Igor Alekseevich Merkulov należy do wspaniałej galaktyki entuzjastów, którzy pod przewodnictwem S. P. Królowa była pionierami rakiety. Starsi ludzie pamiętają go z występów na ogólnounijnych konkursach „Kosmos”, gdzie opowiadał o marzeniach K. E. Ciołkowski i F. A. Zander, przesiąknięty romantyzmem lotów międzyplanetarnych, o pracy zespołu GIRD. Sam Igor Aleksiejewicz wniósł znaczący wkład w lotnictwo oraz technologię rakietową i kosmiczną: w szczególności był projektantem pierwszej na świecie rakiety z silnikiem odrzutowym (stała się również pierwszą radziecką rakietą dwustopniową) i pierwszą na świecie lotnicze silniki strumieniowe.
Merkułow celowo szedł do celu przez prawie pięć lat. Po ukończeniu technikum, pracując w TsAGI jako konstruktor, dowiaduje się, że powstała Grupa Badań Napędów Odrzutowych – GIRD. Pisze list do CS Osoaviakhim: „Interesuje mnie łowienie rozgwiazd. Proszę o przyjęcie do GIRD. Merkulov zostaje przyjęty i zostaje studentem specjalnych kursów inżynierskich i projektowych. Wkrótce Igor Aleksiejewicz został mianowany szefem sekcji literatury naukowej i technicznej, a na polecenie szefa GIRD dwudziestopięcioletni S. P. Koroleva - Merkulov organizuje publikację zbiorów "Jet Propulsion".
Podczas lat studiów na specjalnych kursach Mierkułow doszedł do wniosku, że najciekawsze jest zajmowanie się silnikami odrzutowymi i znalezienie pracy w eksperymentalnym zakładzie GIRD w brygadzie Pobiedonoscewa. Tutaj uczestniczy w pierwszych na świecie badaniach eksperymentalnych modeli silników strumieniowych. Pobiedonoscew umieścił je w kadłubie trzycalowych pocisków artyleryjskich wystrzelonych z armaty polowej.
Kiedy ta praca zaczęła się ograniczać, Merkulov zrezygnował. Ufny w perspektywy, jakie otwierają się silniki strumieniowe (ramjet) dla lotnictwa i rakiet, Igor Alekseevich nadal pracuje nad nimi na zasadzie wolontariatu.
Kiedy GIRD zostaje przeniesiony z organizacji publicznej należącej do Osoaviakhim do Instytutu Badań Odrzutowych, w ramach Wojskowego Komitetu Naukowego zostaje zorganizowana Grupa Rakietowa (aby nie stracić publicznego majątku GIRD). Jej szefem zostaje dwudziestoletni Igor Mierkułow. Po utworzeniu Komitetu Stratosferycznego grupa ta będzie znana jako Sekcja Odrzutowa. Organizując jej pracę, od razu nawiązuje korespondencję z K. E. Tsiołkowski, który trwał około półtora roku do ostatnich dni życia naukowca. Dwanaście listów pozostanie jako wspomnienie założyciela kosmonautyki. Właśnie w trzeciej brygadzie Sekcji Rakietowej, kierowanej również przez Mierkułowa, rozpoczął teoretyczne studia nad silnikiem strumieniowym.
Historia zna wiele przykładów, kiedy nowe teorie, testowane eksperymentalnie, okazywały się nie do utrzymania. W tamtych latach wszyscy obawiali się, że może się to zdarzyć w przypadku teorii silników strumieniowych. Pojawiły się już prace naukowe, w których udowodniono, że maksymalny przekrój komory spalania, a więc samego silnika, powinien wzrosnąć czterdziesto lub nawet dziewięćdziesiąt razy w porównaniu z sekcją wlotową silnika. Rezultatem nie był kompaktowy silnik, ale prawie sterowiec. Jednym słowem ślepy zaułek.
Zasługą Merkulova było to, że opinia władz mu nie przeszkadzała. Doszedł do przekonania, że najpierw problem trzeba rozwiązać w zasadzie. Opanował już wcześniej metodę analizy matematycznej, mechanika i matematyka uniwersytetu, na którym studiował w tym samym czasie, dały poważniejszą wiedzę.
Praca była żmudna: trzy lata poszukiwań, nieustanne obliczenia. Bez względu na to, jak to się liczy, ciąg jest niski. Zwiększ to - katastrofalnie zwiększ rozmiar silnika. Ostatecznie poszukiwania teoretyczne zakończyły się sukcesem. Merkułow dochodzi do wniosku, że jeżeli dopuścimy do utraty niewielkiej części sprawności obiegu termodynamicznego, to można zyskać na wymiarach przekroju komory.
Ponieważ w tamtych latach silniki odrzutowe były traktowane jako niebezpieczne elektrownie, konstruktor uznał, że łatwiej i bezpieczniej jest przetestować je na rakiecie. Lata bez osoby, więc ryzyko jest mniejsze. Początkowo był to projekt rakiety jednostopniowej z silnikiem kombinowanym, potem rakiety dwustopniowej z różnymi typami silników – na paliwo stałe i strumieniem strumieniowym. Stworzenie takiej rakiety okazało się łatwiejsze. Po kłopotach, spacerowaniu po władzach, a także dzięki wsparciu naukowców, w szczególności prof. V. P. Taką rakietę udaje się zbudować Vetchinkin, Merkulov w fabryce Aviakhim, a następnie na lotnisku Osoaviakhim w pobliżu stacji Planernaya, po raz pierwszy w historii rakiety, 19 maja 1939 r., Aby przeprowadzić testy. Staje się właścicielem dwóch priorytetów jednocześnie - światowego i krajowego. Dopiero potem Merkulov zaczął tworzyć samolotowy silnik strumieniowy.
