Следующим этапом была практическая проверка созданной методики гидродинамических расчетов. Именно с этой целью, а также для оценки возможностей дюралюминия туполевцы построили «второй глиссирующий» — глиссер с воздушным винтом «АНТ-2». Накопленный благодаря этому опыт позволил им вплотную подойти к решению практической задачи, поставленной Реввоенсоветом Республики перед конструкторами ЦАГИ — созданию современного торпедного катера. Об этом подготовительном этапе работы и рассказывается во второй части статьи, предлагаемой вниманию читателей.
Третий туполевский глиссер — торпедный катер «АНТ-3», спущенный на воду 14 марта 1927 г. и впоследствии получивший название «Первенец», действительно стал первенцем нашего «москитного флота». Одновременно он оказался и первым кораблем, спроектированным и построенным в стране после революции, так что по праву можно считать его и первенцем советского кораблестроения.
Собственно постройке «Первенца» будет посвящена следующая, заключительная статья того же автора.
Сама идея о необходимости иметь в составе Красного Флота современные быстроходные1 торпедные катера зародилась еще в разгар гражданской войны, сразу после атаки Кронштадта восемью английскими ТКА в ночь на 18 августа 1919 г. Командование флота тут же официально обратилось к Реввоенсовету Республики с просьбой дать распоряжение о самом прочном — «до наступления зимы» — изготовлении таких же катеров, какие были применены англичанами. Ответ последовал отрицательный, поскольку Управление кораблестроения коротко и весомо сообщило, что это, «безусловно, неосуществимо».
Информация об изображении
Снимок глиссера «АНТ-2» на обложке первого выпуска «автодоровского» сборника
И неосуществимо не только потому, что в условиях вес общей разрухи не работали заводы. Русская промышленность не производила, да и не могла — по общему уровню развития — производить достаточно легкие и мощные двигатели, пригодные для установки на самолетах и быстроходных катерах. Едва ли можно было серьезно ставить вопрос о серийной постройке столь сложных малых кораблей, как торпедные катера, если приходилось рассчитывать лишь на случайные и «разношерстные», далеко не новейшие авиационные моторы иностранного производства.
Снимок глиссера «АНТ-2» на обложке первого выпуска «автодоровского» сборника
Не менее важно и то, что, как пишет ветеран отечественного катеростроения Леонид Львович Ермаш (см. «КиЯ» №70), наши конструкторы-кораблестроители не обладали ни необходимым опытом, ни какими-либо исходными расчетно-экспериментальными данными. Подчеркнем; быстроходными — глиссирующими — катерами судостроение дореволюционной России не занималось. Вот почему при организации в декабре все того же 19t9 г. в Москве Центрального аэрогидродинамического института проведение научно-исследовательских работ в области глиссеростроения было поставлено в число первоочередных задач. Этим и объясняется самое активное и плодотворное участие коллектива ЦАГИ во главе с А. Н. Туполевым в создании отечественного торпедного катера.
Практически одновременно с ЦАГИ — в 1920 г. — начала свою деятельность в том же направлении Комиссия по вопросу применения глиссеров в военном флоте Республики, сокращенно — «Комглисс». Известно» что в состав ее входил известный изобретатель тех лет Л. В. Курчевский, председателем был А. А Зернов» Комиссия, работая в тесном сотрудничестве с ЦАГИ. за два года построила пять экспериментальных глиссеров с воздушными винтами. На них устанавливались отслужившие свой век авиационные двигатели зарубежного выпуска. Первый из глиссеров с мотором «Сенбим» мощностью 130 л. с. пятью пассажирами на борту развил скорость около 40—45 км/ч. второй — с «Холл-Скоттом» 125 л. с. и третий со 100-сильным «Фиатом» показали скорость до 50 км/ч. Четвертый глиссер был одноместным; на нем был установлен «Харлей» мощностью всего 1 2 л. с.
