Со дня первого полета братьев Райт в 1903 году и до полета первого цельнометаллического самолета «Юнкерс-1» в 1915 году, вопрос о том, из какого материала строить аэропланы, не возникал. Кроме древесины, ничего подходящего в наличии не имелось. Открытие сплавов алюминия, имевших подходящие для самолетостроения механические характеристики, положило конец монополии деревянных авиационных конструкций. Как правило, все новое с трудом пробивает себе дорогу в жизни. Так было и в РСФСР.

Последовательными сторонниками металлического самолетостроения были Н. Е. Жуковский и А. Н. Туполев. Считая, что будущее авиации — за многомоторными самолетами большой грузоподъемности, они понимали, что без металла таких машин не создать.

История появления алюминиевых сплавов заслуживает того, чтобы вкратце рассказать о ней и о том, как создавалось промышленное производство кольчугалюминия — советского аналога немецкого дюралюминия.

Н. Е. Жуковский.

В январе 1917 г. на торжественном заседании в МГУ ректор М. К. Любавский, отмечая заслуги ученого, назвал его отцом русской авиации.

Газета «Русское слово»

Впервые широкое знакомство публики с алюминием произошло в 1855 году на Всемирной парижской выставке. В то время этот металл был большой редкостью, стоил дорого. Его называли «серебром из глины».

В большом ходу были украшения из этого легкого, блестящего металла белого цвета. О его ценности можно судить по подарку, преподнесенному Д. И Менделееву английским Королевским обществом. В 1889 году после чествования русского ученого ему были вручены весы, выполненные из золота и алюминия.

В 90-х годах XIX века было налажено промышленное производство алюминия, положившее начало применению этого металла в технике. Вначале он нашел широкое применение на линиях высоковольтных передач, где заменил медь. Затем использовался в несиловых элементах машиностроения, что позволило значительно снизить их массу.

К началу XX века стало известно, что алюминий дает однородные хорошо обрабатываемые сплавы с большинством металлов.

Россия, как и многие промышленно развитые страны, уделяла большое внимание налаживанию производства алюминия. Первый частный завод по его выпуску начал работать в 1889 году в Саратове. Однако из-за небольшого объема производства продукция оказалась неконкурентоспособной по сравнению с более дешевым импортным металлом, и завод пришлось закрыть.

Время промышленного выпуска отечественного алюминия еще не наступило. Это подтверждается и историей прошения лодзинского купца второй гильдии Б. Г. Сломницкого на имя военного министра России.

В своем прошении, поданном в январе 1906 года, купец пишет, что «алюминий понемногу входит в применение для изготовления предметов снабжения войсковых частей». Далее Сломницкий напоминает, что отсутствие отечественного производства алюминия позволяет иностранным производителям «сплотившись в синдикат… установить цены по своему усмотрению и таким образом безнаказанно эксплуатировать русскую казну».

Для избавления от иностранной зависимости автор прошения предлагал построить на частные средства завод по производству алюминия производительностью 2500–3000 тонн в год. Названная цифра была минимальной для того, чтобы предприятие давало прибыль.

Учитывая, что в 1903 году для покрытия частных нужд было закуплено за границей всего 500 тонн алюминия, Сломницкий просил рассмотреть возможность закупки военным ведомством 2000 тонн отечественного металла ежегодно. По его расчетам постройка завода полностью окупалась при получении такой гарантии за 8–10 лет.

Военному ведомству купец обязывался отпускать пуд алюминия по цене на пять рублей ниже импортного на срок действия гарантии. Предложение рассматривалось в Главном инженерном управлении и было отклонено.

Проходит несколько лет. 31 мая 1911 года военный министр России В. А. Сухомлинов ставит перед председателем Совета Министров П. А. Столыпиным вопрос о необходимости создания отечественной базы по производству алюминия. И сообщает, что дал указание Главному артиллерийскому управлению на производство лабораторных опытов с новым сплавом алюминия под названием «дуралюмин».

Что же заставило военных изменить свое отношение к алюминию? Дело в том, что чистый алюминий из-за своих низких механических свойств не мог найти применения в военной технике. По той же причине в военном ведомстве долгое время не находили широкого применения и сплавы алюминия.

Однако в 1909 году немецкий инженер А. Вильм сделал сенсационное открытие. Работая в Научно-исследовательском институте в Нейбабельберге близ Берлина, он занимался изучением сплавов, где основными компонентами были алюминий и медь.

Задача состояла в том, чтобы получить материал, пригодный для замены латуни в ружейных гильзах. Из полученных слитков после термообработки (они подвергались нагреву до 500 °C с последующей закалкой) делались образцы для испытаний на прочность.

Велико было изумление ученого, когда он однажды случайно обнаружил, что образцы, изготовленные из одного и того же слитка, повышают свою прочность с течением времени. Оказалось, что за 4–5 суток, находясь при комнатной температуре, образцы самопроизвольно повысили свою прочность без потери пластичности.

Открытие Вильма назвали явлением старения. Оно позволило изменить технологию производства сплавов, получая их с нужными физическими свойствами. В 1909 году Вильм патентует изобретение и продает его фирме «Дюрен Метталверке» в Дюрене, на которой и было налажено промышленное производство дюраля.

Воздухоплавательная выставка в ИТУ. Справа аэросани завода «Дукс»

В 1911 году ученый публикует в немецких журналах статьи с некоторыми сведениями о новом сплаве.

В странах, где лицензия на производство дюраля не была приобретена, начались самостоятельные разработки аналогичных сплавов. Так, появились альфериум во Франции, сплав 17S в Америке, Y-сплав в Англии. Как следует из сообщения Сухомлинова, к таким работам приступили и в России.

Русские промышленники не дожидались распоряжений из министерств. Петербургский патронный завод начал лабораторные исследования алюминиевых сплавов еще в 1910 году.

В следующем году в Петербурге состоялась Торгово-промышленная выставка, на которой демонстрировались зарубежные образцы дуралюмина. И уже в 1912–1913 годах на Патронном заводе организуют промышленное производство полуфабрикатов из дуралюмина, разрабатывается сплав «гильзового алюминия».

Выпускался алюминий и на ряде других предприятий России. Упомянем акционерное общество меднопрокатного и трубного завода (с 1922 года завод «Красный выборжец»). Основанное в 1857 году, оно постепенно накопило большой опыт по обработке алюминия, в частности, по прокату листов из слитков, поступавших из-за границы.

Немалая роль в создании отечественной металлургии алюминиевых сплавов пришлась на долю Латунного и меднопрокатного завода товарищества Кольчугина (станция Пекша Владимирской губернии), основанного в 1871 году. К началу Первой мировой войны предприятие стало самым крупным меднообрабатывающим заводом России. Ныне это Кольчугинский завод им. С. Орджоникидзе.

После постройки металлургической лаборатории в 1916 году на заводе началось планомерное изучение свойств алюминиевых сплавов в зависимости от их химического состава и режима термообработки. Во время гражданской войны лаборатория была закрыта, а помещение отдали под склад.

Отчеты как петроградских заводов, так и Латунного, содержавшие экспериментальные данные по технологии производства, химическому составу алюминиевых сплавов, были утеряны. Инженерам Советской России пришлось начинать все сначала.

Туполев знал, что первый цельнометаллический самолет J-1 был построен фирмой «Юнкерс» еще в 1915 году. Также ему было известно, что передовые авиационные державы переходят к созданию самолетов из сплавов типа дюраля. Андрею Николаевичу было ясно, что большие многомоторные самолеты ближайшего будущего должны быть только цельнометаллическими. Но для этого необходимо было создать лабораторную исследовательскую базу, а затем наладить промышленное производство отечественного дюраля.

Правительство приняло ряд мер в этом направлении. При ВСНХ была создана Комиссия по алюминию во главе с профессором А. П. Курдюмовым. В ее компетенцию входили все вопросы, связанные с производством и применением алюминия и его сплавов в народном хозяйстве.

Большая заслуга в развитии алюминиевой промышленности принадлежала выдающемуся металлургу И. И. Сидорину.

В ноябре 1921 года он подает в ГУВП докладную записку «К вопросу об организации русской алюминиевой промышленности». Сидорин считал, что это «единственный путь, по которому должна идти русская военная промышленность». Той же точки зрения придерживался и Андрей Николаевич Туполев.

Однако в среде авиационных инженеров многие были убеждены, что России следует идти по пути совершенствования и дальнейшего развития налаженного производства самолетов из дерева. Они считали преждевременным в столь сложное для экономики страны время начинать поиск нового пути в самолетостроении.

Начались жаркие споры «за» металл и «против» него. Дискуссии по этому вопросу в 20-х годах XX века шли повсеместно на разных технических уровнях и в печати. Сидорин и Туполев принимали в них активное участие.

Их доводы в пользу металла основывались на следующих положениях:

— расчеты металлических конструкций производятся с большей точностью из-за однородности материала;

— на металл не оказывают влияния погодные условия;

— его технологичность позволяет упростить и ускорить массовое производство самолетов;

— по мере улучшения механических свойств сплавов и накопления опыта по их применению в конструкциях, их относительный вес будет уменьшаться.

Кроме того, несмотря на многие годы строительства самолетов из дерева, конструкторы все еще не имели единых методов для механических и физических испытаний древесины. Пройдет еще несколько лет, и только в сентябре 1926 года Бюро по авиалесу НТУ ВСНХ СССР обратится в отдел ОИАМиК ЦАГИ с просьбой об их создании.

Все сказанное может создать у читателя впечатление, что Туполев и его единомышленники стремились к полной ликвидации строительства самолетов из дерева в России. Это было бы большой ошибкой. Они прекрасно понимали, что делать этого ни в коем случае нельзя.

1 октября 1925 г. начала работать лаборатория отдела испытаний авиационных материалов и конструкций

В 1927 году Туполев на коллегии дал положительную оценку самолету-разведчику Р-5 конструкции Н. Н. Поликарпова, выполненному из дерева. Среди достоинств Р-5 Андрей Николаевич особо отметил, что производство боевого самолета не будет зависеть от поставок импортного (своего еще не хватало) дюраля. Самолет строился массовой серией и получил широкое распространение как в ВВС, так и в ГВФ.

В том же году на заседании технического совета при Авиатресте Туполев, вопреки мнению НК УВВС, поддержал проект морского торпедоносца МТ-1 Д. П. Григоровича. Андрей Николаевич считал, что деревянно-металлическая конструкция машины позволит накопить необходимый опыт для перехода к цельнометаллическим гидросамолетам.

Дискуссия «металлистов» с «деревянщиками», как тогда говорили, кончилась тем, что и ГУВП, и Госпромцветмет активно включились в процесс создания русского дюраля. Сложность заключалась не в определении его химического состава и механических свойств — эти сведения были уже опубликованы и экспериментально проверены русскими инженерами при исследованиях дуралюмина из различных агрегатов самолетов Фоккера и Юнкерса в 1922 году. Предстояло провести кропотливую научно-исследовательскую работу для определения технологии производства дюраля. Именно от этого зависели механические свойства дюраля, и именно эти сведения были засекречены немецкой фирмой.

Госпромцветмет поручил работы по созданию отечественного дюраля Кольчугинскому заводу. В апреле 1922 года на нем получили первые лабораторные отливки из нового сплава. В июле того же года на внеочередном заседании правления Госпромцветмета было сообщено об изготовлении металла, сходного по техническим качествам с дуралюмином и могущим его заменить.

Новому сплаву по месту его появления дали название «кольчугалюминий». Основная работа по его созданию была проведена инженерами В. А. Буталовым, Ю. Г. Музалевским, И. С. Бабаджаном. По распоряжению Госпромцветмета технологию производства кольчугалюминия сразу же передали заводу «Красный выборжец».

В августе 1922 года И. И. Сидорин представил в Комиссию по алюминию результаты своих исследований немецкого дюраля и русского кольчугалюминия. Было признано, что кольчугалюминий не уступает по своим свойствам иностранным аналогам.

В октябре 1922 года, вскоре после выплавки первой промышленной партии нового сплава, по предложению Госпромцветмета при ЦАГИ организовали комиссию по постройке цельнометаллических самолетов. Выбор — из чего строить — был сделан. Председателем комиссии стал Туполев, отвечавший за общее руководство работами, заместителем — Сидорин, занимавшийся методами термической и технологической обработки нового сплава и его испытаниями. Таким образом, в октябре 1922 года началась практическая деятельность КБ А. Н. Туполева.

26 мая 1924 года взлетел первый русский цельнометаллический самолет АНТ-2 конструкции А. Н. Туполева.

Казалось, все хорошо. Однако в конце 1924 года начальник ГУВП был вынужден вынести на обсуждение Главного экономического управления ВСНХ вопрос о «Постановке на русских заводах производства металлических самолетов из сплава легких металлов — кольчугалюминия и дуксалюминия».

Это было вызвано тем, что на заводе № 1 имени ОДВФ Авиаотдела ГУВП был получен сплав, также близкий по своим характеристикам к немецкому дюралю. Металлурги завода № 1 назвали его «дуксалюминием» в память о прежнем названии завода — «Дукс».

Практически одновременное создание на двух русских заводах двух различных алюминиевых сплавов, пригодных для самолетостроения, говорило о талантливости инженерного корпуса страны. Но это привело также к тому, что в авиапромышленности начали формироваться два взаимоисключающих подхода к строительству цельнометаллических самолетов.

Один из них возглавлялся работниками завода № 1. Они считали, что металлургическая база легких сплавов должна развиваться на авиационных заводах. По их мнению, следовало максимально поощрять местную инициативу авиационных предприятий и исследовательских организаций в этом направлении. Решение вопроса о пригодности полученных в таком «инициативном» порядке сплавов для самолетостроения завод № 1 оставлял за собой.

Сторонники другой точки зрения полагали, что дело авиационных заводов — строить самолеты, а не создавать попутно еще и материалы для этого.

Экономика республики выдержать двойную нагрузку, развивая оба направления, была не в состоянии.

На представительных совещаниях, в которых участвовали делегаты от ВВФ, авиаотдела ГУВП, авиазавода № 1 имени ОДВФ, НТО ВСНХ, НК УВВС, Главметалла, Госпромцветмета, ГЭУ ВСНХ, ЦАГИ НТО, с ноября 1924 года по февраль 1925 года решалось, какому направлению отдать предпочтение.

В одном из своих выступлений председатель комиссии по цельнометаллическому самолетостроению А. Н. Туполев заявил, что необходимое для авиации развитие этой отрасли возможно лишь при условии наличия крупной металлургической базы, опирающейся на заводы Госпромцветмета.

Выводы Туполева были поддержаны представителями Госпромцветмета. Они сообщили, что производство кольчугалюминия уже налажено, а заводы — Кольчугинский и «Красный выборжец» — оснащены оборудованием для производства цветных металлов и их сплавов.

Однако остальные участники совещания поддержали точку зрения авиазавода № 1. Скупые строки протоколов заседаний не дают объяснения этому решению. Тогда Туполев попросил занести в протокол свое заявление о том, что в случае принятия такого решения он, как председатель комиссии, снимет с себя ответственность за судьбу металлического самолетостроения на русских заводах.

Действительно, ситуация, когда все авиазаводы имеют право проявлять «местную инициативу» в создании легких сплавов, а один из них давать им оценку, грозила появлением многочисленных проблем.

Интуиция Туполева позволяла ему «смотреть за горизонт». Его видение проблемы подтвердится через пять лет, когда из ЦАГИ выделится специализированный институт ВИАМ для решения задач авиационного материаловедения.

Заявление Андрея Николаевича заставило высокие инстанции призадуматься. И на заключительном заседании коллегии ГЭУ ВСНХ 3 февраля 1925 года было принято окончательное решение, в основных пунктах которого предписывалось:

Как видим, Андрей Николаевич принимал не только активное участие в создании русского дюраля, но и оказал решающее влияние на становление его промышленного производства. Если к этому прибавить и его заслуги в конструировании самолетов, то станет бесспорным, что Туполев — основатель русского цельнометаллического самолетостроения.