянц, Г. X. Сабинин, И. И. Сидорин, Б. С. Стечкин, К. А. Ушаков, А. М. Черемухин, Б. Н. Юрьев и др.

По инициативе Н. Е. Жуковского и его учеников в руководящие советские органы было направлено предложение об образовании специального научно-исследовательского аэрогидродинамического института, который, кроме научно-исследовательской работы, будет разрабатывать и строить опытные образцы авиационной техники, ветряных двигателей, гидротехники и др.[1].

16 августа 1918 г. декретом правительства был создан Научно-технический отдел ВСНХ, в системе которого решением президиума ВСНХ 1 декабря 1918 г. был учрежден научный центр по авиации - ЦАГИ под руководством Н. Е. Жуковского [2].

В начальный период институт имел небольшую аэродинамическую лабораторию МВТУ и коллектив всего 40 - 50 человек, работавший с большим энтузиазмом. Но к середине 1926 г. число сотрудников уже выросло до 400 человек и значительно расширились как тематика, так и отдача института. С 1918 по 1927 г. в «Трудах ЦАГИ» и в других изданиях было опубликовано около сотни работ, печаталось и было подготовлено к печати свыше 40 работ и было прочитано несколько десятков докладов. Развернулась работа по исследованию сплавов алюминия, разработке образцов различных изделий, строительству цельнометаллических лыж, поплавков, аэросаней, глиссеров, а затем и самолетов. Аэросани ЦАГИ участвовали в боевых действиях в марте 1921 г. при ликвидации кронштадского мятежа. За период 1921 - 1924 гг. были построены и испытаны опытные глиссеры, аэросани, самолет «КОМТА», легкий спортивный моноплан АНТ-1 смешанной конструкции (1923) и первый цельнометаллический самолет ЦАГИ АНТ-2 (1924). Развивалась экспериментальная база. В 1923 г. построена труба НК-1-2, являвшаяся моделью большой трубы. С 1924 по 1930 г. были построены лаборатории первой очереди: самая большая в мире по тому времени аэродинамическая труба Т-1-2 (31 декабря 1925 г.), лаборатории - ветросиловая, для исследования авиадвигателей, авиаматериалов и конструкций, гидравлическая, гидроканал, а в конце 1931 г. вступил в строй завод опытных конструкций (ЗОК).

К середине 20-х годов структура института уже определилась довольно четко. В его состав входили специализированные отделы: общетеоретический (ОТО), экспериментально-аэродинамический (ЭАО), винтомоторный (ВМО), ветряных двигателей (ОВД), испытаний авиаматериалов и конструкций (ОИАМ и К), авиации, гидроавиации и опытного строительства (АГОС), опытный завод (ЗОК), а несколько позже - гидравлическая лаборатория, экспериментально-гидродинамический отдел (ЭГО), конструкторский отдел сектора опытного самолетостроения (КОСОС), отдел эксплуатации, летных испытаний и доводок (ОЭЛИД) и др.

ЦАГИ своей деятельностью приобрел всеобщее признание и авторитет. За свои работы в области аэродинамики, за решение проблемы металлического самолетостроения и организацию серийного производства металлических боевых машин 26 апреля 1926 г. ЦАГИ был награжден орденом Трудового Красного Знамени.

С созданием специализированных отделов, оснащенных первоклассными лабораториями и оборудованием, работа ЦАГИ продолжала развиваться все в большем объеме в интересах различных отраслей народного хозяйства, особенно в области авиации.

Работы в области теории и разработки методов расчета самолетов основывались в первую очередь на трудах Н. Е. Жуковского, на работах С. А. Чаплыгина, а также учеников Н. Е. Жуковского: В. П. Ветчинкина - по динамике полета и воздушным винтам; Б. Н. Юрьева - по воздушным винтам, геликоптерам и экспериментальной аэродинамике; Г. X. Сабинина - по ветряным двигателям; Б. С. Стечкина - по исследованию авиационных двигателей, в частности реактивных, и др. Разработка экспериментального оборудования, методики и техники эксперимента развивалась благодаря трудам Б. Н. Юрьева, Г. М. Мусинянца, К. А. Ушакова, К. К. Баулина, А. М. Черемухина и др. Работы по исследованию авиационных материалов возглавлялись И. И. Сидориным, в области гидродинамики - Н. А. Соколовым.

