В 1944 г. группа Королева выполнила еще одно обширное исследование, объединенное в отчет, названный «Предварительный аэродинамический расчет высотного истребителя Ла-5 с реактивной установкой с двигателем РД-1». Основная задача исследования состояла в анализе особенностей применения реактивной установки с однокамерным и трехкамерным реактивным двигателем РД-1 для самолета Ла-5 конструкции С. А. Лавочкина.

Родословная самолетов ОКБ С. А. Лавочкина ведет свое начало от оригинального проекта истребителя из нового авиационного материала — дельта-древесины. Авторами проекта были С. А. Лавочкин, М. И. Гудков и В. П. Горбунов. Поэтому первые машины этого типа имели индекс ЛаГГ, образованный по традиции из первых букв фамилий авторов конструкции.

После замены двигателя с водяным охлаждением на двигатель с воздушным охлаждением истребитель ЛаГГ-3 с новым индексом Ла-5 обрел вторую жизнь и стал одним из основных истребителей, использующихся в ходе Великой Отечественной войны.

В конце 1943 г. была выпущена новая модель истребителя Ла-7 с улучшенной аэродинамикой и конструктивными изменениями, позволившими уменьшить массу машины на 100 кг. Именно на Ла-7 одержал большую часть побед И. Н. Кожедуб [161, с.205].

Интерес Королева к конструкциям Лавочкина проявился еще в 1943 г., когда проводились прикидочные расчеты по использованию РУ-1 для ЛаГГ-3. Эта работа, однако, развития не получила.

Исследования, выполненные группой Королева по Ла-5, представлены в трех частях (1-я часть на 148 листах, 2-я часть — на 187, 3-я — на 48 листах).

Первая часть расчетов охватывала полеты самолета с мотором и реактивным двигателем на первых рабочих высотах машины, ниже винтомоторного потолка (ниже 11000 м). Во второй части представлены расчеты для полетов с мотором и РД выше винтомоторного потолка, на вторых рабочих высотах машины 14000-15000 и даже 17000 м.

Третья часть содержала дополнительные расчеты, не вошедшие в первую и вторую части, ряд расчетов по отдельным вопросам: о работе винтов на больших высотах и скоростях, по маневрированию и управлению, перегрузкам машины, по отдельным тактическим задачам, а также — на это следует обратить особое внимание — прикидочные расчеты варианта «ВИ» как чисто реактивного самолета.

Первую часть отчета Королев подписал 30 июня 1944 г., вторую — 5 мая 1944 г., третью — в июле 1944г. [171].

К декабрю 1944 г. был готов эскизный проект специальной модификации самолета «Ла-5 ВИ» со вспомогательными реактивными двигателями РД-1 и РД-3 [172]. К этому времени был уточнен ряд позиций проекта по сравнению с предварительным аэродинамическим отчетом, о котором речь шла выше. В основном нашли более подробное освещение характеристики модификации с использованием РД-3 (такой индекс присвоили трехкамерному двигателю), причем не только в виде объединенных трех камер РД-1 в один агрегат, а и в случае использования на одной машине трех однокамерных агрегатов в разрозненном виде.

В проекте специально подчеркивается, что при оборудовании истребителя реактивной установкой с трехкамерным двигателем РД-3 в виде вспомогательного движителя самолет приобретает качество машины совершенно нового класса.

При этом имелись в виду новые широкие тактические возможности использования новой модификации винтомоторного истребителя.

Есть в проекте рассуждения, которые выходят за рамки частной технической задачи и претендуют на общую оценку возможностей реактивной авиации в тот период: «Самолеты, оборудованные только жидкостным реактивным двигателем, как правило, характеризуются малой продолжительностью полета.

В данном случае наличие на истребителе бензинового мотора обеспечивает ему независимость действия и достаточный радиус полета, а в случае необходимости и потребное время барражирования, при сохранении преимуществ, даваемых реактивным двигателем» [Там же]. Последний абзац подчеркнут в тексте проекта. Видимо, Королев считал его содержание особенно важным и хотел обратить на него особое внимание.

