В отличие от других советских стратостатов, этот оригинальный аппарат создавался в системе Аэрофлота. Стратостат-парашют спроектировали в ДУК (Дирижабельном учебном комбинате) ГВФ, который размещался в г. Долгопрудном под Москвой. Гибель стратостата «Осоавиахима-1» побудила многих изобретателей обратиться в Комитет по изучению стратосферы, созданный при Центральном совете Осоавиахима, с предложениями по созданию более надежных конструкций стратостата. Этот замысел родился не на пустом месте. В период становления воздухоплавания из-за несовершенства газовых клапанов, а иногда просто их отсутствия, неоднократно происходил разрыв оболочки аэростата, который, однако, в отдельных случаях не приводил к гибели воздухоплавателя, так как разорванная оболочка случайно принимала форму парашюта. Сама идея так же была не нова - еще 11 августа 1838 года в Истоне, штат Пенсильвания, американский пилот Джон Уайз (John Wise) произвел проверку способности аэростатов парашютировать, намеренно разорвав оболочку в воздухе.
Всего в комитете было рассмотрено более 200 таких предложений, многие из которых оказались либо не новыми, либо неосуществимыми. Особенно актуальной оставалась задача обеспечения безопасного спуска стратостата. Но более практичной оказалась идея стратостата-парашюта, нашедшая воплощение в конструкциях Лебедева и Т.М.Кулинченко. Обе эти конструкции были реализованы в моделях, но полноразмерный стратостат был построен только по проекту начальника гидростатической лаборатории ДУКа Т.М.Кулинченко. Этот замысел родился не на пустом месте.
Принцип конструкции стратостата-парашюта заключался в следующем. Вдоль вертикальной оси баллона стратостата проходит полая матерчатая труба-шахта. Верхний и нижний концы шахты присоединяются к раструбам баллона. Вследствие наличия раструбов баллон в выполненном состоянии имеет форму шара, срезанного у полюсов. В цилиндрической части шахты установлены жесткие поперечные кольца. Они воспринимают давление газа, наполняющего оболочку, и всегда держат шахту открытой для прохода сквозь нее воздуха. Поэтому, подобно полюсному отверстию парашюта, шахта способствует устойчивости спуска стратостата. По периметру шахты внутри баллона проходят специальные стяжки, изготовленные из резинового шнура. Когда баллон выполнен (имеет форму шара), шнуры предельно растянуты. При снижении стратостата, по мере уменьшения степени выполнения, шнуры сокращаются и подтягивают низ оболочки кверху. В определенный момент снижения стратостат принимает вид огромного парашюта. Обращение оболочки в парашют происходило не только от действия резиновых шнуров: нижний срез оболочки имел значительную поверхность, и динамическое давление на нее воздуха при снижении стратостата также поднимало бы низ оболочки.
При разработке стратостата-парашюта был проведен большой объем предварительных исследовательских работ. Для выяснения нагрузок, действующих на оболочку аэростата, была построили модель в масштабе 1:30, на которой проведены гидростатические испытания. Кроме того, произвели продувки в аэродинамической трубе деревянных моделей, соответствующих степеням выполнения оболочки 100, 75, 38 и 2,2%. Формы оболочки аэростата-парашюта изучались также на модели, изготовленной из бодрюша (тонкой мембраны).
Для более полной проверки конструкции стратостата-парашюта построили его летающую модель АП-1, полный объем ее оболочки составлял 1850 м3, а газовый объем (полный объем минус объем шахты и раструбов) - 1685 м3. Наземные испытания этого аэростата предназначались для определения форм оболочек в зависимости от степени ее выполнения, изучения характера складок нижней части оболочки и для выяснения возможности трения этих складок. Возникло опасение, что складки в случае быстрого снижения могут расправиться с опасным ударом. Оказалось, что даже в наиболее неблагоприятном случае складки материи были невелики и расправлялись они плавно. Испытания также показали, что при взлете нижняя часть оболочки относительно верхней должна перемещаться без трения, причем в складках материи не должны были возникать опасные напряжения.
