«Работа первоначально состояла в изготовлении рабочих чертежей в натуральную величину, шаблонов и разного рода разбивок отдельных частей аппарата. По мере изготовления шаблонов, чертежей и проч. таковые отдавались в производство. По изготовлении отдельной важной части аппарата, как, например, лонжероны, нервюры, рамки фюзеляжа и проч., они испытывались нами в условиях, близких к действительной работе, но с расчетными нагрузками. Для получения полной уверенности в правильности наших методов расчета аэродинамический и строительный расчет был нами дан на просмотр Начальнику Конструкторской Части Б. Ф. ГОНЧАРОВУ, который не нашел ошибок в наших методах расчета. Для полного детального ознакомления с конструкцией нашего аппарата и для получения уверенности в прочности такового нами с начала постройки был приглашен постоянным консультантом военный летчик К. К. АРЦЕУЛОВ, который затем должен был по окончании постройки испробовать аппарат в полете. Главнейшие испытания, как то лонжеронов плана, были произведены в его присутствии. По его указаниям производилось и все внутреннее оборудование аппарата: положение управления, сиденье, управление стабилизатором, размещение приборов и прочее.
В начале сборки фюзеляжа нами был приглашен для осмотра аппарата и ознакомления с его конструктивными особенностями профессор ЮРЬЕВ Б. Н. Затем, когда аппарат нагрубо собран, по нашему приглашению он был осмотрен снова Б. Ф. ГОНЧАРОВЫМ, который высказал свои опасения за прочность крепления крыльев аппарата и одобрил метод погашения реактивного момента мотора в нашем аппарате. После окончания постройки аппарата, которая несколько затянулась из-за нашего желания испытать всеми возможными методами прочность отдельных частей его, в особенности шасси, он был 2 августа с/г доставлен на аэродром и там собран».
Наземные испытания начались 3 августа 1923 г. с отработки винтомоторной установки и исправления мелких неполадок: протекали топливные магистрали, краны и т. д. К. К. Арцеулов выразил опасения, что для скоростной машины размеров Ходынского аэродрома может оказаться недостаточно. Кто-то посоветовал использовать для этой цели аэродром в Серпухове. Но он оказался в плохом состоянии. Последние сомнения в использовании Ходынского аэродрома были отброшены. 5 августа Арцеулов на ИЛ-400а сделал пробежку, причем аппарат несколько раз подпрыгивал. После пробежки выяснилось, что башмак крепления шасси к фюзеляжу свернулся. Его конструкцию пришлось переделывать. Кроме того, для облегчения взлета переставили шасси немного назад, увеличили площадь рулей высоты и направления.
12 августа 1923 г. ИЛ-400а вновь выкатили на аэродром. Начались пробежки и подлеты. Выявились некоторые мелкие недостатки, для устранения которых самолет опять отправили на завод. По просьбе Арцеулова управление газом перенесли на ручку управления, разместив его так, как это было сделано на машинах фирмы «Фоккер».
14 августа К. К. Арцеулов сделал пробежку по аэродрому с поднятым хвостом на большой скорости. Замечаний к ИЛ-400а не было. Первый вылет решили назначить на следующий день.
К. К. Арцеулов, внук знаменитого художника Айвазовского, за несколько дней до этого испытывая другой самолет, с трудом вывел машину после затягивания ее в пикирование. Запасные парашюты в те годы только разрабатывались, они еще не стали привычным атрибутом летной профессии. Поэтому перед полетом на ИЛ-400а он переставил стабилизатор на некоторый отрицательный угол атаки. Авторитет летчика-испытателя Арцеулова, осуществившего первым в мире в 1916 г. вывод самолета из штопора, был большим, возможно, поэтому установочный угол стабилизатора никто не проверил.
