ВЫСОТНЫЙ РАЗВЕДЧИК

турбина,каркас,водяной радиатор,радиатор

Увеличение высоты полета во второй половине 1930-х гг. считалось одним из основных направлений развития самолетостроения. Заманчиво было лететь там, куда не доставала зенитная артиллерия и мог подняться не всякий истребитель. Кроме того, меньшая плотность воздуха позволяла увеличить скорость за счет уменьшения его сопротивления. Но требовалось обеспечить значительный наддув двигателю, иначе он просто «задыхался». Одним из перспективных путей являлось применение турбокомпрессоров, турбины которых раскручивались выхлопными газами поршневого мотора.

В нашей стране турбонагнетатель впервые установили на самолет Р-1 с мотором М-5. Однако нагнетатель этот был американским, купленным у фирмы «Дженерал электрик». Отечественные конструкции появились позже.

В феврале 1936 г. мотор М-34Н2Б с двумя турбонагнетателями, изготовленными в ЦИАМ, начали монтировать на самолете РШ, доработанном Р-5. Доводка новой мотоустановки шла очень долго, и лишь в мае 1938 г. машина завершила заводские испытания. Ее передали в НИИ ВВС на государственные испытания, в ходе которых в августе того же года РШ разбился на посадке.

Далее решили экспериментировать с турбонаддувом на Р-3ет. Проект переделки выполнили на заводе № 1. В августе 1938 г. приступили к переоборудованию одного серийного самолета, обозначенного Р-3ет-ТК (P-Z-TK). В сентябре машину сдали на госиспытания.

Экспериментальный мотор М-34НФ (развивавший 985 л.с. на взлете) был укомплектован двумя турбонагнетателями ТК-1, по одному на блок. Турбины размещались снаружи на бортах фюзеляжа для улучшения охлаждения.

турбина,каркас,водяной радиатор,радиатор

Выхлопные газы из цилиндров не уходили через патрубки за борт, а собирались коллектором и подавались на турбину, на валу которой находился центробежный компрессор. Наддув был двухступенчатым: после турбонагнетателей располагался обычный приводной нагнетатель. Новая мотоустановка получилась на 85 кг тяжелее стандартной, в основном за счет ТК-1. Пришлось сменить подмо-торную раму и боковые капоты, несколько усилить каркас фюзеляжа.

Поскольку мощность возросла, вместо штатного водомасляного радиатора поставили новый воздушно-масляный и больший по площади водяной радиатор, взятый с бомбардировщика ТБ-ЗРН. Последний не втягивался в фюзеляж;

регулирование обдува осуществлялось шторками, управлявшимися штурвалом из кабины пипота. Винт тоже был другой — трехлопастный, двухшажный, металлический ВИШ-5П без кока на втулке. В задней кабине оборудовали место для инженера и новую приборную доску.

В Чкаловскую Р-3ет-ТК перегнали 13 декабря 1938 г., система турбонаддува на нем пока отсутствовала. Дело в том, что испытания собирались проводить в Евпатории — там и зимой можно взлетать на колесах. Поэтому машину хотели отогнать в Крым по воздуху, а там уже поставить турбонагнетатепи. Контрольные попеты на замер расхода топлива у экспериментального мотора М-34НФ (он отличался от серийного М-34НБ) показали, что можно будет без посадки дотянуть до Харькова. Но представители ЦИАМ настаивали на необходимости опробовать при перелете турбонаддув. 22 декабря в НИИ ВВС привезли пару ТК-1 и за три дня смонтировапи их на машине.

25 декабря мотоустановку впервые опробовали на земле, а спустя два дня — в воздухе.

28 декабря Р-3ет-ТК уже прибыл в Харьков, где надолго застрял из-за плохой погоды.

турбина,каркас,водяной радиатор,радиатор

Лишь 21 января самолет приземлился в Евпатории.

С 22 января начались официальные государственные испытания, продолжавшиеся до 6 марта 1939 г. Самолет налетал 71 ч, совершив 33 полета. Его пилотировали по очереди летчики А.А. Автономов, Г.Я. Бахчиванджи и И.И. Савченко, в задней кабине находился Б.Т. Пушков. На высоте 8000 м самолет развивал скорость 295 км/ч (у обычного Р-3ет — 184 км/ч). На 9000 м легко выполняли виражи с креном 45° — 50°, хотя пилотирование несколько осложнялось загустеванием смазки — усилия на ручке и педалях возросли. Максимальная высота, до которой удалось добраться, составила 10 230 м. Машина, наверное, могла подняться и выше, но замерзло управление шторками водяного радиатора, и двигатель перегрелся.

В целом надежность мотоустановки оказалась недостаточной: температурные эффекты вели к прогарам и трещинам трубопроводов, особенно в системе подвода горячих выхлопных газов. Диски и лопатки турбин трескались и деформировались. Отечественные металлурги еще не создали сталей и сплавов, способных длительно работать в подобных условиях. 30 января имела место вынужденная посадка из-за неполадок с мотором. Оказалось, что треснула труба, по которой подводились выхлопные газы с правой стороны. Тем не менее в НИИ ВВС испытания сочли удовлетворительными. 3 апреля 1939 г. тогдашний начальник ВВС РККА А.А. Локтионов предписал построить серию из 15 P-Z-TK, раздав их в три разные авиачасти для проведения войсковых испытаний. Неясно, шла ли речь о восстановлении производства P-Z или модернизации машин, выпущенных ранее.

турбина,каркас,водяной радиатор,радиатор

Скорее последнее. К этому времени ВВС уже имели излишек «зетов», которые не знали куда пристроить. Использовать их по прямому назначению — как обычные дневные ближние разведчики или легкие бомбардировщики, казалось невозможным. Переоборудование части самолетов в высотные разведчики создало бы «зетам» новую сферу применения. Но заказ выполнен не был. Можно только предполагать, что произошло это из-за перегрузки завода другой продукцией, которую сочли более важной.

Существовал альтернативный проект превращения Р-3ет в высотный дальний разведчик — его собирались оснастить оригинальным паротурбинным компрессором, над которым работали в Харьковском авиационном институте Рамзин, Гиндес, Лозинский и Цветков. Турбину нагнетателя у этого устройства вращали не выхлопные газы, а водяной пар, подававшийся из котла, смонтированного в развале цилиндров мотора М-34Н. Для нагрева воды использовалось тепло от самого двигателя и выхлопных газов. Из сохранившихся документов неясно, соединялся ли котел напрямую с системой водяного охлаждения мотора. Цикл был замкнутым: пар опять превращался в воду в конденсаторах, размещенных на бортах фюзеляжа, и она возвращалась насосом в котел. Общий вес установки оценивался в 334 кг. По расчетам, использование паротурбинного компрессора оказывалось выгодным при высотных полетах продолжительностью более 5 ч.

Существовал проект паротурбинного компрессора, велись экспериментальные исследования, но установка в целом так и не была построена.