Пожалуй, особый интерес представлял именно пятый глиссер «грузового типа»: 100-сильный «Фиат» установили на имевшем упрощенные плоско-килеватые обводы "понтоне военного ведомства" (см. «КиЯ» №99), строившемся огромной серией в годы первой мировой войны (по терминологии тех лет — «лапте»). Точнее сказать, использовался не весь 14-метровый понтон, собиравшийся из двух частей, а лишь его «носовая» секция. Таким образом можно сказать, что получившийся глиссер имел длину 8,7 м при ширине 2,75 и осадке около 0,6 м.
Деятельность «комиссии» позволила накопить известный опыт и убедиться в достоинствах и недостатках глиссеров с воздушным винтом. Исследователи особо отмечали их «легкую управляемость, высокую поворотливость и проходимость по самым мелким травянистым местам, где не могла проходить даже небольшая двухвесельная лодка». Самые легкие из глиссеров «перескакивали» совершенно открытые отмели до сажени, а иногда и более шириной.
Разрабатывались «Комглиссом» и проекты ТКА, имеющих основные черты привычного для тех лет однореданного глиссера с воздушным винтом. Однако до осуществления этих проектов дело не доходило. Моряки убедились в том, что такой глиссер пригоден лишь для «гладкой» воды малых озер и рек. Чтобы его деревянный плоскодонный корпус не разлетелся вдребезги от ударов и тряски при ходе даже на самой мелкой волне, его пришлось бы делать столь тяжелым, что при сугубо ограниченной мощности имеющихся моторов о глиссировании с грузом (торпеда весом 700—900 кг) не могло быть и речи. Наконец,, очень не нравилась военным высокая шумность и уязвимость винто-моторной установки. Тем не менее в проектах «Комглисса» встречались и довольно любопытные смелые решения. Так, в проекте 1922 г. торпеда, выстреливаемая через транец, размещалась не на палубе, а внутри корпуса — в продольном отсеке («трубе») по ДП катера.
В это же самое время глиссер с воздушным винтом строили и туполевцы. При постройке своего второго глиссера Андрей Николаевич ставил вполне определенные задачи. Была необходима практическая проверка методики гидродинамических расчетов, созданной на базе испытаний «АНТ-1». В данном случае под имеющийся 30-сильиый «Анзани» проектировался уже не экспериментальный, а пригодный для эксплуатации почтово-пассажирский глиссер с полезной нагрузкой около 300 кг. А главное — это была первая попытка сделать корпус глиссера более прочным и легким одновременно благодаря применению дюралюминия вместо дерева. Цельнометаллическая конструкция глиссеров и самолетов стала важным вкладом туполевцев в развитие отечественной техники тех лет.
Еще будучи студентом Туполев впервые увидел куски необыкновенного металла, который впоследствии назовут «крылатым». Это были обломки «Юнкерса», сбитого на одном из фронтов гражданской войны. Из отрывочных сведений удалось установить, что еще в 1903—1911 гг. в немецком городе Дюрене Альфреду Вильму удалось получить новый конструкционный материал — сплав на алюминиевой основе, по имени города названный дюралюминием. Его создатель убедился в том, что, если ввести в алюминий 4% меди, 0,5% магния и небольшое количество марганца и закалить получившийся сплав, то и прочность, и твердость его будут намного выше, чем у исходного материала. Такой алюминиевый сплав повышенной прочности начали выпускать на металлургическом заводе в Дюрене.
В дальнейшем немецкий конструктор Цеппелин разработал проект жесткого дирижабля. Для изготовления ажурных ферм его каркаса использовали дюралюминий. Один из таких уже серийных «цеппелинов» был сбит русской зенитной артиллерией. В Петроград срочно доставили обломки каркаса, подвергли их тщательному анализу и установили секретный химическим состав сплава. Впрочем, полученные данные не были особой неожиданностью для русских металлургов: еще в 1912—1913 гг. на Петербургском патронном заводе инженеры А. В Ростовщиков и А. П. Харинский занимались сплавом именно такого типа, но их работам не дали ходу.