В начале 20-х гг. охрана Ходынского аэродрома была чисто условной и на испытания собиралось достаточно много самых разных людей, любопытных. Во избежание лишней публики полет был назначен на 5 часов утра 15 августа 1923 г. В те годы так рано обычно не летали, и потому предполагалось, что аэродром будет пуст. Однако едва начали прогревать мотор, как постепенно стала собираться любопытствующая публика. Работы по подготовке к полету, по проверке мотора заняли достаточно много времени. И лишь в 8 часов 55 минут самолет вырулил на старт.
Взлет происходил прямо от ангаров завода № 1. Мотор работал нормально. «Пока машина бежала по земле, все было в порядке, — вспоминал К. К. Арцеулов, — но едва самолет лег на крылья, как я ощутил более чем отчетливо выраженную тенденцию машины задирать нос. Эта тенденция все время увеличивалась». Летчик до упора отжимал ручку от себя сначала одной рукой, затем двумя, и поэтому перевести стабилизатор на положительный угол атаки, вращая специальный штурвальчик на борту кабины, уже не представлялось возможным. Росла скорость, давление на ручку также постепенно увеличивалось. Позже подсчитают: сила на ручке достигала 50 кг. Самолет тем не менее начал выходить в горизонтальный полет. Но тут, не выдержав напряжений, с треском разломалась спинка кресла и ручка стала задвигать летчика в хвостовую часть фюзеляжа.
В этой ситуации пригодилось то, что управление газом было перенесено на ручку управления. Арцеулов быстро сбросил обороты мотора. Самолет к тому моменту занял почти вертикальное положение на высоте около 40 метров. Летчик старался, работая элеронами, удерживать машину от сваливания в штопор. Он не выключил двигатель, стремясь тягой винта, направленной вверх, по возможности затормозить падение. Но машина продолжала падать, постепенно уменьшая угол тангажа и переходя из вертикального положения в горизонтальное. Последние метры высоты самолет падал почти плашмя.
«Самочувствие в эти секунды было не из приятных, — вспоминал К. К. Арцеулов. — Я очень четко понимал, что надвигается гибель, но тем не менее профессиональный долг требовал, чтобы я сделал все, что положено делать летчику… Я рассчитывал выключить двигатель перед соприкосновением с землей, но не успел. Вероятно, выключение мотора и удар о землю совпали. И снова мне пришлось пережить несколько весьма неприятных минут. Из лопнувшего бензопровода хлестал бензин, орошая меня с головы до но г. Машина превратилась в результате удара в груду обломков. Если бы она загорелась, я бы вспыхнул как факел. Но в эти минуты я не знал, горит самолет или нет. Мне не было это видно, и я ничего не мог сделать, так как, во-первых, был зажат среди обломков, а во-вторых, у меня была сломана правая рука и левая нога».
Первыми прибежали к машине курсанты Московской школы авиации, с интересом наблюдавшие за испытанием. Они вытащили Арцеулова из-под обломков и по обычаям того времени в ожидании приезда «Скорой помощи» положили рядом с самолетом. Затем его доставили в Солдатенковскую больницу.
Летчик Раевский, находившийся среди зрителей на аэродроме, хронометрировал полет. Оказалось, что он продолжался 16 секунд.
«Я лежал в больнице, окруженный всеобщим вниманием, — вспоминал К. К. Арцеулов. — Приезжал ко мне и Поликарпов. Разумеется, он очень переживал полет и гибель машины. Вероятно, в глубине души он думал, что самолет можно было бы спасти. Однажды Николай Николаевич спросил меня: «Константин Константинович, вот машина шла вверх, а почему Вы не сделали петлю, чтобы совершить посадку?» Я понял, что Николай Николаевич считает меня отчасти виноватым в гибели самолета, и объяснил ему, что на такой высоте без уверенности в дальнейшем поведении самолета пойти в петлю было бы безрассудно. Авария могла быть гораздо трагичнее».
Оперативно созданная специальная комиссия занялась выяснением возможных причин аварии. До завершения ее работы постройка второго экземпляра (ИЛ-400б) была приостановлена. Д. П. Григорович также перестал форсировать строительство своего И-1, пересмотрев некоторые элементы его конструкции.
При расследовании причин аварии комиссия опросила свидетелей, заслушала мнение специалистов.