Заслуживает внимания и такое положение, приведенное в проекте: «Винтомоторный истребитель по схеме "ВИ" с вспомогательными жидкостными реактивными двигателями может быть осуществлен как модификация любого одномоторного истребителя при оборудовании его реактивной установкой специализированного типа» [Там же]. Вместе с тем отмечается, что при разработке нового специального самолета с винтомоторной группой и вспомогательной реактивной установкой, вероятно, могут быть получены несколько лучшие результаты как в весовом отношении, так и с точки зрения компоновки и размещения агрегатов.

Проект «ВИ» был реализован в самом конце 1944 г., только не в варианте Ла-5, а Ла-7 и известен в литературе под индексом Ла-7Р. Было изготовлено два экземпляра экспериментальной машины с двигателем РД-1ХЗ, устанавливаемым под вертикальным оперением. Запас реактивного топлива 90 л керосина и 180 л кислоты. Бензина для поршневого двигателя 215 кг. Масса пустого самолета возросла почти на 100 кг. Прирост скорости при работе РД-1 в течение 3-3,5 мин был более 80 км/ч. Выполнено 15 испытательных полетов (летчики Г. М. Шиянов и А. В. Давыдов) за первые три месяца 1945 г. Выяснилось, что летные качества и маневр машины в экспериментальном варианте ухудшились и требовались дальнейшие усовершенствования. К тому же не обошлось без аварий. 12 мая при запуске двигателя на земле произошел взрыв камеры сгорания, причинивший повреждение хвостовому оперению самолета и хвостовому агрегату двигателя. В работе аварийной комиссии в связи с этим случаем принимал участие Королев. Один двигатель взорвался в полете, но Шиянов сумел благополучно посадить машину.

Знаменательным событием в истории создания реактивных ускорителей с РД-1ХЗ было участие самолета Ла-7Р с включенным ЖРД в авиационном празднике в Тушине 18 августа 1946 г.

Как известно, реактивные ускорители с ЖРД не нашли дальнейшего применения в авиации. Возможно, что в этом определенную роль сыграло прекращение военных действий, когда отпала нужда в экстренных и сравнительно простых средствах усовершенствования самолетов. В мирное время более перспективными были турбореактивные двигатели, на базе которых создавалась отечественная реактивная авиация в послевоенные годы.

При знакомстве с планом работы группы № 5 на 1944 г. можно заметить, что Королеву уже становилось тесно в кругу намечаемых задач. Менялись типы самолетов, функциональное назначение реактивных установок, а их принципиальные возможности ограничивались наперед заданными характеристиками летательных аппаратов. Поэтому была своя закономерность в том, что как бы между прочим в плане проскользнула такая идея: «... Следует ориентироваться на работу по высотному истребителю на базе самолёта "Лавочкин" как на основную тему группы с переходом в дальнейшем, в свое время, к разработке чисто реактивного самолета подобного типа» [164]. Однако за этой фразой скрывались самые серьезные замыслы, которые нашли отражение в проектных проработках Королева, оставшихся, правда, незавершенными [173]. Королев так сформулировал задание на разработку проекта: «Спроектировать одноместный истребитель с продолжительностью полета 30 мин на высоте 15000 м». Проект истребителя в его заметках получил такое название: «Реактивный самолет типа "летающее крыло" с реактивным двигателем РД-1».

Королев имел уже определенный опыт работы с такого типа аппаратами, испытывая в 1931 -1932 гг. бесхвостые планеры БИЧ-8 и БИЧ-11 в связи с проектированием ракетоплана РП-1. Теперь решил вернуться к этой схеме. В этом тоже была своя закономерность. Можно сказать без преувеличения, что со дня зарождения авиации ни на один год не прерывались поиски конструктивных решений для реализации такой схемы. Пристальный интерес к «летающим крыльям» связан с необходимостью решать главную задачу авиационной техники — добиваться уменьшения силы лобового сопротивления летательных аппаратов, что становилось особенно актуальным по мере увеличения скоростей полета. И такая схема является, можно сказать, идеальной в этом отношении.

