САМОЛЕТ-ГИГАНТ К-7

В январском номере «М-К» за этот год была помещена статья харьковчанина Вячеслава Савина «Жар-птица» Константина Калинина». Судя по редакционной почте, публикация заинтересовала многих читателей. Причем в письмах часто встречались просьбы продолжить рассказ о самолетах К. Калинина. Редакция учла эти пожелания, и мы предлагаем материал о еще одной неординарной машине талантливого советского авиаконструктора - самолете-гиганте К-7.

К началу 30-х годов авиационное конструкторское бюро, возглавляемое К. А. Калининым, представляло собой вполне сформировавшийся коллектив, способный решать абсолютно новые, даже неожиданные задачи в самолетостроении. Так, в плане работ КБ на 1929-1930 годы значилось задание на постройку трехмоторного пассажирского самолета К-7 (называемого также «К-тяжелый») под немецкие двигатели БМВ «Хорнет» в 500 л. с. Он предусматривал перевозку 22 пассажиров с багажом. Модель этой машины исследовалась в аэродинамической трубе ЦАГИ еще в сентябре 1928 года, а в марте следующего проект был утвержден в научно-техническом комитете ВВС.

Однако от производства машины отказались, и в дальнейшем индекс К-7 присвоили трансконтинентальному самолету, который начали проектировать в 1928 году. «Идея сконструировать самолет К-7, - писал позже К. А. Калинин, - у меня зародилась давно, еще в 1925 году. В 1929 году я сформулировал свой проект, который после двух лет доработки начал осуществляться... При создании новых больших машин новые пути ведут в сторону новых схем самолетов, в сторону использования крыла для размещения грузов. Это значит, что пути идут к летающему крылу, которое и есть идеальный самолет. Чтобы совершить переход к летающему крылу, возникла необходимость построить машину по принципу «все в крыле».

Первоначально проектировался цельнодеревянный самолет с пятилонжеронным крылом. Но из этого ничего не получалось - не хватало запаса прочности, поэтому после долгих споров Калинин решил перейти на цельнометаллическую сварную конструкцию с трехлонжеронным крылом.

К-7 представлял собой гигантское эллиптическое крыло толстого профиля размахом 53 м и площадью 452 м², от которого шли две хвостовые балки трехгранного сечения, несущие хвостовое горизонтальное и вертикальное оперения с механизмом для поворота. Крыло имело спрямленный центроплан шириной 6 м, длиной 10,6 м и высотой 2,33 м, где располагались помещения для людей и грузов. К центроплану стыковались эллиптические в плане консоли, в которых конструкторы разместили 14 цистерн с топливом. Центроплан обшивался дюралюминием, консоли - полотном. Расчеты предполагали установку в крыле трех лонжеронов. Но столь мощных труб для пояса лонжеронов не нашлось, поэтому полки среднего лонжерона выполнялись из двух параллельно расположенных и скрепленных сварной косынкой труб. Нервюры крыла - стальные, из труб со стойками и раскосами.

По оси самолета вперед выступала рубка, где размещались два пилота, штурман, радист и старший механик. Остальные семь членов экипажа находились в других отсеках самолета и переговаривались между собой по внутреннему телефону.

Первоначально самолет рассчитывался под шесть двигателей БМВ, но затем было принято решение установить отечественные АМ-34. В процессе работы из-за малой тяги шести основных двигателей водяного охлаждения Калинин пошел на вынужденную меру: ему пришлось установить седьмой толкающий двигатель на задней кромке крыла между хвостовыми балками. Конструктор понимал, что этот двигатель существенно повысит турбулентность воздушного потока, что, в свою очередь, может вызвать вибрацию всей конструкции. Но другого выхода у него не было. Ведь двигатели АМ-34 тогда еще не имели редукторов и развивали мощность всего в 750 л. с.

От заднего лонжерона крыла к хвосту шли треугольные балки ферменного типа с дутиками, предохранявшими самолет от случайного касания земли.

Оригинальная конструкция шасси позволяла иметь самолету горизонтальное стояночное положение. Шасси состояло из двух широко разнесенных тележек ферменной конструкции с масляно-воздушной амортизацией колес, впервые примененной в отечественной практике для тяжелых машин. Также впервые на самолетах подобного класса использовали и колеса баллонного типа «Гудьир». Наша промышленность таких колес не выпускала, и в дальнейшем необходимо было их специальное изготовление.

Тележки шасси имели по три колеса и были оборудованы обтекателями - «штанами» из листового металла, причем в левой размещалась входная дверь и лестница в крыло.

Еще в период проектирования К-7 стало ясно, что летчику будет трудно управлять столь большим самолетом из-за возникновения огромных сил, действующих на рули. Первоначально для уменьшения нагрузки в системе управления самолетом К. А. Калинин предложил очень перспективное решение, нашедшее затем в авиации самое широкое применение, - установить на самолете электроусилители (бустеры). Был заключен договор с одним московским электротехническим институтом, который обязался изготовить новую систему. Но с заданием разработчики не справились, и поэтому пришлось снабдить рули и элероны К-7 серворулями, вынесенными на легких балочках.

