Автор: Дамир Маратович Касимов, 14 лет, город Ижевск, Удмуртская Республика, Российская Федерация,
Муниципальное учреждение дополнительного образования Дворец детского юношеского творчества г. Ижевска, объединение «Авиамоделирование».

К столетию амбициозного проекта

Оглавление

1. Введение.
2. Предметная часть. Глава 1, Глава 2.
3. Заключение.

1. Введение

Почти сто лет назад, точнее в 1930 году, выдающий инженер Владимир Сергеевич Вахмистров ( 1897 -1972 г.г.) приступил к своему проекту «Звено». Этот проект положил начало целому направлению развития в авиации

Объектом моего исследования является Поведение на всех стадиях полета самолета — авианосца и несомых им самолетов и их взаимное влияние. Цель данной работы изучить и смоделировать процесс разделения самолетов в воздухе.

Актуальность данной темы. Указанный выше способ взаимодействия самолетов применялся в 30 годы 20 века и не потерял актуальность до сегодняшнего дня. Идея проста — легкие и маневренные самолеты сохраняют свою мобильность только в случае неотягощения их дополнительным горючим или ресурсами, позволяющими иметь радиус действия, сопоставимый с тяжелым самолетом или летательным аппаратом, несущим большую полезную нагрузку.  В случае базирования легких самолетов, в нашем случае истребителей) на несущем основную нагрузку бомбардировщике, они сохраняют свою мобильность и не тратят свои ресурсы на сопровождение бомбардировщика. Именно такая концепция легла в основу проекта « Звено Вахмистрова» в 1930 году. Описание исторического проекта в главе №1.

Цель работы изучить поведение комплекса на примере действующей авиамодели самолета ТБ-1 и истребителей И-4..

Задача - восстановить историю создания этой модели и изучить опыт ее эксплуатации при проведении тестовых полетов.

Объектом исследования стала действующая авиамодель самолета ТБ-1 и две модели истребителей И-4. Истребители должны быть установлены на крылья ТБ-1 и взлет всего комплекса должен быть произведен в такой конфигурации. Далее, при достижении необходимой высоты, самолеты истребители должны отстыковаться от авинесущего самолета и продолжить полет независимо от него, пилотируемые каждый своим пилотом. Процесс создания модели и испытания описаны в главе 2. Кроме технической информации эта глава несет информацию, интересную с точки зрения истории развития авимоделизма в г.Ижевске.  Найдены архивные фотографии, восстановлены имена участников процесса создания модели и восстановлены исторические события, сопровождающие этот процесс.

2. Предметная часть

Глава 1. Звено Вахмистрова

Материал из книги В.Б. Шавров «История конструкций самолетов в СССР», издательство Машиностроение, 1994 г.

«Звено» В. С. Вахмистрова

Условным термином «Звено» обозначался комплекс работ, проводившихся под руководством военного инженера Владимира Сергеевича Вахмистрова в 1930—1940 гг. по «составному самолету». Это понятие определялось как комбинация нескольких самолетов, сцепленных жестко (не на буксире) и летающих совместно в целях:

• доставки самолетов-истребителей на расстояния, превышающие радиус их действия, за счет топлива самолета с большой дальностью полета;
• увеличения дальности сопровождения тяжелого самолета истребителями, базирующимися на нем, взлетающими с него и садящимися на него;
• использования истребителей в качестве пикирующих бомбардировщиков для точного прицельного бомбометания такими крупными бомбами, которые истребитель при самостоятельном взлете поднять не может;
• облегчения взлета перегруженного самолета при помощи вспомогательного самолета.

Взлет и полет происходили с работающими двигателями всех самолетов, все самолеты были с экипажами.

В работах В. С. Вахмистрова применялись самолеты ТБ-1 и ТБ-3 как носители одноместных истребителей И-4, И-5, И-16 и И-Z.

Крепление истребителей на носителе достигалось путем установки на его крыле и фюзеляже, а также под ними специальных стержневых пирамид и подкосов с замками крепления, управляемыми от летчиков. Несомые самолеты крепились в трех точках, из которых замок делался в задней точке, а передние две освобождались после того, как срабатывал замок. Конструктивные решения пробовались различные.

Комбинации самолетов обозначались: «Звено-1», сокращенно 3-1 (Зе-1), и далее с порядковыми номерами.

Были такие комбинации (рис. 273):

3-1 —ТБ-1 + два И-4 (оба на крыле ТБ-1) (рис. 274, а). Первый полет был совершен 3 декабря 1931 г. На ТБ-1 —летчик А. И. Залев- ский и второй пилот А. Р. Шарапов. На И-4 — В. П. Чкалов и А. Ф. Анисимов. Чкалову удалось отцепиться сразу, а Анисимову через секунду из-за нечеткого срабатывания замка и некоторой деформации пирамиды. Опыт был признан удачным и полеты продолжались.