Однако, как отмечает известный исследователь схем «летающее крыло» И. К. Костенко, опубликовавший недавно обобщающие результаты в этой области: «... Схема "бесхвостка" имеет ряд характерных особенностей в части продольной и боковой устойчивости и управляемости. Эти особенности являются причиной того, что создание самолета или планера такой схемы с удовлетворительными пилотажными характеристиками оказывается достаточно сложным делом, требующим большого объема предварительных исследований. Таким образом, авиаконструктор, выбирая схему "бесхвостка" для его будущего самолета или планера, заведомо идет на известный риск» [174, с.9, 22]. В отечественной авиации был достигнут в этой области ряд выдающихся результатов [Там же, с.84].

Разработку проекта одноместного истребителя-перехватчика типа «летающее крыло» проводил известный авиаконструктор Р. Л. Бартини в начале войны в ОКБ, созданном в Сибири. Там же разрабатывался проект зенитного истребителя-перехватчика со стреловидным крылом с четырьмя ЖРД РД-1 конструкции Глушко. В 1943 г. работы над этими проектами были свернуты и ОКБ закрыто [161, с. 372].

Королев, скорее всего, не знал в тот период об этих работах Бартини и обдумывал свой вариант решения задачи, что, как отмечалось, не вышло за рамки отдельных прикидок. Тем не менее им полезно уделить серьезное внимание, потому что они открывают редкую возможность подметить круг вопросов, которыми интересовался Королев при работе над конкретными вариантами аппаратов, и тем самым лучше понять его творческую манеру. Дело в том, что условия, в которых пришлось работать Королеву в тот период, когда, кроме работы в замкнутом пространстве и мыслей, сосредоточенных на преодолении трудностей, ничего не было, способствовали накоплению различных деловых материалов, бережно сохраненных Королевым после выхода на свободу и до конца своей жизни.

В этом смысле представляет интерес библиография, составленная Королевым в те годы. Раздел по ракетной технике включает 77 наименований, из них 33 на немецком, английском и французском языках. По авиадвигателям и компрессорам — 55 наименований, по газовым турбинам — 11, все на иностранных языках, по термодинамике, газодинамике, гидравлике, внешней и внутренней баллистике — 11 книг, по прочности, авиаматериалам, конструированию — 7 книг, в разделе общетехническом — 19 книг [175].

Королев собрал практически все опубликованное к тому времени по «бесхвосткам» [176-190].

Материалы, о которых идет речь, — журнальные статьи 30-х годов, других и не было. К тому времени трудно было помышлять о монографиях на такую тему. Бросается в глаза оптимистический тон всех подобранных Королевым публикаций, и при всем понимании трудностей вера в безоговорочную перспективность «летающих крыльев».

Работая над высотным аппаратом, Королев привлек также серьезные источники, где рассматривались особенности аэродинамики и энергетики в разреженной среде [181, 182, 185].

Есть в подборке материалов статья П. Я. Козлова «Бесхвостки», опубликованная в 1939 г. [183, 184]. В ней есть новые тенденции, отражающие тревожные настроения того времени. Отмечается положительная особенность «бесхвосток» как боевых самолетов, которая подкрепляется цитатами из наставлений немецким и итальянским летчикам: «Удобные направления атаки определяются в соответствии с мертвыми секторами: сзади на несколько меньшей высоте, так, чтобы быть укрытым фюзеляжем и хвостовым оперением» [183, с. 23]. Наставления для итальянских летчиков имели такой же смысл. И вывод автора статьи: «"Хвост" мешает самолету быть даже теоретически неприступным» [Там же]. Эта статья интересна также популярным изложением специфических особенностей «бесхвосток» и описанием различных, опробованных на практике конструктивных вариантов органов управления — наиболее трудной задачи конструирования «летающего крыла».

