Компоновка самолета «154»
Еще в ходе проектирования самолета «152» была предусмотрена замена ТРД РД-10 на РД-20 или ТР-1 А.М. Люльки. Проект истребителя с двигателем ТР-1 получил обозначение «154». Расчеты показывали, что с более мощным двигателем самолет, имея пару пушек НС-23, сможет у земли разогнаться до 950 км/ч, а на 5000 м – до 1000 км/ч. До трех минут сокращалось и время набора этой высоты, а потолок возрастал до 14 км. Перспектива заманчивая, но ТР-1 вовремя не поспел, а когда его сделали, то выяснилось, что двигатель нуждается в длительной доводке. Планер же построили, но он так и не дождался своего мотора.
Борьба за скорость
Малая тяга первых ТРД и отсутствие перспективы в отечественном моторостроении привели к предложениям по оснащению трофейных аналогов форсажными камерами, или, как их тогда называли, устройствами дожигания топлива. Дело в том, что в продуктах сгорания авиатоплива за турбиной ТРД оставалось довольно много кислорода, и впрыскивание в эту высокотемпературную среду горючего позволяло увеличивать тягу двигателя почти в полтора раза.
Самолет «156»
Идея такого двигателя, впоследствии получившего обозначение ТРДФ, родилась, видимо, почти одновременно с появлением первых ТРД. Судя по всему, первая информация по устройствам дожигания топлива была почерпнута советскими специалистами из «Британского союзника» в апреле 1944-го, но воспользоваться ею довелось лишь в конце следующего года.
Предложения об установке форсажной камеры на двигатель РД-10 практически одновременно сделали сотрудники ЦИАМа и И.А. Меркулов, виднейший советский специалист по прямоточным двигателям. Дело в том, что ТРДФ представляет собой фактически комбинацию ТРД и прямоточного ВРД, и кому, как не Меркулову, исследовавшему первые ПВРД еще в 1930-х годах, было заниматься этим направлением. Предложение, сделанное Лавочкину, было принято, и в 1945 году небольшая группа Игоря Алексеевича влилась в ОКБ-301. Техническим руководителем по разработке форсажной камеры назначили В.И. Нижнего, а ведущим конструктором – Б.И. Романенко.
В 1946 году разработали два варианта ТРДФ. В первом из них, сохранившем традиционную схему регулировки двигателя с помощью подвижного соплового конуса, включение форсажной камеры приводило к чрезмерному повышению температуры газа перед турбиной. Во втором варианте за короткой кольцевой камерой сгорания вместо конуса поставили раздвижные створки. В таком виде двигатель, получивший обозначение «ЮФ» (ЮМО – форсированный), или РД-10ЮФ, развивал на стенде тягу до 1240 кгс, что почти на 37 процентов превышало аналогичный параметр предшественника. В октябре 1946 года ТРДФ прошел 25-часовые стендовые испытания. И хотя удельный расход горючего ТРДФ на режиме форсажа возрастал более чем в два раза, все же было выгодно, увеличив запас топлива, получить лучшие характеристики летательного аппарата.
Через месяц началось проектирование машины «152Д» (дублер) с РД-10ЮФ. Кроме более мощного ТРД для самолета разработали новое крыло с относительной толщиной 9 процентов. В декабре проект получил обозначение «156». Этой машины не было в тематическом плане министерства, поскольку она строилась по инициативе Лавочкина вместо запланированной «154-й». Расчеты показывали, что самолет сможет развить у земли скорость 890 км/ч, на высоте 5000 м – 900 км/ч. Подъем на эту высоту займет 4,2 минуты, а потолок будет не меньше 12 500 м. Длина разбега и пробега должна была находиться в пределах 850 м, а дальность при полете на высоте 10 км со скоростью 630 км/ч – 900 км. Вооружение – три пушки НС-23.
На проектирование самолета ушел почти год. Истребитель построили в декабре 1946-го и в феврале следующего года его перевезли на аэродром ЛИИ. После наземных испытаний (ведущий инженер М.Л. Барановский) летчик С.Ф. Машковский 1 марта совершил на Ла-156 первый полет, но без включения форсажной камеры. Через 27 дней заводской летчик-испытатель Н. Кривошеин поднял в воздух вторую машину «156-2». Месяц ушел на доводку обоих самолетов, и лишь после этого решились запустить форсажную камеру, но сначала на рулежках.
Самолет «156»
Десятого апреля летчик Машковский впервые включил форсажную камеру вскоре после отрыва от ВПП, а через два дня – на взлете. Заводские испытания, завершившиеся в августе 1947 года, показали, что прирост скорости истребителя в зависимости от высоты составил от 40 до 72 км/ч по сравнению с самолетом «152», при этом время работы форсажной камеры не должно было превышать 10 минут.
В этом же месяце машину предъявили на государственные испытания в НИИ ВВС. Ведущими по ней были инженер В.В. Веселовский и летчик А.Г. Терентьев. Испытания проходили не без приключений. Дважды приходилось выполнять аварийные посадки, не выходила то носовая, то одна из основных опор шасси. Сначала на некоторых режимах не удавалось запустить форсажную камеру. Но после доработок она стала работать надежней, допуская запуск на высотах до 9500 м, даже когда температура газа за турбиной падала до 500 градусов и ниже. И это стало главным результатом испытаний. Максимальную скорость 905 км/ч зафиксировали на высоте 2000 м.
Под конец государственных испытаний, проверяя самолет на прочность при «обжатии» (общепринятое выражение, означающее полет со снижением при работе двигателя на максимальном режиме) до предельно допустимой скорости, А.Г. Терентьев столкнулся с сильнейшей тряской. Видимо, это был флаттер, из которого удалось вырваться, переведя истребитель в набор высоты и погасив скорость. Уже на пробеге двигатель самопроизвольно перешел на максимальные обороты. Как потом выяснилось, от вибраций оборвалась тяга, соединявшая рычаг управления двигателем (РУД) и ТРД.
Проведенные в НИИ ВВС воздушные бои с МиГ-9 показали, что включение форсажа улучшает маневренные характеристики самолета как в горизонтальной, так и вертикальной плоскости, сводя на нет преимущества «мига». Несмотря на неплохие характеристики, самолет «156» все же остался в разряде опытных, а точнее, летающих лабораторий, проложив дорогу ТРДФ. Этим же самолетом завершилась линия прямокрылых истребителей с трофейными ТРД, а на горизонте просматривались контуры околозвуковых самолетов с иными аэродинамическими компоновками крыльев.
Ла-160 «Стрелка» на аэродроме
Пользуясь случаем, отмечу, что вслед за машиной «156» начались испытания истребителя Як-19 с двигателем РД-10Ф, также оснащенным форсажной камерой. В отличие от самолета, созданного в ОКБ-301, Як-19 разрабатывался по ставшей впоследствии классической для реактивных истребителей схеме с двигателем, расположенным за кабиной пилота. Это обстоятельство определило и удлиненную форсажную камеру ТРДФ. Несмотря на больший вес, летные характеристики Як-19 оказались выше, чем у Ла-156. Оказалось, что лучше потерять немного тяги в длинной жаровой трубе ТРД, чем ухудшать аэродинамику самолета, используя реданную схему.