Дюралюминий настолько заинтересовал Андрея Николаевича, что он выполнил сравнительные расчеты типовых конструкций из дерева, стальных труб и дюралюминия. И расчеты, и эксперименты показали явные преимущества нового материала и убедили Туполева в необходимости круто поворачивать в своей конструкторской работе, рассчитанной на будущее, от дерева к металлу.
В мае 1922 г. в ЦАГИ была создана специальная секция испытаний материалов. Сплавы алюминия исследовал Иван Иванович Сидорин. В августе того же года здесь успешно прошла испытания продукция Кольчугинского завода, получившая название кольчуг-алюминия. Над созданием нового сплава работали В. А. Буталов, Ю. Г. Музалевский и И. С. Бабаджанян. Успех металлургов вызвал цепную реакцию событий, одним из которых и было проектирование в октябре 1922 г. и постройка глиссера «АНТ-2». Подчеркнем, это была если не первая, то одна из первых цельнометаллических конструкций из только что полученного в стране своего легкого сплава. В том же году под Москвой, в Филях, начал работать завод по сборке дюралюминиевых «Юнкерсов-21». Это позволило нашим специалистам практически познакомиться с конструктивными и технологическими особенностями нового материала.
Практически к постройке глиссера приступили лишь через несколько месяцев после окончания проектных работ; очевидно это было связано с задержкой в поставке кольчуг-алюминия, «АНТ-2» заложили в июне 1923 г. в помещении бывшей чайной «Раёк» (угол Немецкой и Вознесенской улиц). Глиссер строился на средства и по заказу Осоавиахима, поэтому и во время постройки, и нередко в годы эксплуатации его называли «Осоавиахимом». Работы были закончены в ноябре 1923 г.
При длине 5,35 м, ширине 1,7 м и высоте борта около 1 м вес клепаного корпуса из кольчуг-алюминия составил 135 кг. Верхняя часть бортов, палуба и сиденья были изготовлены из гофрированных листов. Двигатель с двухлопастным толкающим воздушным винтом диаметром 2,25 м был установлен на четырех трубчатых подкосах.
Трехместный глиссер с одним водителем на борту и без запаса топлива показал максимальную скорость 60 км/ч; крейсерская скорость с полной нагрузкой (водоизмещение 615 кг) составила 35—40 км/ч. Выла продемонстрирована прекрасная проходимость по мелководным водоемам- Осадка на ходу не превышала 150 мм (не будем забывать — руль был водяным, как практически на всех глиссерах с воздушным винтом, построенных в те годы).
Самолетостроители, уже накопившие известный опыт эксплуатации глиссирующих при взлете летающих лодок и гидросамолетов с глиссирующими поплавками, пытались добиться и некоторого улучшения мореходных качеств «Осоавмахмма». Для смягчения хода хотя бы на невысокой речной зыби днищу в носовой части была придана значительная килеватость. Если на глиссирующей кормовой (за реданом) половине корпуса днище было плоским, то на носовой половине его сделали «закрученным»: теоретические линии шпангоутов, чуть ли не вертикальные у форштевня, разворачивались веером, превращаясь в горизонталь перед поперечным реданом, имевшим, кстати сказать, довольно значительную высоту —-около 200 мм.
Вряд ли при столь малых размерениях глиссера удалось решить сложнейшую проблему смягчения хода на волне. Во всяком случае, когда было принято решение провести летом 1927 г. 3000-километровый пробег «Осоавиахима», обводы корпуса и конструкцию днища пришлось усовершенствовать. Известно, что примененные при модернизации листы кольчуг-алюминия на днище имели толщину 3 мм — на несущих (глиссирующих) участках у редана и транца и 1 мм — на малонагруженных участках. В надводной части корпуса были применены гофрированные листы толщиной 0,3 мм.
Длина глиссера за счет укорочения носовой части уменьшилась до 5,2 м. Был установлен новый, более мощный двигатель — 75-сильный «Сименс-Гальске» с винтом увеличенного до 2,5 м диаметра. Это позволило повысить максимальную скорость до 65,7 км/ч и крейсерскую — до 45—50 км/ч.