5 августа 1935 года в Москве состоялся первый полет АП-1 с воздухоплавателями Серафимом Лысовым и Виктором Модестовым. Поднявшись на высоту 5000 м, они открыли на 6 секунд клапан и аэростат начал снижаться со скоростью 5 м/с. Но сразу же началось образование парашюта, и скорость упала до 3,5 м/с. Между 4000 и 3000 м клапан был открыт еще на 1,5 секунды. После некоторого нарастания скорость снова уменьшилась до 3 м/с, и баллон принимал все более близкую к парашюту форму. При парашютировании вся система была устойчивой, не замечалось колебаний, раскачиваний или перекоса шахты. Согласно заданию с высоты 1800 м снижение тормозилось сбрасыванием балласта. Полет показал, что аэростат хорошо парашютирует, но выявил ряд недостатков конструкции, главным образом неточную работу специального клапана шахты.
6 октября 1935 года аэростат АП-1 поднялся вновь с тем же экипажем (Серафим Лысов и Виктор Модестов), имея на борту 470 кг балласта. Баллон выполнился на высоте 3000 м. Дальнейший подъем происходил за счет балласта, на высоте 5000 м его осталось 210 кг. Здесь на 20 секунд открыли клапан выпуска газа. Спуск происходил очень медленно. При скорости снижения 1,5-2 м/с снизу материя провисала, образуя складки. На высоте 3600 м маневровый газовый клапан был вновь открыт на 15 секунд, после чего скорость снижения на короткое время возросла до 7 м/с. От 3500 до 2000 м снижение шло со скоростью 5-4 м/с, а с 2000 м до земли приборы показывали скорость 4-3,5 м/с. Балласт при спуске не расходовался совершенно.
На втором аэростате АП-2 с опознавательными знаками «СССР ВР-24» в августе 1937 г. и сентябре 1938 г. инженер М.И.Волков и воздухоплаватель А.А.Фомин совершили два испытательных полета. Первый - на высоту 4 600 м, второй - 3 100 м. На предельной высоте подъема экипаж давал аэростату при помощи клапана большую перегрузку, но снижение происходило нормально, балласт совершенно не расходовался, а оболочка принимала хорошо парашютирующие формы.
Благодаря успешным испытаниям моделей стратостата-парашюта системы Т.М.Кулинченко стала возможной постройка настоящего стратостата, получившего обозначение - СП-2 (стратостат-парашют) и внесенный в реестр судов гражданского воздушного флота с опознавательными знаками «СССР ВР-60». По просьбе его создателей ему присвоили имя «Комсомол».
Оболочку для ВР-60 была изготовлена на авиазаводе № 207 НКАП, который ранее строил дирижабли, а с 1938 года все более ориентировался на изготовление самолетов. Объем оболочки стратостата составлял 19790 м3. Горизонтальный диаметр баллона - 33,57 м. Высота стратостата, считая от амортизатора гондолы до вершины выполненного баллона, достигала 55 м.
Герметичная гондола объемом 4,85 м3 и диаметром 2,1 м была выкрашена голубой краской с надписью СССР ВР-60 «Комсомол». Согласно источникам, гондола была построена на заводе №240, хотя вполне возможно, что использовалась гондола БОК, изготовленная на заводе №39.
В 1938 году были созданы комиссия по организации полета, штаб старта и все технические службы, проделана большая работа по испытаниям материальной части, выполнено полное описание аппарата, разработана инструкция по технической эксплуатации, составлены план-график и инструкции для всех работников по подготовке матчасти и старта.
Начальник «Аэрофлота» утвердил экипаж ВР-60 «Комсомол» в составе стратонавтов:
- командир стратостата — пилот Александр Александрович Фомин;
- помощник командира — пилота Александр Филиппович Крикун;
- научный сотрудник — инженер Михаил И. Волков.
Запасным членом экипажа был назначен Порфирий Порфирьевич Полосухин.
Экипаж прошел предполетную подготовку, изучил матчасть стратостата, аэростатический расчет, все приборы, научное оборудование. Кроме того, были проведены специальная тренировка по радиосвязи, с регенерационной и кислородной аппаратурой, тренировка в полностью оборудованной гондоле, совершены прыжки с парашютом. Было установлено специальное медицинское наблюдение, проведена проверка экипажа в барокамере. Затем их отправили отдохнуть в санаторий. Вся работа завершилась пробным газонаполнением, которое осуществилось 30 сентября 1938 года, и генеральной репетицией старта гондолы 1 ноября 1938 года. Но разрешения на полет не последовало, в 1938 году он не состоялся.
В связи с возбуждением Академией Наук СССР ходатайства о разрешении на полет стратостата-парашюта, в период с 16 июля по 7 августа 1939 года вновь была проведена подготовка материальной части стратостата. Этой работой занимались сотрудники Управления Воздухоплавания с привлечением конструкторов аппарата. Был произведен тщательный осмотр и переборка всех механизмов гондолы, заменены все резиновые прокладки и перебиты сальники, проверен и испытан отцепной механизм, проведено испытание на герметичность гондолы, проверены и отрегулированы электромоторы и вентиляторы регенерационной установки, отремонтирован и испытан кислородный прибор. В присутствии экипажа аппаратура, поддерживающая жизнеобеспечение людей в полете, прошла комплексное 10-часовое испытание в барокамере Института авиационной медицины ВВС. Все навигационные приборы были окончательно оттарированы на заводе № 213 и в НИИ-12. В гондоле смонтирована и опробована на двухстороннюю связь радиостанция стратостата, проверена электропроводка, подготовлен балласт и окончательно испытан счетчик балластосбрасывателя. Для испытания некоторых научных приборов Крикун и Волков поднялись на субстратостате, достигнув высоты 9 200 метров.
Так как полетное задание предусматривало испытание новой техники и проведение наблюдений над космическими лучами по специальной программе, оптические наблюдения и взятие проб воздуха. в связи с введением в научную тематику полета оптических наблюдений сконструировано, изготовлено и установлено в гондоле крепление для спектрографа, а также сделан дополнительный иллюминатор. Гондольный парашют осмотрен и переуложен. Поставлено и еще раз испытано все научное оборудование. Произведен осмотр оболочки под воздухом и устранены все дефекты (вырезки из оболочки и резиновые шнуры шахты были испытаны на прочность). Проведено специальное испытание разрывного клапана. Проверен и отремонтирован подвесной и стартовый такелаж. Все произведенные работы и осмотры принимал и актировал специально для этой цели назначенный на стратостат инженер Хайтин. Члены экипажа, находясь в санатории, одновременно проходили повторную подготовку по матчасти, аэронавигационному оборудованию, радиосвязи и аэростатическому расчету и принимали участие во всех смотрах и испытаниях.
После приведения материальной части стратостата в готовность к полету гондолу установили на стартовой площадке в специально устроенной палатке. Окончательно смонтированная оболочка, укрытая брезентом, оставалась на стартовом кругу. Для наполнения оболочки газом на стартовой площадке был установлен газгольдер и смонтирована вся газовая проводка.
В начале сентября 1939 года правительство разрешило полет стратостата-парашюта. Приказом по ГУГВФ назначили комиссию по организации и проведению полета. Председателем был Герой Советского Союза полковник Горанов, его заместителем — начальник Управления Воздухоплавания ГВФ Харитонов, членами комиссии являлись начальник Политотдела УВ ГВФ Александров, начальник старта инженер Хайтин, начальник штаба полета Воробьев, конструктор стратостата Кулиниченко, старший инспектор Главной инспекции ГВФ Кармановский.
2 октября 1939 года, в 15:00 часов был дан прогноз погоды, благоприятствующий старту. Срочно были вызваны старткоманда и все необходимые специалисты. Несмотря на то, что прогноз поступил очень поздно и времени оставалось мало, материальную часть стратостата своевременно подготовили к газонаполнению. Однако вследствие усиления ветра (к 24 часам — до 5 м/сек) было решено газонаполнение не производить. Старт отменили и все работы прекратили. Но состояние полетной готовности отменять не стали, а следили за изменениями погоды в ожидании подходящих для стратостата условий.
В 14 часов 11 октября было решено осуществить старт на следующий день — 12 октября 1939 года. В дальнейшем прогноз поступал дважды: к 24.00 часам 11 октября и к 06.00 часам утра 12 октября. В целях уточнения метеорологических данных с 17.00 часов 11 октября и до 08.00 часов 12 октября было выпущено 7 шаров-пилотов, 2 радиозонда (до 11000 метров), велись ежечасные замеры у земли скорости ветра, температуры, влажности и давления.
12 октября 1939 года в час ночи началось наполнение оболочки. К утру оболочку, заполненную 2600 м3 водорода, подняли на поясных на высоту 15 м, подвели под нее гондолу и начали присоединение строп к подвесному кольцу. В 7.20 началось взвешивание. Оно затянулось на 40 мин, так как в баллон было влито излишнее количество газа, который пришлось долго выпускать через клапан. Сплавная сила оказалась слишком большой, чтобы уменьшить ее до нужной величины и не задерживать вылет, в гондолу положили семь 20-килограммовых мешков песка.
Первый полет
Старт ВР-60 состоялся 12 октября 1939 года в 8 часов 07 минут утра под звуки авиационного марша, а уже через три минуты М.И.Волков, выполнявший обязанности радиста, установил связь с землей. Полет проводился в Долгопрудном, стартовая команда состояла из студентов Дирижаблестроительного института и насчитывала 208 человек.
После того как был пройден тонкий слой облаков на высоте двух километров, командир корабля А.А. Фомин выпустил из баллона немного газа, и стратостат уравновесился на высоте 2200 м. Здесь командир решил выбросить мешки с песком, погруженные в гондолу как дополнительный балласт, который стеснял аэронавтов. При закрытых люках они были бесполезны в качестве маневрового балласта, а при спуске создавали определенные неудобства. В 08:37, когда было выброшено пять мешков балласта, третий член экипажа А.Ф.Крикун открыл бортжурнал и сделал первую запись о ходе полета. Одновременно Волков передал радиограмму: «...Говорит "Комсомол". Высота 3200 метров. Матчасть в порядке. Уравновесились для просушивания оболочки, выполняем работы по наблюдению за космическими лучами».
В 8:52 на высоте 3600 м, выбросив еще один мешок песка, Волков и Крикун закрыли люки. В это время температура в верхней части гондолы была +5°, в нижней части +1°, а температура наружного воздуха -7°С. Стратостат поднимался со скоростью 2-3 м/с. На высоте 4500 м по характерному шуму они обнаружили утечку воздуха из гондолы. Давление стало падать, и даже полная подача кислорода не могла его скомпенсировать. После того как выключили все создающие шум приборы, выяснилось, что воздух пропускает неплотно закрытый люк. Волков подтянул замок люка, и утечка прекратилась. Вновь включив подачу кислорода, Фомин повысил давление в гондоле до 490 мм рт. ст., что соответствовало высоте 3500 м.
В 9:15 Крикун на короткое время прервал наблюдение над космическими лучами и устранил небольшую неисправность штурвала, его вращением под гондолой передвигалась свинцовая плита установки для исследования космических лучей. При подходе стратостата к высоте 10000 м в гондоле заметно увеличилась влажность, и стекла иллюминаторов покрылись изнутри тонким слоем льда. Чтобы вести наблюдения за наружным термометром и материальной частью, лед приходилось соскабливать. Воздух в гондоле все более увлажнялся, по стенкам стекали капли воды, измерение влажности показывало 100%. В 9:42 в первый раз был пущен мотор регенерационной установки.
В 9:50 на высоте 15 800 м Волков, первым в стратосфере, приступил к проведению оптических наблюдений и съемок спектрографом через шахту в зените. В 10 часов стратостат достиг первой действительной зоны равновесия на высоте 16 000 метров. Опорожнив с помощью балластосбрасывателя один мешок балласта (дроби) с балластного кольца, командир Фомин заставил стратостат плавно выйти напрямую и дрейфовать на этой высоте под влиянием разогрева. Уравновешенный стратостат совершал спокойный дрейф на высоте 16 000 метров, волнообразно перемещаясь в слое 100-200 метров без расхода балласта. В гондоле в это время продолжались научные наблюдения, поддерживалась связь с землей и записывались показания приборов.
Несмотря на некоторые трудности с отдачей балласта (на старте случайно загнули одну из шпилек, и она не сразу вышла из гнезда балластного кольца), Крикун, принявший управление стратостатом, начал подъем на потолок. Он сбросил 240 кг балласта, предназначенного для набора высоты, и, когда стратостат приблизился к уровню 16 810 м, сбросил еще один мешок, чтобы уравновеситься на этой высоте.
В 11:58, когда командир стратостата принял решение снижаться, Волков взял первую пробу воздуха. После 2 часов 33 минут пребывания на высоте свыше 16000 м Фомин ровно в полдень заставил СП-2 пойти на снижение. Нижняя полусфера баллона постепенно вдавливалась вверх, на ее поверхности образовывались складки. Для их расправления была необходима большая скорость снижения. Но стратостат подходил к высоте 11000 м с прежней скоростью 1-1,5 м/с. Только при переходе через границу стратосферы скорость спуска СП-2 стала постепенно нарастать и достигла 4-5 м/с. Нижняя полусфера баллона стала раздаваться, расправляя складки материи. Начало сказываться действие парашюта, и скорость стала медленно затухать. Новая конструкция полностью себя оправдала: оболочка стратостата парашютировала.
На высоте 9 000 м из-за разряда статического электричества воспламенилась оболочка. Фомин привел в действие приспособление, отделявшее гондолу от оболочки, однако ожидаемого удара от автоматического раскрытия парашюта не последовало, и Фомин сам выдернул кольцо для открытия парашюта из гондолы. Последовал несильный толчок, но гондола продолжала проваливаться. Все это время Волков стоял у люка, готовясь открыть уравнительный клапан для впуска наружного воздуха в гондолу. На высоте 6 200 м Волков открыл люк, который легко отвалился. На высоте 4 000 м, когда можно было прыгать без кислородных приборов, по приказу командира Волков покинул гондолу. За ним последовал Крикун. Его парашют раскрылся не сразу, и ему дважды пришлось дергать кольцо.
Оставшись один, командир стратостата сделал восемь оборотов балластосбрасывателя, освободившись от последних мешков балласта. На высоте 2000 м Фомин покинул гондолу. Спускаясь еще в гондоле, он опередил своих товарищей, и первым оказался у лежащей на земле гондолы. Гондола с гондольным парашютом и остатками обгоревшей оболочки упала на ровную площадку заливного луга, в 1,5 - 2 км от торфоразработок «Кодонок» Луховицкого района Московской области. Вначале из гондолы с громким шипением выходил пар - испарялся жидкий кислород из СКПЖ-10. Через 2-3 минуты из люка повалил дым и показался огонь, быстро перебросившийся на остатки гондольного парашюта. Фомин с помощью присутствовавших людей мокрым снегом потушил возникший вследствие короткого замыкания в электросети пожар гондолы. Им удалось спасти все документы полета и протоколы научных наблюдений, но на извлеченных из гондолы бумагах оказались следы огня.
Общая продолжительность полета составила 6 часов 15 минут 46 секунд, дальность по прямой — 150 км, по линии полета — 175 км, средняя скорость — около 27 км/ч. В течение всего полета до воспламенения оболочки экипажем поддерживалась регулярная связь с землей: с борта стратостата была передана 21 радиограмма, принято на борт — около двадцати.
Комиссия по полету ВР-60, осмотрев место аварии, констатировала: «Причиной пожара послужил разряд статического электричества, воспламенивший смесь водорода с воздухом в складках оболочки. Вследствие чрезвычайно высокой температуры горения водорода, через мгновение после возникновения пожара от баллона остались небольшие части материи, и ничем не удерживаемая гондола перешла в свободное падение. Несмотря на то, что командир стратостата привел отцепной механизм в действие, строповое кольцо сброшено не было. Мгновенное сгорание оболочки аэростата привело к тому, что ее тормозящее действие прекратилось, и гондола не могла своей массой произвести отщепление. Автоматическое открытие гондольного парашюта могло произойти только в случае отделения от гондолы стропового кольца, связанного с замком парашюта специальным тросом, поэтому оно не произошло. После того как командир стратостата привел гондольный парашют в действие вручную, парашют открылся (экипаж ощутил в этот момент легкий толчок), но, расправляясь, порвался о тросы подвесной системы. Кроме того, парашютные стропы перепутались с подвесными стропами баллона, и разорванный парашют не мог выполнить свои функции. Все это многократно усложнило положение экипажа после пожара».
В целом результаты полета ВР-60 расценивались положительно, участники событий предполагали совершенствование данного типа стратостата для продолжения попыток достигнуть заветные 30 км высоты. Однако советское руководство более не собиралось тратить огромные средства на сомнительные и небезопасные эксперименты. Заметно поубавился интерес к дирижаблям и у военных, считавших, что воздухоплавание следует ограничить лишь использованием аэростатов заграждения для системы ПВО. В феврале 1940 года последовало постановление КО о прекращении дирижаблестроения. 7 июля 1940 года аэродромные земли, ангары, завод и даже дирижабли (все ранее относилось к Управлению воздухоплавания ГУГВФ) передали в НКАП на авиационный завод №207.