Начальник конструкторской части Главкоавиа Б. Ф. Гончаров отметил, что «опытность конструкторов вполне доказана тем, что расчетное положение центра тяжести совпало с истинным при постройке». Он проверил расчеты балансировки аппарата, указав, что конструкторы пользовались приближенной формулой для расчета скоса потока за крылом. «Со свойствами толстых крыльев и на больших скоростях русские конструкторы работают впервые, — писал Гончаров. — Между тем учета этих факторов в русской авиационной литературе почти нет, в приведенном расчете я пользовался некоторыми формулами из заграничных книг, выпущенных недавно и еще не переведенных, следовательно, конструкторы ими пользоваться не могли».
Суть проблемы учета скоса потока за крылом состоит в следующем. Поток воздуха, обтекая несимметричный профиль крыла, в непосредственной близости от него отклоняется вниз. С увеличением расстояния от крыла это отклонение постепенно уменьшается, принимая значение, близкое к нулю при очень большом расстоянии. Оперение, находящееся в зоне влияния скоса потока, получает за счет этого отрицательный угол атаки, а это, в свою очередь, приводит к появлению кабрирующего момента.
Гончаров также отметил, что в расчете не был учтен и небольшой кабрирующий момент от силы тяги винта. Материалы Гончарова были направлены в адрес НТК ВВС.
Аварийная комиссия более поверхностно подошла к поиску причин, назвав главной слишком заднюю центровку. С тех пор во многих публикациях по истории авиации гуляет фраза о задней центровке ИЛ-400а, из-за которой он потерпел аварию. Не избежал этой ошибки и В. Б. Шавров, повторив выводы комиссии в своей известной книге «История конструкций самолетов в СССР до 1938 г.».
Анализируя факты, можно сделать следующие выводы: 1) центровка выпущенного на аэродром ИЛ-400а была близкой к нормальной, хотя и несколько задней, около 35 % САХ; 2) перестановка шасси несколько отодвинула ее назад; 3) свою лепту в нарушении балансировки самолета внесли момент от силы тяги винта и не учтенная приближенным расчетом часть момента от скоса потока; 4) одной из главных причин аварии являлась установка стабилизатора на отрицательный угол атаки. Таким образом, авария произошла из-за наложения целого ряда факторов.
5 октября 1923 г. по докладу профессора Б. Н. Юрьева на заседании НТК обсуждался вопрос об аварии ИЛ-400а. Интересно отметить, что военные специалисты НТК сочли истребитель-моноплан ИЛ-400а «мало отработанным» в военном отношении из-за высокой, по их мнению, посадочной скорости, ухудшенного обзора вниз по сравнению с истребителями-бипланами. К тому же им было неясно, могут ли «при данной схеме рационально использованы пулеметы». В постановлении указывалось:
«1. Аппарат ИЛ считать опытным.
2. Принимая во внимание интерес аппарата ИЛ1 с аэродинамический стороны, считать необходимым продолжить дальнейший опыт по его разработке и постройке.
3. При постройке учесть все контрольные замечания, высказанные в обмене мнениями, обратив внимание на военную сторону аппарата…
4. Представить в НТК своевременно все расчеты и результаты испытаний, учтя в них замечания и поправки…»
Однако ни официального задания, ни средств на постройку ИЛ-400 Главкоавиа не выдал, ожидая, что И-1 Д. П. Григоровича будет лучше ИЛ-400. Надежды основывались на положительном отзыве НТК ВВС о самолете (по заключению Б. Н. Юрьева, машина «производит благоприятное впечатление»).