Из литературы и газетных сообщений тех лет известно, что глиссер «Осоавиахим» (он же «ЦАГИ-2» и «АНТ-2») успешно участвовал по крайней мере в двух агитационно-испытательных пробегах по маршрутам: Москва — Ленинград и Нижний Новгород — Чебоксары. Как вспоминает участник второго из этих походов (1929 г.) В. С. Дзякевич (см. его статью «О довоенном глиссеростроении» в «КиЯ» №87), этот глиссер с пятью пассажирами на борту показал наивысшую из 13 участвующих судов среднюю скорость — 38 км/ч.
Информация об изображении
Общий вид и теоретический чертеж 12-местного серийного глиссера «Автодор-10»
Будучи единственным примером практического применения кольчуг-алюминия глиссер привлекал особое внимание на организованной в 1931 г. «Автодором» I Всесоюзной выставке, проходившей под лозунгом: «Даешь серийный выпуск советских глиссеров!» Затем «Осоавиахим» передали ЦИК Чувашской АССР для служебных разъездов. К этому времени глиссер прошел в общей сложности около 12 000 км. О дальнейшей его судьбе сведений нет.
Общий вид и теоретический чертеж 12-местного серийного глиссера «Автодор-10»
Отметим, что еще в январе 1921 г. Совет Труда и Обороны образовал комиссию для разработки программы-максимум по авиастроительству. Принятие этой программы и ее неуклонное осуществление имело немаловажное значение для развития катеростроения, так как со временем обеспечило возможность получать все более и более мощные двигатели отечественного производства. Первым таким двигателем был 400-сильный М-5, освоенный в самом начале 30-х годов. Он был установлен, в частности, на 11-местном глиссере «Имени Баранова», а в дальнейшем и на спроектированном под руководством В. А. Гартвига двухкорпусном 10-метровом «Автодоре-13». Этому катамарану в 30-е годы принадлежал рекорд скорости среди глиссеров с воздушным винтом: 88 км/ч. Позднее на серийные глиссеры с воздушным винтом ставился 100-сильный М-11 и другие авиационные двигатели.
В целом можно сказать, что сравнительно дешевые и простые, мелкосидящие, имеющие высокую проходимость, не требующие специально оборудованных причалов глиссеры с воздушным винтом сыграли немаловажную роль в транспортном освоении «глубинки». На многих реках страны успешно эксплуатировались такие серийные почтово-пассажирские и разъездные глиссеры, как 9-метровый 12-местный «А-10», с двигателем 225 л. с. развивающий скорость 55 км/ч, или "наркомлесовский" 6,3-метровый 6-местный «НКЛ-5» (100 л. с.: 61 км/ч). В экспериментально-агитационных целях строились и гораздо более крупные глиссеры, такие например, как 40-местный «Автодор-16».
Что же касается вопроса о применении глиссеров с воздушным винтом в военных целях, то в принципе где-то к середине 20-х гг. он считался решенным. После очередного всестороннего и длительного обсуждения специалистами Главное техническое управление Рабоче-Крестьянского Красного Флота 10 января 1923 г. постановило проектирование ТКА с воздушным винтом прекратить, главным образом — из-за демаскирующего атаку «большого шума пропеллера», что делало такой катер «неудобным при внезапных нападениях». Очевидно во исполнение этого решения предложение «Комглисса» построить два торпедных глиссера с воздушными винтами принято не было. Флот остановился на «практически проверенном» английском типе ТКА, т. е. на существенно более мореходном однореданном катере с комбинированными обводами и водяным гребным винтом. Одновременно отдел оружия ГТУ выдвинул требование увеличить скорость хода до 100 км/ч (54 уз).
Практически в последний раз идея серийного ТКА с воздушным винтом серьезно обсуждалась в начале 1924 г. 15 января Главное техническое управление рассматривало два проектных предложения: ленинградское — Балтийского судостроительного завода и московское — ЦАГИ.
Балтийский завод представил достаточно подробно проработанный эскизный проект, дающий возможность иметь вполне определенное суждение о выработанном типе быстроходного боевого катера — ТКА с двумя параллельно поставленными воздушными винтами. Заводские конструкторы пользовались публикацией в английском журнале «Engineering» (за май 1922 г.), в которой сравнительно подробно, с приведением некоторых схем и чертежей отдельных узлов описывались торпедные катера, участвовавшие в налете на Кронштадт. Неудивительно, что и по размерениям и по всем своим основным чертам, кроме выбора движителя, предложенный заводом деревянный катер очень напоминал английский 55-футовый «ТКА» Торникрофта.
Несомненно, что принятию и дальнейшей детализации этого проекта должны были бы предшествовать соответствующие научно-исследовательские работы. В частности, потребовалось бы провести модельные испытания в опытовом бассейне для отработки обводов глиссирующего корпуса, а также продувки в аэродинамической трубе для обеспечения наивысшего КПД винто-моторной установки» Минусом предложения Балтийского завода, кроме применения воздушного винта, было то, что гарантировалась скорость лишь 85 км/ч вместо заданных 100.
Иначе подошли к решению той же проблемы авторы проектного предложения ЦАГИ. По представленным эскизам, носившим сугубо общий характер, трудно было дать определенный отзыв. Зато были приложены подробная смета и расчетные материалы, из которых явствовало, что у ЦАГИ имеется достаточно солидная научно-теоретическая база. Убедившись в том, что теоретически2 общий КПД установки глиссера с воздушным винтом неизбежно оказывается ниже, чем с водяным, авторы проекта применили тот же вариант, что и англичане двухвальную установку с гребными винтами, и гарантировали необходимую скорость 100 км/ч.
Информация об изображении
Проект торпедного катера с воздушными винтами, разработанный КБ Балтийского завода
Видимо, сыграло известную роль и то, что именно глиссер «АНТ-1», созданный тем же коллективом, был своеобразным «рекордсменом» страны 20-х гг., практически показав — с водяным винтом — наивысшую для тех лет скорость 75 км/ч. Наконец, в проекте ЦАГИ был применен новейший материал — кольчуг-алюминий, что делало корпус катера по-авиационному прочным и легким.
Проект торпедного катера с воздушными винтами, разработанный КБ Балтийского завода
Члены комиссии, сравнивавшие два проектных предложения, взвесили все «за» и «против» и уверенно отдали предпочтение глиссеру ЦАГИ. Авторам было предложено продолжить работу, обратив особое внимание на устранение ряда слабых мест проекта и недостаточно проработанные вопросы.
Через два с небольшим месяца, 20 марта 1924 г., А. Н. Туполев делал начальнику штаба РККФ доклад, в котором уже подводились итоги работы по замечаниям комиссии.
Начальник штаба РККФ приказал до 1 апреля 1924 г. заказать ЦАГИ проектирование — на основе рассмотренного предложения — и постройку торпедного катера, который мог бы в дальнейшем послужить прототипом для освоения серийного производства.
Примечания
1. В русском флоте имелось соединение из девяти вооруженных поворотными однотрубными торпедными аппаратами моторных «миноносок Никсона». Однако быстроходными они не были — скорость их не превышала 20 уз. Практически их следовало считать катерами сторожевыми, а не торпедными (см. «КиЯ №105). Примененные же англичанами ТКА неслучайно считались «секретным оружием»: эти серийные катера практически развивали скорость вдвое выше — более 40—42 уз, что и казалось в те годы фантастическим.
2. Практически положение было иным, поскольку имевшие дело с гребными винта.ми судостроители со столь высокими скоростями не сталкивались и теоретически эти вопросы не разрабатывали. В упоминавшейся выше статье В. С. Дзякевича есть любопытный пример, показывающий, насколько плохо в те годы были разработаны сами основы проектирования глиссирующих катеров с гребным винтом. В 1929 г. при сравнении скоростей на километровой дистанции такой глиссер, имея мощность на целых 55 л. с. выше, показал скорость на 12 км/ч ниже. чем глиссер с воздушным винтом.