С двигателем ОР-2 дела обстояли намного хуже. Стендовые испытания выявили его ненадёжность: из-за неустойчивости горения топливной смеси и прогаров деталей конструкции ЖРД мог работать максимум девять секунд. Начались многочисленные доработки.
Проект ракетоплана РП-1.
Тем временем планер переоборудовали в ракетоплан РП-1. Кабину закрыли прозрачным колпаком, за ней установили обтекатель ЖРД, смонтировали агрегаты топливной системы. Двигатель должен был размещаться за кабиной пилота, а баки (один с бензином и два с жидким кислородом) — в центроплане крыла. Там же находился баллон с сжатым азотом, предназначенным для подачи топливных компонентов в камеру сгорания. Такая система топливопитания, называющаяся вытеснительной, являлась наиболее простой в создании и использовании. Однако она получалась тяжёлой из-за необходимости рассчитывать баки, трубопроводы, соединения на довольно высокое давление — 6–8 атм. Требовалась также тщательная сборка и пригонка всех частей топливной системы в производстве и обеспечение её герметичности в эксплуатации.
Для поддержания низких температур жидкого кислорода и азота баки были выполнены в виде сосудов Дюара с двойными стенками, пространство между которыми заполнялось углекислотой. Каждый из баков поместили в дюралюминиевый кожух, отделявший его от конструкции ракетоплана. Крыло в местах установки топливных ёмкостей усилили стальной окантовкой.
Выступавшие за верхний контур крыла горловины баков закрыли легкосъёмными обтекателями.
Управление силовой установкой в кабине включало в себя краны открытия клапанов баков и регулирования подачи смеси, включатель зажигания. Приборами контроля работы двигателя были манометры кислорода, топлива и азота, а также манометр, замерявший давление в камере сгорания. Регулировать тягу в полёте предполагалось изменением давления подачи топливных компонентов.
Но двигателя всё не было. Чтобы не терять времени, РП-1 решили испытать с обычным поршневым мотором с толкающим винтом, тяга которого должна была в какой-то степени имитировать действие реактивной струи. Для опытов Осоавиахим предоставил Королёву импортный двухцилиндровый «Скорпион». Двигатель был старый, сбоил и недодавал мощности.
РП-1 без двигателя.
Первые испытания мотопланера прошли 8 июня 1932 г. Из-за большого трения лыжи о землю (РП-1 так же, как и БИЧ-11, имел лыжное шасси) для взлёта требовалась помощь находившихся на аэродроме людей. В полёте двигатель не держал оборотов, и тяга винта все время менялась. Так как ось винта проходила выше центра тяжести самолёта, изменения оборотов вели к продольной раскачке. «В моменты, когда мотор сдавал, самолёт имел тенденцию идти на хвост, а когда мотор забирал — идти на нос», — говорится в отчёте С.П. Королёва
[261].
В сентябре 1932 г. начались полёты РП-1 № 2. Он лишь в мелочах отличался от первого БИЧ-11 (РП-1 № 1), двигатель на него не устанавливали. Испытания продолжались и в 1933 г. Всего Королёв выполнил на двух РП-1 34 полёта, из них 5 — с включением поршневого двигателя.
В докладе о состоянии работ по опытному моторо- и самолётостроению на 1 января 1933 г. сообщалось: «Работа по реактивному двигателю на жидком топливе ведётся в ГИРД ОСОАВИАХИМА… Двигатель ГИРД проходит исследовательские испытания. Срок окончания последних в настоящее время определить нельзя. В случае положительного результата двигатель будет установлен на лёгкий самолёт летающее крыло, уже построенный и испытанный»
[262].
По расчёту, при тяге двигателя 50 кгс в течение 1 минуты ракетоплан должен был развить скорость 139 км/ч, его скороподъёмность равнялась 2,2 м/с.
[263]Но снять характеристики в полёте не удалось. 28 марта 1933 г. умер Ф.А. Цандер, и ОР-2 так и не удалось довести до состояния, позволяющего установить его на летательный аппарат. По указанию руководства, оба РП-1, считавшиеся секретными, были преданы огню.
Из-за неготовности ЖРД РП-1 испытали с обычным поршневым мотором.
Одновременно с опытами с РП-1, в ГИРДе проектировали ракетопланы РП-2 и РП-3. На РП-2 планировалось установить ЖРД РДА-1 тягой 100 кгс, имевший насосную систему подачи горючего и окислителя. Насосная система была выгоднее вытеснительной (баки и трубопроводы до насоса не находились под высоким давлением, что позволяло сделать их легче и безопаснее в эксплуатации), но добиться надёжной и эффективной работы насоса в то время не смогли. РП-3, проектировавшийся под руководством А.В. Чесалова, представлял собой двухместный самолёт с комбинированной силовой установкой, состоящей из ЖРД тягой 300 кгс и поршневого двигателя мощностью 250–300 л. с. Поршневой двигатель предназначался для взлёта и набора высоты 5–6 км, затем включался ракетный двигатель, с помощью которого РП-3 должен был подняться на 12-километровую высоту и развить скорость до 800 км/ч. Экипаж — пилот и инженер-экспериментатор — помещались в гермокабине. Предусматривалось, что в аварийной ситуации кабина с экипажем будет отделяться и опускаться на специальном парашюте, удар при приземлении гасился надувной резиновой камерой
[264].
Тем временем произошли организационные изменения. Ещё в 1932 г. на правительственном уровне велось обсуждение организации лаборатории по ракетным двигателям для самолётов с привлечением сотрудников Института авиационного моторостроения и ГИРДа, с последующим развитием этой лаборатории в специальный институт
[265]. В 1934 г. ГИРД преобразовали в Реактивный научно-исследовательский институт (РНИИ) Наркомата тяжёлой промышленности, а близкую по тематике Ленинградскую газодинамическую лабораторию (ГДЛ) перевели в Москву и влили в РНИИ. Среди прибывших из ГДЛ сотрудников был Валентин Петрович Глушко — конструктор жидкостных ракетных двигателей «ОРМ».
Появление в РНИИ новых специалистов и новых образцов двигателей возродили надежды Королёва на создание ракетного самолёта. В докладе на Первой Всесоюзной конференции по применению ракетных аппаратов для исследования стратосферы, проходившей в Москве 2–3 марта 1935 г., Сергей Павлович обрисовал основные черты такого летательного аппарата: обычная аэродинамическая схема с прочным крылом сравнительно небольшого удлинения и длинным фюзеляжем, занятым в основном двигателем и баками с горючим и окислителем, гермокабина или скафандры для экипажа. Начинать он предложил с чисто экспериментальной машины:
