17 августа 1935 г. состоялось испытание модели такого стратопланера, представлявшего собой планер Г-9, поднимаемый субстратостатом "СССР ВР-29" объемом 2200 м3. Субстратостатом управляли известные аэронавты А.А. Фомин и П.П. Полосухин, в кабине планера, подвешенного на расстоянии 3 м под гондолой аэростата находился опытный планерист Бородин. В 4.55 субстратостат оторвался от земли и начал подниматься со скоростью 3,5 м/с. На высоте 3800 м было принято решение произвести спуск планера. Аэронавты сняли веревки, которыми расчаливались крылья планера и крепился нос его фюзеляжа. Планер, накренившись носом вниз, висел теперь на одном тросе. Бородин дернул трос замка отцепного устройства, сконструированного Т.М. Кулинченко, планер стал резко пикировать, но вскоре выровнялся и взял курс на Тушинский аэродром. Планер благополучно приземлился на аэродроме, причем он подошел к нему на высоте двух километров, т.е. мог лететь значительно дальше. Освобожденный от веса планера аэростат поднялся до высоты 5500 м, где остановился, после чего аэронавты также благополучно спустились.
Позднее А.А. Фомин испытал модель стратопланера вместе с А.Ф. Крикуном и Г.И. Голышевым. На высоте 5000 м мастер планерного спорта Ильиченко отцепил планер от субстратостата и затем вернулся на место вылета. Облегченный субстратостат достиг высоты 6800 м.
Но более практичной оказалась идея стратостата-парашюта, нашедшая воплощение в конструкциях Лебедева и Кулинченко. Обе эти конструкции были реализованы в моделях, но полноразмерный стратостат был построен только по проекту Т.М. Кулинченко. Этот замысел родился не на пустом месте. В период становления воздухоплавания из-за несовершенства газовых клапанов, а иногда просто их отсутствия, неоднократно происходил разрыв оболочки аэростата, который, однако, в отдельных случаях не приводил к гибели воздухоплавателя, так как разорванная оболочка случайно принимала форму парашюта.
Принцип конструкции стратостата-парашюта заключался в следующем. Вдоль вертикальной оси баллона стратостата проходит полая матерчатая труба-шахта. Верхний и нижний концы шахты присоединяются к раструбам баллона. Вследствие наличия раструбов баллон в выполненном состоянии имеет форму шара, срезанного у полюсов. В цилиндрической части шахты установлены жесткие поперечные кольца. Они воспринимают давление газа, наполняющего оболочку, и всегда держат шахту открытой для прохода сквозь нее воздуха. Поэтому, подобно полюсному отверстию парашюта, шахта способствует устойчивости спуска стратостата. По периметру шахты внутри баллона проходят специальные стяжки, изготовленные из резинового шнура. Когда баллон выполнен (имеет форму шара), шнуры предельно растянуты. При снижении стратостата, по мере уменьшения степени выполнения, шнуры сокращаются и подтягивают низ оболочки кверху. В определенный момент снижения стратостат принимает вид огромного парашюта. Обращение оболочки в парашют происходило не только от действия резиновых шнуров: нижний срез оболочки имел значительную поверхность, и динамическое давление на нее воздуха при снижении стратостата также поднимало бы низ оболочки.
Советские конструкторы, учтя опыт постройки отечественных и зарубежных стратостатов, при разработке стратостата-парашюта провели беспрецедентный объем предварительных исследовательских работ. Для выяснения нагрузок, действующих на оболочку аэростата, построили модель в масштабе 1:30, на которой провели гидростатические испытания. Кроме того, произвели продувки в аэродинамической трубе деревянных моделей, соответствующих степеням выполнения оболочки 100, 75, 38 и 2,2%. Формы оболочки аэростата-парашюта изучались также на модели, изготовленной из бодрюша. Для более полной проверки конструкции стратостата-парашюта построили его летающую модель АП-1, полный объем ее оболочки составлял 1850 м3, а газовый объем (полный объем минус объем шахты и раструбов) - 1685 м3.
Наземные испытания этого аэростата предназначались для определения форм оболочек в зависимости от степени ее выполнения, изучения характера складок нижней части оболочки и для выяснения возможности трения этих складок. Возникло опасение, что складки в случае быстрого снижения могут расправиться с опасным ударом. Оказалось, что даже в наиболее неблагоприятном случае складки материи были невелики и расправлялись они плавно. Испытания также показали, что при взлете нижняя часть оболочки относительно верхней должна перемещаться без трения, причем в складках материи не должны были возникать опасные напряжения.