3-1а — ТБ-1 + два И-5. Сентябрь 1933 г. Летчики: Стефановский (на ТБ-1), Коккинаки и Гродзь.

3-2 — ТБ-3 + три И-5 (рис. 274, б). Август 1934 г. Летчики: За- левский (на ТБ-3), Алтынов, Супрун, Сузи.

3-3 — ТБ-3 + два И-Z под крылом. Комбинация не была доведена.

3-5 — ТБ-3 + И-Z под фюзеляжем, с подцеплением и отцеплением в воздухе, так как для крепления самолета И-Z на земле ему не хватало высоты. 23 марта 1935 г. был выполнен первый в мире полет с подцеплением в воздухе. На ТБ-3 летел Стефановский, на И-Z — Степан- ченок.

3-6 — ТБ-3 -f- два И-16 под крылом. Подвеска И-16 осуществлялась на земле. Первый полет в августе 1935 г. На ТБ-3 Стефановский, на И-16 Будаков и Никашин.

«Звено» («Авиаматка») (рис. 275) ТБ-3 + два И-16 (под крылом) + + два И-5 + И-Z (с подцеплением и отцеплением в воздухе). Первый полет совершен в ноябре 1935 г. Летчики: Залевский (ТБ-3), Стефа- новский, Никашин, Алтынов, Супрун и Степанченок.

СПБ (Составной пикирующий бомбардировщик) (рис. 276), ТБ-3 + Ц- два И-16 с двумя фугасными бомбами ФАБ-250 каждый. Первый полет — в июле 1937 г. Летчики: Стефановский (ТБ-3), Николаев, Таборовский. Полетная масса — 22 т, Ко = 230 км/ч, Уз=268 км/ч.

3-7 — ТБ-3 + три И-16 (все с подцеплением и отделением в воздухе). Испытания—в ноябре 1939 г. Летчики: Нюхтиков, Супрун, Стефановский. Комбинация не была доведена.

Кроме того, было много полетов только с одним самолетом И-5 или. И-Z. Самолеты И-4 и И-5 по своей схеме могли устанавливаться только над носителем — на его фюзеляже или крыле. Предельное число истребителей на одном носителе — пять, в том числе один (пятый) — под фюзеляжем — подцеплялся только в полете.

Работы по «Звену» продолжались на протяжении десяти лет. Техника взлета и посадки истребителей на носителе была отработана достаточно четко и серьезных осложнений не было. Были случаи, когда отцеплявшийся или подцеплявшийся самолет повреждал винтом или колесами гофр обшивки крыла носителя. Подцепление к носителю в воздухе — технически очень трудная задача — выполнялось при помощи специального устройства на выпускном тросе с носителя и обычно удавалось без особых осложнений.

Постепенно выяснилось, что «верхние» варианты, т.е. установка истребителей на крыле носителя неудобны тем, что требуют слишком много труда для накатки их на крыло ТБ-3. «Нижний» вариант — два И-16 (рис. 276) — оказался наиболее жизненным, успешно прошел испытания и 25 мая 1943 г. был применен в Великой Отечественной войне для разрушения моста через Дунай у ст. Черноводы. Попытки выполнить эту задачу самолетами Ил-4 не дали результатов из-за сильной противовоздушной обороны противника. Тогда было послано

«Звено-СГШ». ТБ-3, пройдя незаметно над морем, доставил два самолета И-16 с двумя бомбами ФАБ-250 каждый предельно близко к цели. Истребители отцепились и, подойдя на большой скорости и высоте, неожиданно для противника удачно сбросили бомбы с пикирования. На обратный путь их топлива хватило.

И-3 (И-Зе). В связи с работами по «Звену» В. С. Вахмистровым был спроектирован в 1934—1935 гг. и начал строиться И-Зе — истребитель-перехватчик без шасси, приспособленный для подцепления под носитель с отцеплением от него в полете и обратным подцеплением, а также и для посадки на землю. Схема — низкоплан, обратная чайка с посадочными лыжами в перегибах крыла, с убираемым в полете кабаном подвески и с механизмом остановки винта в горизонтальном положении при посадке. Самолет цельнометаллический малых размеров: размах 7,75 м, площадь крыла 10 м2, масса полетная 1910 кг, двигатель «Гном-Рон» 9 krs звездообразный в 850 л. с. Расчетная скорость 518 км/ч.