Началось систематическое опытное строительство самолетов, а также других объектов, возглавляемое А. Н. Туполевым. Вслед за АНТ-1 и АНТ-2 в 1925 г. были построены первый военный самолет АНТ-3 и тяжелый двухмоторный бомбардировщик АНТ-4 (ТБ-1).

Каждый год ЦАГИ выпускал один-два новых самолета, многие из которых были для своего времени первоклассными образцами авиационной техники. На некоторых из них были выполнены замечательные перелеты, установлены мировые рекорды.

Возрастание объема потребных научных исследований по различным направлениям вызвало необходимость создания новых научно-исследовательских центров. Так, на базе подразделений ЦАГИ и некоторых других организаций были созданы: в 1930 г. - ЦИАМ, в 1931 г.- Центральный ветроэнергетический институт (ЦВЭИ) и Всесоюзный институт гидромашиностроения (ВИГМ), в 1932 г. - ВИАМ.

По мере создания этих организаций деятельность ЦАГИ все более сосредоточивалась на задачах авиации, теоретические и экспериментальные работы стали развиваться еще быстрей. В 1929 - 1932 гг. выполнен ряд важных работ: работы по нормам прочности; Б. С. Стечкиным опубликована работа «Теория воздушного реактивного двигателя» (1929); построен и испытан первый ракетный двигатель ОР-1 Ф. А. Цандера (1930 - 1931); построен и испытан под руководством А. М. Черемухина геликоптер ЦАГИ 1-ЭА, достигший 16 августа 1932 г. рекордной высоты 605 м; созданы дирижабли Д-2, Д-3, Д-4 (1930 - 1932); совместно с другими организациями создана советская хромомолибденовая сталь (1931) и т. д.

К своему 15-летию ЦАГИ пришел со значительными достижениями во всех областях. В связи с юбилеем институт был награжден орденом Красного Знамени; 9 сотрудников института были награждены орденом Ленина.

Летом 1935 г. было принято решение о строительстве новых лабораторий, установок, оборудования ЦАГИ, необходимость которых определялась перспективами развития авиации, наметившимися к этому времени в мире.

Были тщательно проработаны все вопросы, связанные с новым строительством, определены объекты, объемы капитальных затрат, отведен участок под строительство нового ЦАГИ и намечены сроки ввода в строй всех объектов.

6 ноября 1935 г. была произведена закладка корпуса малых аэродинамических труб Т-102 и ТЮЗ, а уже 18 августа 1937 г., в день авиации, обе трубы вступили в эксплуатацию. Большая, натурная самолетная труба Т-101, в которой могли испытываться одно- и двухмоторные самолеты, а также труба Т-104 для испытания натурных двигательных установок и воздушных винтов вступили в строй в августе 1939 г. В том же году построена высотная лаборатория ОЭЛИД. В 1940 г. вступила в строй лаборатория прочности авиаконструкций и летом 1941 г. «штопорная» труба Т-105. Вводу в строй «скоростной» трубы Т-106 помешала война, ее пуск осуществлен позже в 1943 г. К 1941 г. введены в строй «бытовые» и производственные помещения лабораторий, служебные помещения института. Лаборатории были оснащены первоклассным оборудованием и измерительной техникой. Все это означало, что уже в 1940 г. Советский Союз располагал новой, совершенной экспериментальной базой для исследований в области авиации, а также промышленной аэродинамики и гидродинамики. Можно утверждать, что эта новая база была в то время лучшей в мире.

Под руководством А. Н. Туполева в КОСОСе ЦАГИ интенсивно продолжались работы по созданию новых самолетов в тесном контакте С отделами и лабораториями ЦАГИ, что во многом способствовало их развитию и в значительной степени определяло выдающиеся успехи коллектива А. Н. Туполева в области самолетостроения.

В конце 20-х - 30-х годов были построены пассажирские самолеты АНТ-9, АНТ-14, тяжелый бомбардировщик АНТ-6 (ТБ-3), на котором была доставлена на Северный полюс экспедиция И. Д. Папанина; АНТ-25, обеспечивший знаменитые перелеты В. П. Чкалова, Г. Ф. Байдукова, А. В. Белякова и М. М. Громова, А. Б. Юмашева, С. А. Данилина в США. В 1934 г. был построен пассажирский (транспортный) 8-мотор-ный самолет АНТ-20 «Максим Горький», по тому времени самый большой в мире (на 80 пассажиров), а в 1939 г. его модификация - АНТ-20-бис. Этот самолет успешно эксплуатировался до декабря 1942 г. на линиях Северного Кавказа и Средней Азии и участвовал в Отечественной войне как транспортный самолет.

В 1934 г. в институте (бригада А. А. Архангельского) был построен еще один замечательный самолет АНТ-40 (СБ), обладавший скоростью до 450 км/ч, соперничавший, по этому показателю, с лучшими истребителями; он участвовал в боевых действиях в Испании, на Халхин-Голе, в Отечественной войне. Следует упомянуть о самолете АНТ-37 (ДБ-2), на третьем экземпляре которого «Родина» в 1938 г. совершили замечательный перелет Москва - Дальний Восток В. С. Гризодубова, П. Д. Осипенко, М. М. Раскова.

Наконец, один из последних, строившихся в ЦАГИ перед выделением из него ЗОК и конструкторского отдела А. Н. Туполева, - самолет АНТ-42 (ТБ-7). Этот самолет проектировался и строился бригадой В. М. Петлякова и в дальнейшем получил название Пе-8. Самолет активно использовался в Великой Отечественной войне как дальний бомбардировщик. В 1942 г. он дважды летал через линию фронта с правительственной делегацией в Соединенные Штаты Америки (через Атлантический океан).

Отметим также, что в КОСОСе и ЗОКе ЦАГИ создавались также морские самолеты, автожиры, торпедные катера и другие объекты.

В 30-е годы также успешно сотрудничали и опирались на научную и экспериментальную базу ЦАГИ и другие самолетостроительные ОКБ, не связанные организационно с ЦАГИ, такие, как ОКБ Н. Н. Поликарпова, А. С. Яковлева, С. В. Ильюшина, Г. С. Бериева и др.

Позже КОСОС и ЗОК выделились из ЦАГИ и на их базе были созданы самостоятельные конструкторские бюро А. Н. Туполева, В. М. Петлякова, П. О. Сухого, А. А. Архангельского, В. М. Мясищева и др. Были созданы и новые талантливые коллективы - С. А. Лавочкина, А. И. Микояна, О. К. Антонова и др., которые получили самостоятельные задания.

Выявившееся к концу 30-х годов отставание нашей авиации в скорости и вооружении, а также осложнившаяся международная обстановка потребовали принятия энергичных мер по созданию новых образцов авиационной техники. Ряд ОКБ получили задания на создание самолетов с более высокими характеристиками.

Все это потребовало от ЦАГИ исключительно высоких темпов в развитии исследовательской работы, обеспечения практических рекомендаций большому количеству ОКБ по аэродинамической компоновке проектировавшихся самолетов и их крыльев, воздушных винтов и других элементов для значительно больших, чем раньше, скоростей полета. Возник ряд новых задач: в вопросах прочности (в частности, в проблеме флаттера); в методике аэродинамического расчета самолетов, крыльев, винтов и т. д.; в методике экспериментов в трубах и статических испытаний и др. Многие из указанных задач и проблем были успешно решены к концу 30-х - началу 40-х годов. Так, были опубликованы «Справочник авиаконструктора» в трех томах (1937 - 1939), «Нормы прочности самолетов» (1937, 1940), «Руководство для конструкторов» (1940 - 1942) и ряд других нормативных документов и трудов ЦАГИ.

В результате напряженной работы ОКБ, ЦАГИ, ЦИАМ, ВИАМ и других организаций уже в 1939 - 1941 гг. были изготовлены опытные образцы самолетов Як-1, Як-3, ЛаГГ-1, ЛаГГ-3, МиГ-1, МиГ-3, Пе-3, Ту-2, Ил-2, Ил-2М и Су-6, обладавшие очень высокими характеристиками. Ряд этих самолетов при их создании проходили испытания и в натурных трубах Т-101 и Т-104, что дало положительные результаты и показало дальновидность решения об их создании. С первых же дней Великой Отечественной войны в этих трубах проводились исследования всех отечественных самолетов.

