Igor Alekseevich Merkulov pertenece a una maravillosa galaxia de entusiastas que, bajo el liderazgo de S. P. La Reina fueron los pioneros de los cohetes. Las personas mayores lo recuerdan de sus actuaciones en los concursos de All-Union "Cosmos", donde habló sobre los sueños de K. E. Tsiolkovsky y F. A. Zander, imbuido del romance de los vuelos interplanetarios, sobre el trabajo del equipo GIRD. El propio Igor Alekseevich hizo una contribución significativa a la aviación y la tecnología espacial y de cohetes: en particular, fue el diseñador del primer cohete del mundo con un motor a reacción (también se convirtió en el primer cohete soviético de dos etapas), y el primero del mundo. Motores ramjet de aviación.
Merkulov caminó con determinación hacia su objetivo durante casi cinco años. Después de graduarse de la escuela técnica, trabajando en TsAGI como diseñador, se entera de que se ha creado el Grupo para el Estudio de la Propulsión a Chorro - GIRD. Escribe una carta a CS Osoaviakhim: “Estoy interesado en la pesca estelar. Por favor sea admitido en el GIRD ". Merkulov es aceptado y se convierte en estudiante de cursos especiales de ingeniería y diseño. Y pronto Igor Alekseevich fue nombrado jefe de la sección de literatura científica y técnica y, siguiendo las instrucciones del jefe del GIRD, S. P. de veinticinco años. Koroleva - Merkulov organiza la publicación de las colecciones "Jet Propulsion".
Durante los años de estudio en cursos especiales, Merkulov llega a la idea de que es más interesante lidiar con motores a reacción y conseguir un trabajo en la planta experimental del GIRD en la brigada Pobedonostsev. Aquí participa en los primeros estudios experimentales del mundo de modelos de motores ramjet. Pobedonostsev los colocó en un casco de proyectiles de artillería de tres pulgadas que fueron disparados desde un cañón de campaña.
Cuando este trabajo comenzó a reducirse, Merkulov renunció. Confiado en las perspectivas que abrieron los motores ramjet (ramjet) para la aviación y los cohetes, Igor Alekseevich continúa trabajando en ellos de forma voluntaria.
Cuando el GIRD se transfiere de una organización pública bajo el Osoaviakhim al Jet Research Institute, se organiza un Grupo de Cohetes bajo el Comité Científico Militar (para no perder el activo público del GIRD). Igor Merkulov, de veinte años, es nombrado director. Después de la creación del Comité Estratosférico, este grupo se conocerá como la Sección Jet. Organizando su trabajo, inmediatamente establece correspondencia con K. E. Tsiolkovsky, que duró aproximadamente un año y medio hasta los últimos días de la vida del científico. Doce letras permanecerán como recuerdo del fundador de la cosmonáutica. Fue en la tercera brigada de la Sección de Cohetes, que también estaba dirigida por Merkulov, donde inició los estudios teóricos del motor estatorreactor.
La historia conoce muchos ejemplos cuando las nuevas teorías, cuando se probaron experimentalmente, resultaron insostenibles. En esos años, todos temían que esto pudiera suceder con la teoría de los motores ramjet. Ya han aparecido trabajos científicos, en los que se demostró que la sección máxima de la cámara de combustión, por lo tanto, del propio motor, debería aumentar cuarenta o incluso noventa veces en comparación con la sección de admisión del motor. El resultado no fue un motor compacto, sino casi una aeronave. En una palabra, un callejón sin salida.
El mérito de Merkulov fue que la opinión de las autoridades no le molestaba. Llegó a la convicción de que primero hay que resolver el problema en principio. Había dominado el método de análisis matemático antes, la mecánica y las matemáticas de la universidad, donde estudió al mismo tiempo, le dio conocimientos más serios.
El trabajo fue laborioso: tres años de búsqueda, cálculos incesantes. No importa lo que cuente, el empuje es bajo. Aumente: aumente catastróficamente el tamaño del motor. Finalmente, las búsquedas teóricas se vieron coronadas por el éxito. Merkulov llega a la conclusión de que si permitimos la pérdida de una parte insignificante de la eficiencia del ciclo termodinámico, entonces se pueden ganar en las dimensiones de la sección transversal de la cámara.
Dado que en esos años los motores a reacción eran tratados como plantas de energía peligrosas, el diseñador decide que es más fácil y seguro probarlo en un cohete. Vuela sin una persona, por lo que el riesgo es menor. Al principio, era un proyecto de un cohete de una etapa con un motor combinado, luego un cohete de dos etapas con diferentes tipos de motores: propulsor sólido y ramjet. Resultó más fácil crear tal cohete. Después de la molestia, paseando por las autoridades, y también gracias al apoyo de los científicos, en particular el profesor V. P. Vetchinkin, Merkulov en la planta de Aviakhim logra construir un cohete de este tipo, y luego en el aeródromo de Osoaviakhim cerca de la estación de Planernaya, por primera vez en la historia de los cohetes, el 19 de mayo de 1939, para realizar pruebas. Se convierte en dueño de dos prioridades a la vez: mundial y doméstica. Solo después de eso, Merkulov comenzó a crear un motor estatorreactor de avión.
En julio de 1939, se celebró una reunión del Consejo Técnico en el Comisariado del Pueblo de la Industria de la Aviación. Escuchó un informe de Merkulov sobre los resultados de experimentos con motores ramjet en misiles y planes para seguir trabajando en su investigación, mejora de diseño y uso en la aviación. Igor Alekseevich propuso la idea de utilizar motores ramjet como motores adicionales montados debajo de las alas de los cazas, aumentando así su velocidad máxima. Estos motores tendrían que incluirse en el trabajo cuando fuera necesario alcanzar al enemigo o escalar una gran altura.
A la reunión asistieron destacados expertos de la industria de la aviación y la defensa. Muchos de ellos conocían y aprobaron los experimentos de Merkulov. La dirección técnica de la Comisaría Popular de la Industria de la Aviación también los trató positivamente. Pero también hubo detractores. Igor Alekseevich recordó que el trabajo al que decidió dedicar su vida se habría arruinado por completo si no hubiera sido por el director de la planta de Aviakhim P. A. Voronin. Por su propia cuenta y riesgo, hizo posible que continuaran estos desarrollos.
En poco tiempo, en agosto de 1939, se desarrollaron y fabricaron los primeros motores a reacción de aviones para pruebas de banco. Fueron llamados motores adicionales: DM-1. Merkulov entendió que, dado que estaba creando un motor que no tenía análogos en la práctica mundial, debería probarse a fondo. Pero, ¿dónde probar el motor, del que sale un potente chorro de fuego? ¿Cómo crear una presión de aire de alta velocidad, sin la cual el motor no puede funcionar?
El pensamiento se sugirió a sí mismo: probar en un túnel de viento. Pero en ese momento estaban hechos de madera, ya que no implicaban trabajar en ellos a fuego abierto. Merkulov decidió usar un inyector para probar el motor. Una idea similar en su tiempo fue propuesta por Yu. A. Pobedonostsev. Consistía en utilizar un motor cohete de propulsión líquida para inyectar aire en los motores ramjet. Pero Pobedonostsev lo enfrió, ya que en ese momento no había motores de cohetes que funcionaran de manera confiable. Y ahora, varios años después, Merkulov volvió a recordar la idea de la inyección. Esta vez, propuso crear un flujo de aire utilizando aire comprimido de un cilindro. Fue mucho más fácil y rápido realizar una instalación de este tipo. El motor era pequeño: un metro y medio de largo, con un diámetro de doscientos cuarenta milímetros.
Lo más difícil resultó ser lograr una combustión estable y la combustión más completa de gasolina. Lucharon por esto durante más de un mes. Pero el diseño de enfriamiento de la cámara de combustión fue un éxito de inmediato. Merkulov aplicó un sistema de refrigeración utilizando combustible suministrado al motor. Aunque había aquí una analogía distante con los motores de cohete de propulsante líquido, en la aviación fue una innovación. E hizo el diseño propuesto con bastante ingenio.
Las pruebas de DM-1 fueron exitosas. En septiembre, es decir, dos meses después de la memorable reunión en el Comisariado del Pueblo de la Industria de la Aviación, en la que los escépticos predijeron la imposibilidad de crear un estatorreactor de larga duración, el DM-1 en el stand de Glidernaya trabajó durante media hora. sin quemaduras (fue para este tiempo que había suficiente aire comprimido para inyección) …
Pronto, se creó el DM-2 (400 mm de diámetro, 12 kg de peso), destinado a la instalación en un avión y para pruebas de vuelo. Pero primero, fue necesario realizar pruebas exhaustivas en tierra.
Esta vez fue imposible prescindir de un túnel de viento. Se requería asegurarse de la confiabilidad y seguridad del motor. Y para esto fue necesario soplarlo por completo, verificar el trabajo en la corriente de aire. Pero no tenía sentido ni siquiera pensar en dejar a los investigadores en algún laboratorio aerodinámico (y solo había tres de ellos en Moscú). Entonces, incluso las grandes oficinas de diseño de aviación no tenían sus propios túneles de viento.
Decidimos construir una tubería de este tipo en nuestra fábrica. La dirección apoyó a los ingenieros. Merkulov lo diseñó junto con su amigo Alexander Maslov. Era una tubería de acero de un tamaño bastante impresionante. Los diámetros de las secciones de entrada y salida del difusor y boquilla fueron de tres metros, el diámetro de la parte de trabajo fue de un metro, con una longitud de dos metros y medio. La longitud total de la tubería fue de 12,5 metros.
Un mes después del final de las pruebas del primer motor, el DM-2 más potente en el túnel de viento "resistió" ya durante dos horas. Su rendimiento estable permitió pruebas oficiales. Tuvieron lugar el 22 de octubre. Solo después de un examen tan exhaustivo, Merkulov decide que es posible instalar los motores en el avión. El director Voronin asignó un caza I-15bis a Merkulov para probar los motores ramjet.
Las pruebas de vuelo comenzaron a principios de diciembre. En la víspera del primer vuelo, Voronin envió al ingeniero jefe adjunto Yu. N. Karpov para consultar a A. A. Mikulin: uno de los líderes de la construcción de motores de aviones soviéticos. Mikulin dijo: “Tu avión explotará y arderá. Estarás feliz si el piloto desciende en un paracaídas sin quemar ". Después de eso, Voronin llamó al piloto de pruebas de fábrica P. E. Loginov y lo familiarizó con la opinión de un conocido fabricante de motores. Loginov tenía derecho a negarse y nadie lo habría condenado por ello. "Creo en estos motores y estoy listo para volar", dijo.
El primer vuelo no tuvo éxito. Los motores no arrancaron. El flujo de aire en vuelo fue tres veces más fuerte de lo esperado y las llamas desaparecieron. Además, fue un invierno feroz. Fue muy difícil apagar la ignición en una corriente de aire helado. Merkulov mejora la ignición. Nuevas pruebas, mejoras.
El éxito llegó el 13 de diciembre de 1939. A partir de ese día, los motores funcionaron de manera constante. Y el 25 de enero de 1940 se llevaron a cabo las pruebas de vuelo oficiales. Se reunió una comisión sólida: representantes de la Comisaría Popular de la Industria de la Aviación, encabezada por el Comisario Popular Adjunto P. A. Voronin, toda la dirección de la planta, junto con el director P. V. Dementyev (futuro ministro de la industria de la aviación de la URSS), representantes del comité del partido, comité de fábrica.
Loginov en el caza I-15bis hizo varios círculos sobre el aeródromo. Arrancó y apagó repetidamente los motores ramjet, aumentando y disminuyendo su empuje. Los miembros de la comisión observaron con una mezcla de sentido de curiosidad y aprensión cómo los chorros de fuego apretados estallaban de los motores a reacción a medida que aumentaba el empuje. Con el empuje máximo, incluso superaron la longitud del fuselaje. El avión, como si nada hubiera pasado, dio vueltas y el piloto, al parecer, lo controló con calma.
En el acto de la comisión, redactado en confirmación de este significativo hecho, se dijo: “con el trabajo de la planta de Aviakhim, se ha creado un motor aero-cohete de avión, que opera de manera estable en un avión y aumenta la velocidad de vuelo. La seguridad operativa, la resistencia al fuego y la durabilidad del motor se han verificado mediante pruebas a largo plazo.
Solo dos años y medio después, el profesor E. Senger probó en Alemania los primeros motores extranjeros de flujo directo en un avión Dornier. Entonces, gracias al trabajo de Merkulov, nuestro país ha ganado prioridad en el desarrollo de motores ramjet.
En 1940, Merkulov creó un motor ramjet DM-4 más potente con un diámetro de quinientos milímetros. El caza I-153 "Chaika" con estos motores adicionales voló más rápido en un promedio de cuarenta kilómetros por hora.
Las pruebas de vuelo exitosas de los motores a reacción atrajeron la atención de los desarrolladores de aviación. En tres equipos de diseño L. P. Kurbaly - A. A. Borovkova, I. F. Florov y A. Ya. Shcherbakov comenzó a diseñar aviones de pistón, que preveían la instalación de un motor estatorreactor al mismo tiempo. No fueron concebidos como suspendidos, sino que encajan en la estructura, formando parte integral del ala o del fuselaje. Para estos aviones, Merkulov realiza cálculos para motores ramjet.
En este momento, Shcherbakov (jefe del departamento de diseños especiales de la planta de Aviakhim), que realizó con éxito un trabajo de remolque a gran altitud de planeadores en la estratosfera utilizando el llamado "tren aéreo", y también creó el primer cabañas presurizadas, sugirió a Merkulov que se uniera y buscara obtener la planta. Shcherbakov planeaba lidiar con cazas de alta velocidad con cabinas presurizadas, Merkulov, motores estatorreactores para ellos.
En marzo de 1941, la dirección del país aprobó la decisión de crear dicha planta. Shcherbakov fue nombrado diseñador jefe, Merkulov, su adjunto. Pero la planta nunca se abrió, estalló la guerra. Merkulov recibe la tarea de crear motores ramjet para el A. S. Yakovleva - Yak-7. Es nombrado director de una pequeña SKB.
Tuve que trabajar en condiciones difíciles. Evacuación. Novosibirsk, luego Tashkent. Hay desorden por todas partes. En la primavera de 1942, cuando los alemanes fueron rechazados, regresó a Moscú. No había base de producción. La industria cambió para satisfacer las necesidades del frente. Las pruebas y puesta a punto del nuevo estatorreactor DM-4s con un diámetro de quinientos milímetros avanzaban lentamente.
Finalmente, el Yak-7 fue equipado con motores adicionales. Merkulov tenía la intención de realizar una investigación a gran escala. En uno de los vuelos con motores ramjet, se obtuvo un aumento de velocidad, más de cincuenta kilómetros por hora. La dirección de la estación de pruebas de vuelo decidió ajustar el indicador de velocidad del avión para obtener mediciones más precisas. Pero cuando se vuela sobre una base de medición (sin motores estatorreactores), se produce un mal funcionamiento en el caza y el piloto de pruebas S. N. Anokhin se vio obligado a ponerlo "boca abajo" en un campo de patatas arado. Como resultado, el automóvil se arruinó y el arduo trabajo de la tripulación del motor quedó destruido.
El nuevo luchador no fue asignado a Merkulov. Las pruebas, referentes a un pequeño aumento de velocidad, que fueron dadas por los motores ramjet, una disminución de la velocidad con el ramjet apagado, así como el alto consumo de gasolina, la Comisaría Popular de la Industria Aeronáutica decidió frenar.
A finales de 1945, otra interesante propuesta de I. A. Merkulova es el primer postquemador. Lavochkin estaba creando el primer avión de ala en flecha del país, el La-160. Pero resultó ser algo pesado para el turborreactor YuMO-004 capturado, y con el motor forzado propuesto por I. A. Merkulov, despegó con éxito.
Merkulov tuvo una vida tensa llena de eventos dramáticos, cuando no todas sus ideas fueron aceptadas y apoyadas. Entonces, a mediados de los años cincuenta, siendo el jefe del departamento de motores estatorreactores del CIAM, Merkulov desarrolla teóricamente un nuevo tipo de planta de energía que opera de acuerdo con un ciclo termodinámico completamente inusual, con una masa variable del fluido de trabajo y propiedades variables del gas.. Pero esta idea aún no ha encontrado su encarnación.
A principios de los sesenta, en el Instituto de Motores de la Academia de Ciencias, Merkulov terminó de trabajar en otro tipo interesante de motores. Era un motor a reacción de turbina de gas. Pero, como la última vez, no fue posible construirlo.
A finales de 1960, Merkulov recibió un certificado de inventor para un motor de iones. Luego participó en la preparación y prueba de un motor similar en el satélite Meteor-18.
Desde mediados de los años setenta, tan pronto como se organizó el instituto VNIIPItransprogress para desarrollar modos de transporte no tradicionales, Merkulov es un diseñador líder allí. Está involucrado en la creación de varios proyectos para sistemas de transporte terrestre de ultra alta velocidad. Realiza importantes mejoras en sus motores turborreactores.
Hasta los últimos días de su vida I. A. Merkulov estaba lleno de ideas creativas. En su cabeza, constantemente nacían nuevos proyectos, hasta aviones hipersónicos. Pero no todas las ideas del diseñador se hicieron realidad.