В начале октября 1923 г. И-1 был готов. Он представлял собой одностоечный биплан с радиаторами типа «Ламблен» между стойками шасси. Конструкция машины оказалась перетяжеленной, а центровка слишком задней, 43 % САХ. Результаты его летных испытаний оказались обескураживающими. И-1 развивал у земли максимальную скорость 238 км/ч, высоту 3000 м набирал за 8 минут, а 5000 м — за 19 минут. Устойчивость и управляемость были плохими. После одного из полетов летчик-испытатель А. И. Жуков наотрез отказался летать на этом самолете. Некоторые из многочисленных дефектов, в частности в системе охлаждения двигателя, полностью устранить не удалось. Стало ясным, что самолет не получился. И хотя заводские испытания продолжались до 18 января 1924 г., Д. П. Григорович принял решение дальнейшие работы над И-1 прекратить, на государственные испытания в НОА машину не передавать, а разрабатывать новый истребитель И-2.
В этих условиях Авиаотдел ГУВП был вынужден выдать 8 декабря 1923 г. задание на проектирование нового экземпляра ИЛ-400.
Конструкторская группа под руководством Н. Н. Поликарпова, взяв за основу проект ИЛ-400б, но без бронирования, заново выполнила все расчеты и разработала его новый вариант. Для подтверждения характеристик устойчивости проводились испытания моделей в аэродинамической трубе ЦАГИ. Согласно расчетам, у земли ИЛ-400б должен был развивать максимальную скорость 255–260 км/ч, набирать высоту 2000 метров за 4 минуты, а 3000 м — за 6,3. Проектные работы были завершены 8 февраля 1924 г., 27 марта 1924 г. НТК ВВС рассмотрел и одобрил проект и расчеты ИЛ-400б (другие обозначения — ИЛ-2, ИЛ2, ИЛ-бис, ИЛБ). С 19 февраля началась постройка самолета, а с 25 апреля — сборка.
Конструкция машины претерпела изменения. Лонжероны крыла и фюзеляжа оставались деревянными, но процент использования металлов увеличился, нервюры выполнены из листового, а обшивка всей машины сделана из гофрированного кольчугалюминия, прокат которого незадолго до этого освоили в цехах завода № 1. Для улучшения обзора вниз в крыльях у фюзеляжа сделаны небольшие вырезы.
20 июня 1924 г. ИЛ-400б был собран, а затем доставлен на аэродром. 18 июля 1924 г. К. К. Арцеулов поднял машину в воздух. Вновь обратимся к его воспоминаниям:
«Приступив к работе над второй машиной, Поликарпов снова приехал ко мне. Он попросил меня испытать и этот самолет. Он сказал, что лобовой отказ человека, пользующегося авторитетом в летных кругах, опорочит всю его работу. Николай Николаевич сказал также, что понимает, как трудно после всего случившегося сказать «да», и потому он приглашает меня в аэродинамическую лабораторию, чтобы, прежде чем дать ответ, я мог посмотреть на испытание модели.
Продувка оказалась весьма интересным и поучительным зрелищем. Поначалу мне показали поведение модели при той центровке, с которой я испытывал самолет. Едва модель начали дуть, как она начала отчаянно кувыркаться в потоке воздуха. Стоять неподвижно она просто не могла. После этого центровка была изменена, и вновь включили вентилятор. Картина сразу же стала иной. Модель устойчиво, едва покачиваясь, стояла в потоке. Именно в этот момент Поликарпов спросил меня, согласен ли я повторить испытания второго варианта истребителя, и я ответил, что согласен…
Никогда не забуду [перед первым полетом. — В.И.] соавтора Поликарпова — Косткина. Он стоял бледный, волнующийся и сказал мне: «Как Вы спокойны. Я вот не лечу, а коленки остановить не могу. Дрожат!» Взлет был в том же направлении от ангаров к лагерю. Машина прекрасно взлетела. Я сделал круг над аэродромом и приземлился».
До 15 октября произведено на заводских испытаниях 25 полетов. Кроме Арцеулова на самолете летали летчики А. И. Жуков (27 августа), В. Н. Филиппов, Я. Г. Пауль, Л. А. Юнгмейстер.
