Уголок неба ¦ Калинин 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.

Совершив предварительно несколько пробежек, самолет плавно оторвался от земли. Как потом рассказывал М. А. Снегирев, "машина в воздухе хорошо слушалась рулей. Управлять ею было легко. Даже не верилось. Слегка потянешь штурвал - и машина сразу отвечает!" К-7, сделав над Харьковом круг, через 14 минут мягко приземлился на заводском аэродроме. После доклада летчика П. И. Баранов объявил М. А. Снегиреву благодарность, а К. А. Калинину - символический выговор за самовольный вылет на опытной машине.

В последующих полетах выяснилось, что, хотя вертикальная тряска за счет новой конструкции оперения пропала, горизонтальная все же сохранилась. Однако М. А. Снегирев, используя свой богатый опыт испытателя, нашел способ ее гашения, меняя режимы работы двигателей. Продолжавшиеся испытания показали неплохие летные качества самолета. Завершающий испытательный полет назначили на 20 ноября, после чего К-7 должен был улететь в Москву. Необходимо было определить максимальную скорость машины у земли, на мерной базе. Этот десятый по счету полет прошел успешно, однако из-за ошибки экспериментаторов на земле замеры не получились.

Для повторного определения скорости на мерной базе отправились заместители К. А. Калинина - А. Т. Руденко и А. С. Балинский. Полет был назначен на день отдыха - 21 ноября, До этого К-7 уже успел налетать свыше 5 часов в воздухе. Задание предусматривало после взлета и набора высоты 1000 метров полет к мерному километру, над которым надо было снизиться до высоты 100 метров и трижды пройти расчетную базу с максимальной скоростью. В два часа дня К-7 с 20 членами испытательной бригады на борту вылетел на мерный километр. Здесь стоит привести воспоминания Д. А. Чебышева - одного из инженеров, участвовавшего в испытаниях: "В назначенное время К-7 пролетел над нами, летчик определил, что мы готовы к измерениям, и повел самолет в зону, где набрал скорость и опять пошел к нам. Не долетев до нас 3-4 км, вдруг неожиданно машина резко пошла к земле под углом 30-40° с максимальной скоростью. Удар о землю снес шасси. Самолет подпрыгнул и с работающими двигателями врезался в землю. Начался пожар".

А вот что вспоминал один из пяти оставшихся в живых после катастрофы самолета членов экипажа, П. И. Семеренько: "При заходе за мерный километр Снегирев дал полный газ. Возникла вибрация хвостовых ферм. Ударов я насчитал 15-20. И вдруг к звуку гудения моторов присоединился звук разрыва нижнего лонжерона левой хвостовой балки. Разошедшиеся концы лонжерона защемили управление рулем высоты, и К-7 из снижения уже выйти не мог. В памяти отмечаю вибрацию, на глаз замеряю угол пикирования, повторяю вслух градусы. У земли машина дает левый крен. Жду конца. Рули высоты no-прежнему неподвижны. Удар..."

Рабочие и инженеры тяжело переживали гибель своего детища и 15 членов экипажа. Калинин из-за болезни сердца на два месяца вышел из строя. Но катастрофа не подорвала веру коллектива в свои силы и способности. Для расследования причин аварии было организовано несколько компетентных комиссий, в которых участвовали самые видные авиационные специалисты страны. Выводы предполагали, что источником вибрации являлись серворули при некоторых режимах работы седьмого двигателя. Но эту причину документально подтвердить не удалось. И только несколько лет спустя М. В. Келдыш нашел выход в борьбе с флаттером - необходима весовая балансировка pyлей. Но тогда этого еще не знали...

Рассмотрев выводы специалисты не обнаруживших никаких ошибок расчетах и конструкции самолета решением начальника ГУАП Калинину поручили в срочном порядке приступить к строительству двух (пассажирский и военный) вариантов К-7 со сроком их вывода в 1935 году. А для их изготовления КБ А. Калинина получило новую и производственную базу - Воронежский авиационный завод.

Изменившиеся взгляды руководства отечественной авиации на строительство крупных самолетов не позволили коллективу завершить paботы над К-7. Самолеты были законсервированы, причем один из них был готов наполовину. Самолет К-7 вошел в историю мировой авиации как смелый шаг, поскольку подобных самолетов в то время не существовало ни в одной стране мира. Они появились лишь в ходе рой мировой войны, показав, насколько дальновиден был замысел выдающегося советского авиаконструктора Константина Алексеевича Калинина его соратников.

ЛТХ:

Модификация	К-7
Размах крыла, м	53.00
Длина, м	28.00
Высота, м
Площадь крыла, м2	254.00
Масса, кг
пустого самолета	21000
нормальная взлетная	40000
Тип двигателя	7 ПД АМ-34
Мощность, л.с.	7 х 750
Максимальная скорость у земли , км/ч	234
Крейсерская скорость , км/ч	204
Практическая дальность, км	1000
Практический потолок, м	5500
Экипаж, чел	12
Вооружение:	восемь 20-мм пушек и восемь 7,62 мм пулеметов бомбовая нагрузка - 9900 -16000 кг

Доп. информация :

Чертеж "Калинин К-7 (1)"
Чертеж "Калинин К-7 (2)"
Фотографии:

Полноразмерный макет самолета К-7

Полноразмерный макет самолета К-7

К-7

К-7

К-7

К-7

К-7

К-7

К-7

К-7

К-7

Единственный снимок К-7 в полете

К.А.Калинин с экипажем самолета К-7 перед полетом

К.А.Калинин возле К-7

Один из двигателей М-24 на К-7

Схемы:

К-7

Варианты окраски:

К-7