5 августа 1935 г. в Москве состоялся первый полет АП-1 с воздухоплавателями Лысовым и Модестовым. Поднявшись на высоту 5000 м, они открыли на 6 секунд клапан и аэростат начал снижаться со скоростью 5 м/с. Но сразу же началось образование парашюта, и скорость упала до 3,5 м/с. Между 4000 и 3000 м клапан был открыт еще на 1,5 секунды. После некоторого нарастания скорость снова уменьшилась до 3 м/с, и баллон принимал все более близкую к парашюту форму. При парашютировании вся система была устойчивой, не замечалось колебаний, раскачиваний или перекоса шахты. Согласно заданию с высоты 1800 м снижение тормозилось сбрасыванием балласта. Полет показал, что аэростат хорошо парашютирует, но выявил ряд недостатков конструкции, главным образом неточную работу специального клапана шахты.
6 октября 1935 г. аэростат поднялся вновь с тем же экипажем, имея на борту 470 кг балласта. Баллон выполнился на высоте 3000 м. Дальнейший подъем происходил за счет балласта, на высоте 5000 м его осталось 210 кг. Здесь на 20 секунд открыли клапан выпуска газа. Спуск происходил очень медленно. При скорости снижения 1,5-2 м/с снизу материя провисала, образуя складки. На высоте 3600 м маневровый газовый клапан был вновь открыт на 15 секунд, после чего скорость снижения на короткое время возросла до 7 м/с. От 3500 до 2000 м снижение шло со скоростью 5-4 м/с, а с 2000 м до земли приборы показывали скорость 4-3,5 м/с. Балласт при спуске не расходовался совершенно.
На втором аэростате АП-2 с опознавательными знаками "СССР ВР-24" в августе 1937 г. и сентябре 1938 г. совершили два испытательных полета. Первый - на высоту 4600 м, второй - 3100 м. Оба полета провели инженер М.И. Волков и воздухоплаватель А.А. Фомин. На предельной высоте подъема экипаж давал аэростату при помощи клапана большую перегрузку, но снижение происходило нормально, балласт совершенно не расходовался, а оболочка принимала хорошо парашютирующие формы.
Благодаря успешным испытаниям моделей стратостата-парашюта системы Т.М. Кулинченко стала возможной постройка настоящего стратостата - СССР ВР-60 "Комсомол" (СП-2). Несколько студентов дипломного курса Дирижаблестроительного института (в их числе был М.И. Волков - будущий член экипажа) взяли стратостат-парашют темой своих дипломных работ.
Полет стратостата СССР ВР-60 "Комсомол"
Объем оболочки стратостата составлял 19790 м3. Горизонтальный диаметр баллона - 33,57 м. Высота стратостата, считая от амортизатора гондолы до вершины выполненного баллона, достигала 55 м. Гондола - герметичная, объемом 4,85 м3 диаметром 2,1 м.
Подготовка стратостата к полету началась летом 1939 г. по предложению Академии наук СССР. Полетное задание предусматривало испытание новой техники и проведение наблюдений над космическими лучами по специальной программе, оптические наблюдения и взятие проб воздуха. После приведения материальной части стратостата в готовность к полету гондолу установили на стартовой площадке в специально устроенной палатке. Окончательно смонтированная оболочка, укрытая брезентом, оставалась на стартовом кругу. Для наполнения оболочки газом на стартовой площадке был установлен газгольдер и смонтирована вся газовая проводка.
Полет проводился в Долгопрудном, стартовая команда состояла из студентов Дирижаблестроительного института и насчитывала 208 человек. 12 октября в час ночи началось наполнение оболочки. К утру оболочку, заполненную 2600 м3 водорода, подняли на поясных на высоту 15 м, подвели под нее гондолу и начали присоединение строп к подвесному кольцу. В 7.20 началось взвешивание. Оно затянулось на 40 мин, так как в баллон было влито излишнее количество газа, который пришлось долго выпускать через клапан. Сплавная сила оказалась слишком большой, чтобы уменьшить ее до нужной величины и не задерживать вылет, в гондолу положили семь 20-килограммовых мешков песка.
12 октября 1939 г. в 8.07 под звуки авиационного марша стратостат "СССР ВР-60" плавно оторвался от земли, а уже через три минуты М.И. Волков, выполнявший обязанности радиста, установил связь с землей.
После того как был пройден тонкий слой облаков на высоте двух километров, командир корабля А.А. Фомин выпустил из баллона немного газа, и стратостат уравновесился на высоте 2200 м. Здесь командир решил выбросить мешки с песком, погруженные в гондолу как дополнительный балласт, который стеснял аэронавтов. При закрытых люках они были бесполезны в качестве маневрового балласта, а при спуске создавали определенные неудобства.
В 8.37, когда выбросили пять мешков балласта, третий член экипажа А.Ф. Крикун открыл бортжурнал и сделал первую запись о ходе полета. Одновременно Волков передал радиограмму:
...Говорит "Комсомол". Высота 3200 метров. Матчасть в порядке. Уравновесились для просушивания оболочки, выполняем работы по наблюдению за космическими лучами.
В 8.52 на высоте 3600 м, выбросив еще один мешок песка, Волков и Крикун закрыли люки. В это время температура в верхней части гондолы была +5°, в нижней части +1°, а температура наружного воздуха -7°С. Стратостат поднимался со скоростью 2-3 м/с. На высоте 4500 м по характерному шуму они обнаружили утечку воздуха из гондолы. Давление стало падать, и даже полная подача кислорода не могла его скомпенсировать. После того как выключили все создающие шум приборы, выяснилось, что воздух пропускает неплотно закрытый люк. Волков подтянул замок люка, и утечка прекратилась. Вновь включив подачу кислорода, Фомин повысил давление в гондоле до 490 мм рт. ст., что соответствовало высоте 3500 м.
В 9.15 Крикун на короткое время прервал наблюдение над космическими лучами и устранил небольшую неисправность штурвала, его вращением под гондолой передвигалась свинцовая плита установки для исследования космических лучей.
При подходе стратостата к высоте 10000 м в гондоле заметно увеличилась влажность, и стекла иллюминаторов покрылись изнутри тонким слоем льда. Чтобы вести наблюдения за наружным термометром и материальной частью, лед приходилось соскабливать. Воздух в гондоле все более увлажнялся, по стенкам стекали капли воды, измерение влажности показывало 100%. В 9.42 в первый раз был пущен мотор регенерационной установки.
В 9.50 на высоте 15 800 м Волков - первым в стратосфере - приступил к оптическим наблюдениям и съемкам неба в зените через шахту в оболочке стратостата.
В 10.00, заканчивая взлет, стратостат достигал 16000 м и его сплавная сила приближалась к нулю, Фомин повернул рычаг балластосбрасывателя и опорожнил от металлической сечки один из мешков, висящих на балластном кольце под гондолой. Это было необходимо, чтобы остановить стратостат в зоне равновесия: после того как величина сплавной силы сравняется с весом системы, всякий аэростат по инерции еще продолжает двигаться и проскакивает зону равновесия. При этом проскоке баллон теряет газ. Перегрузка, возникшая из-за проскока зоны равновесия, может привести аэростат к спуску на землю, если не прекратить снижение отдачей балласта, если газ в баллоне не разогреется лучами солнца или если аэростат не попадет в более холодный слой воздуха.
Стратостат был уравновешен на высоте 16000 м, взлет закончился и начался, как говорят воздухоплаватели, собственно полет. В 10.10 Волков передал по радиотелефону:
Говорит "Комсомол". Высота 16000 метров, первая зона равновесия. Температура внизу гондолы +3,5°, вверху +9°. Температура снаружи -48° на солнечной стороне. Все в порядке. Начал оптические наблюдения. Привет.
Стратостат дрейфовал, периодически совершая подъемы и спуски в диапазоне 100-200 м. Его вертикальная скорость колебалась в пределах ±1 м/с. В гондоле велась интенсивная научная работа. Через каждые 10 минут Крикун проводил отсчеты интенсивности космической радиации. Была передана очередная радиограмма:
Высота 16000 метров. Жизненная аппаратура в порядке. Регенерацию запустили. Работает. Небо темно-синее в зените и под углом примерно 60°. Внизу сплошная облачность. Привет.
Несмотря на некоторые трудности с отдачей балласта (на старте случайно загнули одну из шпилек, и она не сразу вышла из гнезда балластного кольца), Крикун, принявший управление стратостатом, начал подъем на потолок. Он сбросил 240 кг балласта, предназначенного для набора высоты, и, когда стратостат приблизился к уровню 16800 м, сбросил еще один мешок, чтобы уравновеситься на этой высоте. Теперь аэронавты - в духе времени - составили приветственную радиограмму:
ЦК ВКП(б), товарищу СТАЛИНУ
Совнарком СССР, товарищу МОЛОТОВУ
НКО СССР, товарищу ВОРОШИЛОВУ
Экипаж первого стратостата-парашюта "Комсомол", достигнув высоты 16800 метров, счастлив сообщить, что выполнение испытательного полета проходит успешно. Одновременно выполняем научную работу. Матчасть и приборы в отличном состоянии. Уверены в успехе полета.
Командир пилот СП-2 Фомин
Пом. командира пилот Крикун
Научный сотрудник инж. Волков
Две другие телеграммы были адресованы советской молодежи и трудящимся Западной Украины и Западной Белоруссии, воссоединившихся с СССР.
В 11.58, когда командир стратостата принял решение снижаться, Волков взял первую пробу воздуха. После 2 часов 33 минут пребывания на высоте свыше 16000 м Фомин ровно в полдень заставил СП-2 пойти на снижение. Спуск первоначально проходил очень медленно, несмотря на то что суммарное время, в течение которого был открыт клапан, составляло 2 минуты 45 секунд. Это, с одной стороны, облегчало отбор проб воздуха, но, с другой - затрудняло быстрое преобразование оболочки стратостата в парашют. В 12.45 Волков сообщил Земле:
Говорит "Комсомол". Высота 15400 метров. Спуск со скоростью 1 метр в секунду. Дайте метео и, если возможно, наше местонахождение. Под нами сплошная облачность. В остальном все в порядке.
Жара в гондоле основательно давала себя знать. В 13.25 температура вверху гондолы достигала +25°, а внизу +22°. Фомин пытался вентилировать гондолу с помощью кислорода и уравнительного клапана, но в результате температура снизилась всего лишь на 2°. Регенерация справлялась со своими задачами лучше. После ее остановки в 13.38 измерение СО2 снова показало 1,2%, а гигрограф отметил уменьшение влажности.
В 13.47 экипаж уже начали приветствовать. Пришла радиограмма от комиссии:
Фомину, Крикуну, Волкову.
Поздравляем с успешным ходом полета, с проявленным уменьем, мужеством и находчивостью. Желаем успешного завершения полета.
Волков отвечал:
Высота 12000, скорость спуска 2 метра в секунду. Берем пробы воздуха и наблюдаем над космическими лучами. Температура в гондоле +21° и +26°, большая влажность. Внизу сплошная облачность.
Нижняя полусфера баллона постепенно вдавливалась вверх, на ее поверхности образовывались складки. Для их расправления была необходима большая скорость снижения. Но стратостат подходил к высоте 11000 м с прежней скоростью 1-1,5 м/с. Только при переходе через границу стратосферы скорость спуска СП-2 стала постепенно нарастать и достигла 4-5 м/с. Нижняя полусфера баллона стала раздаваться, расправляя складки материи. Начало сказываться действие парашюта, и скорость стала медленно затухать. Новая конструкция полностью себя оправдала: оболочка стратостата парашютировала.
На высоте 10000 м Крикун сделал последнюю, 49-ю запись наблюдений космических лучей и начал готовиться к посадке. Он должен был подготовить к сбрасыванию на парашютах аккумуляторы и некоторые другие приборы. Полет, казалось, благополучно завершался, но аэронавтов еще ожидало суровое испытание.
На высоте 9000 м неожиданно воспламенилась оболочка, гондола стремительно понеслась вниз. Фомин бросился к приспособлению, отделявшему гондолу от оболочки, и привел его в действие. Однако ожидаемого удара от автоматического раскрытия парашюта не последовало, и Фомин сам выдернул кольцо для открытия парашюта из гондолы. Последовал несильный толчок, но гондола продолжала проваливаться. Все это время Волков стоял у люка, готовясь открыть уравнительный клапан для впуска наружного воздуха в гондолу.
На высоте 6200 м Волков открыл клапан и рванул люк, который легко отвалился. На высоте 4000 м, когда можно было прыгать без кислородных приборов, по приказу командира Волков покинул гондолу. За ним последовал Крикун. Его парашют раскрылся не сразу, и ему дважды пришлось дергать кольцо.
Оставшись один, командир стратостата сделал восемь оборотов балластосбрасывателя, освободившись от последних мешков балласта. Наконец на высоте 2000 м Фомин покинул гондолу. Спускаясь еще в гондоле, он опередил своих товарищей, и первым оказался у лежащей на земле гондолы.
Из гондолы с громким шипением выходил пар. Это испарялся жидкий кислород. Неожиданно из люка повалил дым и показался огонь, быстро перебросившийся на остатки гондольного парашюта. Фомин вместе с рабочими торфоразработок, куда приземлился стратостат, бросился тушить пожар, возникший от короткого замыкания высоковольтной сети. Им удалось спасти все документы полета и протоколы научных наблюдений; на извлеченных из гондолы бумагах оказались следы огня.
Комиссия по полету ВР-60, осмотрев место аварии, констатировала:
Гондола с гондольным парашютом и остатками обгоревшей оболочки упала на ровную площадку заливного луга, в 1,5-2 км от торфоразработок "Кодонок" Луховицкого района Московской области.
Материальная часть занимает площадку до 90 м2.
Гондола находилась в вертикальном положении с небольшим, около 5°, креном.
Люки гондолы открыты. Нижняя часть гондолы вошла в землю на глубину около 0,5 м. Матерчатая отеплительная обшивка нижней полусферы деформирована и имеет вид гофра. Низ гондолы смят и выпучен внутрь. Стойки каркаса гондолы частично поломаны. Приборы и оборудование находятся в беспорядке. Большая часть приборов сломана или повреждена. Бортовая документация и
29-04-2015, 01:50