Летные характеристики оказались довольно близкими к расчетным: при полетном весе 1450 кг высоту 2000 м истребитель набирал за 4 минуты, 3000 м — за 6,5 минуты и достигал потолка 7400 м. На номинальном режиме работы мотора при 1400 об/мин ИЛ-400б развивал у земли максимальную скорость 265 км/ч, при 1550 об/мин — 272 км/ч, а во время испытаний 12 октября 1924 г. на форсированном режиме при 1800 об/мин — 280 км/ч, довольно высокую по тем временам. Вооружение — два синхронных пулемета — еще не было установлено.
Жуков так характеризовал машину после первого полета: «Самолет прекрасно уравновешен и устойчив в воздухе в прямолинейном полете. Имеет великолепный обзор во все стороны за исключением вниз… Прост на взлете и посадке и легок в управлении ногами и рулем глубины. Работа мотора прекрасная во всех стадиях. Работа приборов нормальная и исправная».
На заводских испытаниях выявились и недостатки. В акте № 3 говорилось:
«Управление самолетом ИЛ-400б затруднительно в силу неудачной конструкции элеронов и требует большого мускульного напряжения…
Балансировка самолета ИЛ-4006 вполне удовлетворительна».
15 октября 1924 г. после устранения недостатков ИЛ-400б был передан в НОА для проведения государственных испытаний.
С октября 1924 г. Н. Н. Поликарпов возглавил опытный отдел завода № 1, что упростило разрешение вопросов, связанных с доработкой конструкции истребителя.
В НОА, переименованном в НИИ — Научно-испытательный институт, — самолет находился до 10 декабря. В связи с повреждением шасси он был возвращен на завод для ремонта и устранения выявленных недостатков в органах управления, топливной системе, в системе охлаждения двигателя. По требованию ВВС на самолете установили вооружение, вместо выдвижного радиатора — радиатор Ламблена. Взлетный вес самолета увеличился до 1492 к г.
С 16 февраля 1925 г. испытания ИЛ-400б в НИИ возобновились и продолжались до 1 апреля, когда с установлением теплой погоды выявились недостатки в системе охлаждения мотора. Самолет вновь был возвращен на завод.
К этому времени, поскольку серьезных замечаний к конструкции машины и к технике ее пилотирования не выявлено, ВВС выдали Авиатресту заказ на восемь ИЛ-400б опытной серии. Примерно через месяц в письме Авиатреста заводу № 1 от 15 мая 1925 г. упоминается уже о заказе в 80 ИЛ-400б, из которых в 1924/25 операционном году ГАЗ № 1 должен построить 25 самолетов (кроме 8 машин войсковой серии).
С конца 1924 г. работы над самолетом опять велись в условиях соревнования с Д. П. Григоровичем, который с 1 января 1924 г. начал проектирование истребителя И-2 с учетом опыта создания И-1. Отдельные элементы его конструкции были запущены в производство уже в феврале 1924 г. В октябре 1924 г. завершилась сборка самолета. Заводские испытания начались с ноября 1924 г., а с 13 марта 1925 г. — в НИИ.
НТК присвоил свои обозначения самолетам, переименовав ИЛ-400а в И-5, ИЛ-400б — в И-6, И-2 — в И-7. Однако эта система обозначений не прижилась.
Многочисленные дефекты конструкции И-2 (И-7) постепенно изживались. До завершения испытаний, в конце апреля 1925 г., НТК ВВС выдал заказ на производство опытной серии из 10 экземпляров И-2, хотя максимальная скорость, целый ряд летных и эксплуатационных характеристик машины еще не был определен. К этому времени Григорович, вынужденный уйти с завода № 1, уже работал главным конструктором ГАЗ № 3 в Ленинграде.
Григорович и Поликарпов имели разные характеры, методы работы, взгляды на проблемы развития авиации. Это естественно. Они не были друзьями, но, как бы ни складывались их служебные взаимоотношения, как бы ни конкурировали их разработки, друг к другу всегда относились ровно, предупредительно. Свидетельствует один из авторов первого советского истребителя МК-1 В. Л. Корвин, много лет проработавший в КБ Д. П. Григоровича и хорошо знавший Дмитрия Павловича и Николая Николаевича: