Проект стратосферного самолёта БНК-4, созданный под руководством С.А. Лавочкина в 1932 г., предусматривал размещение двухместной гермокабины в передней части фюзеляжа. За кабиной устанавливался двигатель М-17 и паровая турбина, обеспечивающая наддув силовой установки с помощью двухступенчатого центробежного нагнетателя. Воздушный винт — с гидравлическим приводом от мотора. Оперение вынесено на балках, шасси — убирающееся в полёте. Конструкция самолёта цельнометаллическая с двойной обшивкой верхней поверхности крыла для конденсации выходящего из турбины пара. Расчётные характеристики: площадь крыла — 45 м2, полётный вес — 2300 кг, мощность двигателя — 500 л. с., максимальная скорость на высоте — 400 км/ч, потолок — 14 500 м, продолжительность полёта — 2 часа. Проект был отклонён в 1933 г. из-за чрезмерной новизны конструкции и опасности вибраций балочного хвостового оперения.
РГАЭ. Ф. 8328. Оп. 1. Д. 702. Л. 7-10
Велись также переговоры с «Юнкерсом» о совместном продолжении работ по экспериментальному самолёту Ju 49 и даже прорабатывался заказ в Германии трёхместного стратоплана военного назначения с рабочей высотой полёта 15 км. Приход Гитлера к власти поставил крест на этих планах.
Пришлось опираться на собственные силы. Из всех проектов выбор пал на стратоплан Конструкторского отдела ЦАГИ, на базе которого было создано Бюро особых конструкций (БОК) под руководством старшего инженера ЦАГИ Владимира Антоновича Чижевского. В коллектив бюро входили инженеры Н.Н. Каштанов, В.И. Лапчинский, В.Г. Флоров и др. «Бюро Особых Конструкций является объединяющим и руководящим органом ЦАГИ по всем вопросам, возникающим в связи с осуществлением поступающих новых идей технической мысли и изобретений, относящихся к области исследовательской или опытно-производственной работы ЦАГИ, но не укладывающихся в рамки плановой работы отдельных Отделов ЦАГИ», — сказано в Положении о БОК от 27 января 1931 г.
[164]
Но немногочисленному коллективу БОК был не под силу столь широкий круг задач, и там сосредоточились на стратосферных полётах. В 1932 г. под руководством Чижевского была изготовлена герметическая гондола экипажа стратостата «СССР-1», 30 сентября 1933 г. осуществившего полёт на рекордную высоту 19 тыс. м. Теперь дело было за стратопланом.
Создание самолёта, получившего обозначение СС («стратосферный самолёт»), а позднее БОК-1, велось по постановлению Комитета Обороны от 4 июля 1932 г. Так как конструктивные требования к высотным и дальним самолётам близки (большой размах крыла, невысокая нагрузка на крыло, хорошее аэродинамическое качество), по схеме СС был похож на строящийся в ЦАГИ моноплан «Рекорд дальности» (АНТ-25), но имел меньшие размеры. Принципиальными новшествами являлось применение гермокабины и высотной силовой установки. По предварительным оценкам, при моторе М-34 с двухступенчатым нагнетателем конструкции Центрального института авиационного моторостроения (ЦИАМ) самолёт должен был иметь потолок 16 км, максимальную скорость на этой высоте 300 км/ч, дальность полёта— 1100 км. Срок готовности — 4-й квартал 1933 г.
В справке о состоянии работ на 1 октября 1932 г. сказано: «Приступлено к сдаче в производство чертежей отъёмной части крыла. Закончен расчёт хвостовой части фюзеляжа и начинается конструктивная разработка. Закончен расчёт герметической кабины (2-й вариант) и разрабатывается её конструкция.
При осуществлении этого проекта имеются трудности следующего порядка.
1. Отсутствие готового высотного мотора. Вопрос импеллера — новый вопрос и требует большой работы по его осуществлению.
2. Отсутствие винта с поворотными лопастями. Необходимо решить задачу поворотной втулки к мотору М-34. Новизна вопроса и отсутствие опыта у нас требует специальных больших экспериментальных работ.
3. Отсутствие достаточного количества работников, что задерживает темп работ»
[165].
В.А. Чижевский у гондолы стратостата СССР-1.
К постройке самолёта приступили в конце 1932 г. на заводе опытных конструкций ЦАГИ, но уже в феврале следующего года производство перевели на московский авиазавод № 39, где незадолго до этого изготовили гермокабину стратостата «СССР-1». Туда же, на завод № 39, перебрался коллектив БОК.
Большую часть приборного оборудования для БОК-1 приобрели за границей, на это было выделено 15 тыс. золотых рублей. Обсуждался вопрос о заказе у французской фирмы «Рато» турбонагнетателей — устройств, основанных на использовании турбины, вращающейся в потоке выхлопных газов. В отличие от обычных нагнетателей с приводом от двигателя, турбонагнетатель почти не потреблял мощности, однако вращающаяся со скоростью до 25 тыс. оборотов в минуту и раскаляющаяся в потоке горячих газов до температуры 800 °C крыльчатка требовала специальных конструкционных материалов, которые ещё не были созданы. Из-за ненадёжности турбин «Рато» и отсутствия собственных наработок пришлось отказаться от этой идеи.
При проектировании и постройке БОК-1 нужно было решить множество новых задач: создать гермокабину самолётного типа, обеспечить герметичность проводки тяг из кабины к рулям самолёта и двигателю, предотвратить запотевание и обмерзание стёкол в полёте, обеспечить нормальные температурные условия для экипажа и др. Но главной проблемой оставался двигатель — специалистам ЦИАМ никак не удавалось сконструировать двухступенчатый нагнетатель. Тогда было получено разрешение на постройку и испытания самолёта с мотором М-34 с одноступенчатым нагнетателем. На рекордную высоту рассчитывать не приходилось, зато можно было проверить работу системы жизнеобеспечения экипажа. Испытания наметили провести в октябре 1934 г., а в следующем году заменить мотор и осуществить полёты на близких к стратосфере высотах
[166].
Но и эти сроки не удалось выдержать. Из-за того, что 39-му заводу поручили осваивать серийный выпуск скоростных истребителей И-16, БОК вместе с недостроенным высотным самолётом летом 1934 г. перевели на смоленский авиаремонтный завод № 35, выделив для работы один из цехов. Обустройство на новом месте проходило непросто — не хватало опытных кадров, технологического оборудования, материалов. Первое время к станкам даже не был подведён ток. Неудивительно, что БОК-1 удалось построить только в конце 1935 г. Таким образом, изготовление первого советского стратоплана растянулась на три года.
Схема БОК-1.