Постройка была прекращена в 1936 г.

Рис. 276. СПБ (составной пикирующий бомбардировщик)

Постройка модели

Воспоминания Ефимова Сергея Александровича,1959г.р , в кружке занимался с 1969 года, руководитель Волков Александр Андреевич.

Проект «Звено Вахтмистрова» - бомбардировщик ТБ-1 + два истребителя И-4.; Волков Александр Андреевич. Команда: Быков Евгений; Городчикова Юлия; Ефимов Сергей; Золотарёв Игорь; Рязанов Александр; Санникова Елена; Широбоков Сергей.

Этапы выполнения проекта

1974 – Начало реализации проекта.

К началу реализации проекта у Александра Андреевича был опыт постройки двух крупных копий самолётов – восьмимоторного АНТ-20 «Максим Горький» с размахом крыла четыре метра и компрессионными двигателями марки «Ритм» с управлением кордами и самолёта Ан-22 «Антей».  Оба проекта получили золотые медали ВДНХ. «Максим Горький» выполнил два успешных полёта, «Антей» в воздух не поднимался.

Модели, построенные под руководством Волкова А.А.

Модели ТБ-1 и истребителей И-4 выполнены с наборным фюзеляжем и крылом. Шпангоуты фюзеляжа и нервюры крыла были выполнены из миллиметровой фанеры, лонжероны крылаи стрингеры фюзеляжа из сосновых реек. Все было сделано для облегчения модели, например стрингеры фюзеляжа на углах были из бальзы размером 20х20 мм и внурти имели еще облегчения. Обтянута модель была микалентной бумагой на эмалите и покрашена нитрокраской. Двигатели предполагалось использовать к-16.

1975 – Звено экспонировалось на ВДНХ в павильоне «Юный техник» без двигателей, топливной системы и механизма отцепки истребителей.

Самолёты были увезены участниками проекта в Москву на пассажирском поезде, с Казанского вокзала на ВДНХ привезены в метро.

1976 - Установка компрессионных двигателей внутреннего сгорания К-16, подготовка к полёту в варианте кордовой модели.

После возврата самолётов в Ижевск решалась задача установки двигателей. Имеющиеся тогда МК-12В объёмом 2,5 кубических сантиметра не подходили из-за малой мощности. Поэтому были выбраны двигатели К-16, подходящие по мощности. К сожалению, они давно не выпускались. Из нескольких неработающих двигателей были собраны 4 необходимых.

1976 Июнь -Участие в республиканских авиамодельных соревнованиях.

Из воспоминания участника: «В этом году соревнования проводились на взлётной полосе старого аэродрома города Ижевска. Жаркий июньский день. Выполняем подготовку к полёту. Истребители установлены на бомбардировщик. На все самолёты прикреплены корды управления, дополнительно две корды для отцепки истребителей. Начинаем запуск двигателей. Малое расстояние между винтами не позволяет запускать четыре двигателя одновременно. Запускаем по одному. Завели первый…второй…третий…четвёртый… Первый заглох! Снова запускаем заглохший двигатель, но один из четырёх глохнет раньше! Так повторяется несколько раз. Прекращаем попытки запустить двигатели, отменяем полёт. Эти двигатели не могут долго работать без движения самолёта с большой нагрузкой – перегреваются и глохнут. Высокая летняя температура не позволила выполнить полёт звена в полном составе».

на республиканских соревнованиях

Позднее носитель – бомбардировщик ТБ-1 и истребители И-4 выполняли полёты отдельно. Пилотировал Ефимов Сергей.

Во время полётов старые, восстановленные двигатели К-16 не развивали нужной мощности. Скорость самолётов была недостаточна для уверенного пилотирования. Полёты выполнялись горизонтально на небольшой высоте.

Летом 1977 года в Дом пионеров приехали фотографы из Москвы и на кордодроме была проведена съёмка моделей-копий самолётов «Максим Горький», «Звено Вахмистрова», АИР-6. Эти фотографии публиковались  журнале «Моделист конструктор»на обложке книги по авиамоделированию.

3. Заключение

Мое участие в данном проекте предполагается в качестве одного из пилотов истребителей И-4. На этапе полета с пенопластовыми моделями буду управлять такой моделью, потом истребителем И-4. Для этого я постоянно практикуюсь в управлении авиамоделями, занимаюсь на авиасимуляторе.

Подготавливая данную работу я узнал много по истории авиации, познакомился с историей авиамоделизма в г. Ижевске, усовершенствовал навыки управления моделями.

https://disk.yandex.ru/d/8qrwxJYNTq0xTQ