Это обеспечило выполнение поставленной НКАП перед ЦАГИ и ОКБ задачи: всемерно улучшать летные и прочностные характеристики боевых самолетов без существенного изменения технологии серийного производства самолетов и винтомоторных установок.

Совместные усилия ЦАГИ. ОКБ и ЛИИ (созданного в 1941 г. на базе ОЭЛИДа и ЦАГИ) привели к тому, что летные характеристики многих боевых самолетов были существенно улучшены за счет рекомендованных изменений форм элементов, герметизации, улучшения капотирования, применения обтекателей и др. (например, скорость самолета Ла-5 возросла на 40 - 50 км/ч [3]).

За работы по улучшению боевых самолетов большая группа сотрудников ЦАГИ в 1943 г. была награждена орденами и медалями.

Во время войны в ЦАГИ продолжались интенсивные теоретические и экспериментальные исследования перспективного характера в области авиации, гидродинамики морских судов, по созданию и повышению качества аэростатов заграждения и наблюдения и др.

В октябре 1942 г. ЦАГИ понес большую утрату - умер академик С. А. Чаплыгин, внесший исключительный вклад в развитие института и в создание его экспериментальной базы.

С. А. Чаплыгину в феврале 1941 г. первому из ученых СССР было присуждено почетное звание Героя Социалистического Труда [4]. Сергей Алексеевич Чаплыгин руководил теоретическим отделом (а позже теоретической группой) института, в котором регулярно проводились заседания постоянно действующего семинара теоретиков ЦАГИ, многие из которых стали крупными учеными, удостоены ученой степени доктора наук, были избраны академиками и членами-корреспондентами Академии наук СССР.

С приближением конца войны определялись новые направления в работе авиапромышленности, а следовательно, и ЦАГИ. Необходимо было форсировать работы в области больших скоростей. Эти работы начались в ЦАГИ еще до войны, а в конце войны они стали интенсивно развиваться, и вскоре ЦАГИ смог выдавать рекомендации промышленности. Теоретические основы аэродинамики больших скоростей были заложены еще в работах С. А. Чаплыгина, Ф. И. Франкля, М. В. Келдыша, С. А. Христиановича, М. Д. Миллионщикова, А. А. Дородницына, Г. И. Петрова, Л. И. Седова и др.

Работа института во время войны была высоко оценена партией и правительством. За выдающиеся научные работы периода войны 34 сотрудника ЦАГИ были удостоены Государственной премии.

В сентябре 1945 г. ЦАГИ был награжден орденом Ленина, орденами и медалями была награждена большая группа его сотрудников.

В военный период ЦАГИ окреп, развился и еще больше расширился. Помимо аэродинамических труб Т-1, Т-2, блока больших труб Т-101 и Т-104, вертикальной штопорной трубы Т-105 и блока малых труб Т-102 и Т-103, были введены в строй скоростная труба переменной плотности Т-106, а также трубы Т-1К в Казани, Т-203 в Новосибирске, завершены строительство, монтаж и восстановление комплекса лабораторий прочности - статической, механической, динамической.

Начиная с 1945 г. во многих ОКБ разрабатывались новые, реактивные самолеты. Конструкторские разработки, связанные с практическим освоением больших скоростей полета, потребовали включения в работы ЦАГИ больших коллективов для выполнения в первую очередь экспериментальных исследований и получения необходимых материалов по разрабатываемым объектам.

Разработка профилей для крыльев скоростных самолетов была осуществлена П. П. Красилыциковым, Г. П. Свищевым, Я. М. Серебрийским, М. В. Рыжковой, Р. И. Штейнбергом. Систематические исследования новых форм крыльев - стреловидных и треугольных, органов управления, оперения и компоновок околозвуковых и сверхзвуковых самолетов проводились С. А. Христиановичем, В. В. Струминским, П. П. Красилыциковым, К. К. Костюком, Г. С. Бюшгенсом, Г. В. Александровым, К. П. Петровым и др.

Исследования элементов двигательных установок (воздухозаборников, диффузоров, каналов, реактивных сопел) проводили Г. И. Петров, A. В. Николаев, В. Г. Николаенко, В. Т. Жданов, Л. А. Симонов. Исследования работы двигателей в трубе Т-104 осуществляли С. Л. Зак, B. Ф. Курицын.

Качество и характеристики выпускавшихся самолетов непрерывно улучшались. На рубеже 40-х и 50-х годов был преодолен «звуковой барьер» - проблема околозвуковых и сверхзвуковых самолетов была решена.

Перечислять здесь все создававшиеся самолеты нет возможности. Однако следует упомянуть все же самолеты А. Н. Туполева - пассажирский Ту-114 и О. К. Антонова - транспортный Ан-22 с турбовинтовыми двигателями Н. Д. Кузнецова и соосными винтами К. И. Жданова, созданные в 50-х годах. Таких двигательных установок с винтами не было и нет нигде в мире. Соосные винты - их аэродинамику и прочность отрабатывали Г. П. Свищев, Д. В. Халезов, Г. И. Майкапар, Б. П. Бляхман, А. И. Пожалостин, Г. М. Фомин и др.

Наряду с самолетами велись работы и по вертолетам. Особенно здесь следует выделить ОКБ М. Л. Миля, пришедшего на должность Главного (впоследствии Генерального) конструктора из ЦАГИ с должности начальника вертолетной лаборатории, и ОКБ Н. И. Камова. В исследовании несущих винтов вертолетов, хвостовых винтов и аэродинамики корпусов вертолетов им помогала вертолетная лаборатория ЦАГИ, располагавшая и оснащавшаяся прекрасным экспериментальным оборудованием (А. К. Мартынов, Б. Я. Жеребцов, Л. С. Вильдгрубе, Е. С. Вождаев и др.).

При дальнейшем развитии авиации, при приближении скорости полета к «тепловому барьеру» потребовалось создание специальных установок, в которых можно было бы моделировать условия полета, соответствующие большим сверхзвуковым скоростям и значительным температурам. Такие установки по мере надобности создавались в лабораториях (О. В. Лыжин, Г. М. Рябинков, И. И. Межиров, В. Я. Безменов, И. П. Горский, Ю. Н. Белорусов, Е. Л. Бедржицкий и др.).

Кроме аэродинамических исследований, проводились и проводятся также исследования прочности конструкций и исследования в области аэроупругости в условиях больших дозвуковых, трансзвуковых, сверхзвуковых и гиперзвуковых скоростей (А. И. Макаревский, А. Ф. Селихов, Г. М. Фомин, В. Ф. Кутьинов, А. А. Белоус, Т. А. Француз, Н. Н. Корчемкин, Л. С. Попов, Я. М. Пархомовский, В. М. Фролов и многие другие).

ЦАГИ сегодня - мощный научный центр мирового значения, располагающий уникальным оборудованием, включая вычислительный центр, и многочисленными квалифицированными кадрами.

Советская школа механики определяется в значительной степени крупнейшими учеными - академиками и членами-корреспондентами АН СССР, в той или иной мере прошедшими школу ЦАГИ.

Работа ЦАГИ в послевоенные годы была высоко оценена партией и правительством - институт был награжден 10 февраля 1971 г. орденом Октябрьской Революции. Можно быть уверенными в том, что наша советская авиация, опирающаяся на ЦАГИ и на другие научно-исследовательские институты, под руководством нашей Коммунистической партии будет и дальше развиваться высокими темпами и в нужных направлениях.

ЛИТЕРАТУРА

1. Проект «Положение о ЦАГИ» (подписан Н. Е. Жуковским и А. Н. Туполевым). - ЦГАНХ, ф. 3429, оп. 60, д. 29, лл. 19 - 23.

2. ЦГАНХ, ф. 3429, оп. 60, д. 29, лл. 9 - 14.

3. Советская авиационная техника. М.: Машиностроение, 1970, с. 48 - 49.

4. Сергей Алексеевич Чаплыгин. - Труды ЦАГИ, 1972, № 1429.