Рисунок одноместного истребителя, выполненный С. П. Королевым. 1945 г. Из фондов архива РАН

Заканчивается статья предостережением: «За последнее время, судя по иностранным данным, интерес к бесхвостому самолету сильно возрос. О бесхвостках говорят уже не только как о реальном, но как о нужном деле» [184, с. 29].

Статья из подборки материалов Королева по бесхвосткам «Первый военный самолет бесхвостого типа» [186, с. 40] подтверждает реальность доводов статьи Козлова о тактических преимуществах бесхвосток: «Бесхвостый самолет типа "Птеродактиль" ввиду особенностей своей конструкции дает как военная машина значительные военные преимущества — прекрасный обзор во все стороны и идеальную защиту назад, совершенно исключая возможность для противника зайти "под хвост", так как таковой у него отсутствует».

О внимательном изучении Королевым проблемы бесхвостки можно судить по таким материалам из его подборки, как статьи Б. В. Раушенбаха «Продольная устойчивость бесхвостых самолетов» [50] и И. К. Костенко «Авиамоделистам о бесхвостках» [187].

Наибольшее внимание Королева привлекла статья «Французский самолет "летающее крыло"» [190]. Он полностью переписал текст статьи (в ней приведены подробные данные о конструктивных характеристиках самолета) в свою тетрадь и снял копию схемы самолета.

Самолет, о котором шла речь в статье, Фовель AV-2 конструктора Фовеля, действительно был заметным событием в авиационной практике. Ни один историк авиации не оставляет самолеты Фовеля без внимания. И. К. Костенко приводит в своей книге такие данные о самолете Фовель AV-10: «На самолете AV-10 было совершено большое число высотных полетов. В одном из таких полетов был превзойден мировой рекорд для двухместных самолетов...» [174, с.54].

Схема самолета «Фовель» AV-10

Королев брался за разработку бесхвостого истребителя в несколько приемов. Начал он с прикидок полетного веса конструкции [173, с.17]. Для расчета принял тягу равной 150 кг, время работы двигателя 20 мин, вес топлива 960 кг, вес самолета без крыльев (вероятно, имелся в виду центроплан) 940 кг, вес топлива для набора высоты 15000 м 1040 кг, вес крыла 260 кг. В результате был получен вес на взлете 3200 кг.

Дату этих заметок установить не удалось. Правда, ориентиром может служить штамп чертежа на обороте синьки, использованной Королевым для заметок. Его дата — январь 1943 г., таким образом, можно считать, что заметки сделаны позднее этой даты.

Далее сделаны расчеты по определению наивыгоднейшей тяги и крутизны траектории при условии наименьшего расхода топлива на набор высоты [Там же, с. 21]. Затем спустя некоторое время выполнены конструкторские проработки по фонарю [Там же, с.35].

Особый интерес представляет набросок общего вида бесхвостого самолета [Там же, с. 161]. Здесь же приводятся некоторые уточненные данные по его конструкции. Начальный вес 3500 кг, вес конструкции 1500 кг, вес ракетного топлива 2000 кг, вес кислоты 1660 кг, вес керосина 340 кг, объем кислоты 1100 л, объем керосина 395 л. Предлагалось расположить реактивное топливо следующим образом: кислоту в двух баках, по 550 л каждый, — в фюзеляже; керосин в двух баках, по 200 л каждый, — в крыльях.

Шасси предполагалось трехколесным, убирающимся. Крыло двухлонжеронное, металлическое. Число камер — три, две рабочих, одна вспомогательная.

Мысли о бесхвостом реактивном истребителе были связаны с попытками Королева придать работам по реактивным аппаратам новое качество, что в конечном итоге привело его к заветной цели — самостоятельности в инженерных поисках. Прежде чем перейти к освещению этого важного этапа биографии Королева, нужно познакомиться с его собственной оценкой выполненных им за все предыдущие годы конструкторских работ. Этому посвящена следующая глава.