Теоретические работы по вопросам управления тяжелым самолетом с помощью серворулей решила группа аэродинамиков во главе с Н. Ф. Фрейманом. В аэродинамической трубе ЦАГИ было совершено более 300 продувок, а в 1932 году серворули испытали в воздухе на переоборудованном в летающую лабораторию самолете К-5. Действовали они безукоризненно, и их рекомендовали для установки на К-7.

Смелым решением Калинина можно считать и использование для каркаса хромомолибденовых труб, впервые применявшихся в нашей стране. Расчетами каркаса руководил профессор А. С. Балинский - видный ученый в области сопротивления материалов. Но все же самолет оказался перетяжеленным еще в проекте, так как расчеты приходилось вести не на закаленные детали, а на обожженные после сварки, что, естественно, увеличивало вес планера.

Одновременно с проектированием самолета было налажено и изготовление цельнотянутых хромомолибденовых стальных труб на Днепропетровском металлургическом заводе имени Ленина. Ранее подобные трубы закупались в Швеции, и только для одного К-7 их надо было бы приобрести на 100 тысяч рублей золотом! Как отмечала в 1932 году комиссия ЦАГИ, самолет К-7 уже потому крупный шаг вперед в самолетостроении, что «своим появлением разрешает внедрение в СССР хромомолибденовых труб».

К-7 проектировался как многоцелевой самолет гражданского и военного применения. Один из пассажирских вариантов предусматривал перевозку 128 пассажиров на расстояние до 5000 км. Другой вариант - «люкс» - предполагал установку в крыле двухъярусных пассажирских кабин по 8 человек в каждой - всего 64 спальных места. В машине располагались комфортабельная кают-компания, буфет, кухня и радиорубка. Конструкция впервые позволяла механикам самолета подходить в полете непосредственно к работающему двигателю, а пассажирам осматривать «пролетающую» местность в окна-иллюминаторы.

Много сил и труда в работу над К-7 вложила бригада вооружений, возглавляемая Д. И. Григоровым. Военный вариант самолета представлял собой настоящую «летающую крепость», которая появилась на девять лет раньше американского «Боинга» Б-17. Оборонительное вооружение калининского гиганта предполагалось довести до 12 огневых гнезд (8 пушек калибра 20 мм и 8 пулеметов калибра 7,62 мм). Для доставки стрелков к двум хвостовым пулеметам была даже сконструирована специальная электротележка, передвигавшаяся по тросам внутри хвостовой балки. В смысле обороны самолет практически не имел «мертвых зон», причем любую точку простреливало как минимум три стрелка, что повышало надежность его защиты.

Бомбардировочное оборудование размещалось в крыле, а для облегчения веса балки бомбодержателей включили в несущую конструкцию крыла. Запас бомб колебался в зависимости от дальности полета от 9,9 т до 16,6 т. Использование подвесных баков гарантировало дальность полета в 2400 км с бомбонагрузкой в 6 т.

Десантный вариант самолета рассчитывался на 112 парашютистов. Рассматривались возможности транспортировки между тележкой шасси танка весом 8,4 т или другой сбрасываемой техники на парашютах.

Технический проект самолета был завершен в начале 1932 года. Во дворе Харьковского авиазавода соорудили деревянный макет центральной части будущей машины в натуральную величину. Так как размеры самолета не позволяли его монтаж в имевшихся цехах, был заложен новый сборочный цех. В ноябре 1932 года там приступили к строительству опытного образца машины, завершив его в рекордный срок - всего за девять месяцев.

В начале августа 1933 года самолет вывели на взлетную полосу аэродрома. Его летчиком-испытателем назначили М. А. Снегирева, дублером - А. Н. Грацианского. При первом запуске всех двигателей обнаружилась вибрация различных частей самолета; последние пришлось усиливать. После этого 19 августа М. А. Снегирев совершил на К-7 подлет по прямой на высоте 5 метров в течение нескольких секунд. Подлет выявил новые неприятности - рули самолета начинали вибрировать с большой амплитудой (до одного метра). За несколько дней хвостовое оперение машины было изменено - оно стало бипланным, кили соединили дополнительной горизонтальной поверхностью - «стабилитроном». Серворули с вертикального оперения сняли, а на горизонтальном установили их вплотную к рулям.

Накануне первого полета в Харьков прилетел начальник Главного управления авиационной промышленности П. И. Баранов в сопровождении летчика-испытателя М. М. Громова. К шести часам утра 21 августа 1933 года К-7 стоял на старте с работающими двигателями. Была неплохая летная погода, хотя тучи и застилали аэродром легкой дымкой. Экипаж из семи человек занял свои места. И, как всегда, в последний момент в кресло второго пилота сел сам Калинин.