W lipcu 1939 r. w Komisariacie Ludowym Przemysłu Lotniczego odbyło się posiedzenie Rady Technicznej. Wysłuchała raportu Merkulova o wynikach eksperymentów z silnikami strumieniowymi na pociskach i planach dalszych prac nad ich badaniami, ulepszaniem konstrukcji i wykorzystaniem w lotnictwie. Igor Aleksiejewicz przedstawił pomysł wykorzystania silników strumieniowych jako dodatkowych silników montowanych pod skrzydłami myśliwców, zwiększając w ten sposób ich maksymalną prędkość. Te silniki musiałyby zostać włączone do pracy, gdy trzeba było dogonić wroga lub wspiąć się na dużą wysokość.
W spotkaniu wzięli udział czołowi eksperci z branży lotniczej i obronnej. Wielu z nich znało i aprobowało eksperymenty Merkulova. Kierownictwo techniczne Ludowego Komisariatu Przemysłu Lotniczego również potraktowało ich pozytywnie. Ale byli też nieżyczliwi. Igor Aleksiejewicz przypomniał, że praca, której postanowił poświęcić swoje życie, zostałaby całkowicie zrujnowana, gdyby nie dyrektor zakładu Aviakhim P. A. Woronin. Na własne ryzyko i ryzyko umożliwił kontynuację tego rozwoju.
W krótkim czasie, w sierpniu 1939 roku, opracowano i wyprodukowano pierwsze samolotowe silniki odrzutowe do testów stanowiskowych. Nazywano je dodatkowymi silnikami - DM-1. Merkulov rozumiał, że skoro tworzy silnik, który nie ma odpowiedników w światowej praktyce, powinien zostać dokładnie przetestowany. Ale gdzie przetestować silnik, z którego wylatuje potężny ognisty odrzutowiec? Jak wytworzyć ciśnienie powietrza o dużej prędkości, bez którego silnik nie może działać?
Myśl nasunęła się sama - przetestować w tunelu aerodynamicznym. Ale w tym czasie były wykonane z drewna, ponieważ nie wymagały pracy w nich przy otwartym ogniu. Merkulov postanowił użyć wtryskiwacza do przetestowania silnika. Podobny pomysł w swoim czasie zaproponował Yu. A. Pobiedonoscew. Polegał on na użyciu silnika rakietowego na paliwo ciekłe do wstrzykiwania powietrza do silników strumieniowych. Ale Pobedonostsev go ochłodził, ponieważ w tym czasie nie było niezawodnie działających silników rakietowych. A teraz, kilka lat później, Mierkułow ponownie przypomniał sobie ideę iniekcji. Tym razem zaproponował stworzenie przepływu powietrza za pomocą sprężonego powietrza z butli. Wykonanie takiej instalacji było znacznie łatwiejsze i szybsze. Silnik był mały - półtora metra długości, o średnicy dwustu czterdziestu milimetrów.
Najtrudniejsze okazało się osiągnięcie stabilnego spalania i jak najpełniejszego spalania benzyny. Walczyli o to przez ponad miesiąc. Ale projekt chłodzenia komory spalania od razu okazał się sukcesem. Merkulov zastosował układ chłodzenia wykorzystujący paliwo dostarczane do silnika. Chociaż istniała tu daleka analogia z silnikami rakietowymi na paliwo ciekłe, w lotnictwie była to innowacja. A zaproponowany projekt wykonał dość pomysłowo.
Testy DM-1 zakończyły się sukcesem. We wrześniu, czyli dwa miesiące po pamiętnym spotkaniu w Ludowym Komisariacie Przemysłu Lotniczego, na którym sceptycy przewidywali niemożność stworzenia długo działającego silnika strumieniowego, DM-1 na stoisku w Glidernej pracował przez pół godziny bez przepaleń (właśnie na ten czas było dość sprężonego powietrza do wtrysku)…
Wkrótce powstał DM-2 (średnica 400 mm, waga 12 kg), przeznaczony do instalacji w samolocie i do prób w locie. Ale najpierw konieczne było przeprowadzenie kompleksowych testów naziemnych.
Tym razem nie można było obejść się bez tunelu aerodynamicznego. Należało zadbać o niezawodność i bezpieczeństwo silnika. A do tego trzeba było go całkowicie wysadzić, sprawdzić pracę w strumieniu powietrza. Ale nie było sensu nawet myśleć o wpuszczeniu badaczy do jakiegoś laboratorium aerodynamicznego (a w Moskwie było ich tylko trzech). Wtedy nawet duże biura projektowe dla lotnictwa nie miały własnych tuneli aerodynamicznych.
Postanowiliśmy zbudować taką rurę w naszej fabryce. Kierownictwo wspierało inżynierów. Merkulov zaprojektował go wspólnie ze swoim przyjacielem Aleksandrem Masłowem. Była to stalowa rura dość imponujących rozmiarów. Średnice sekcji wlotowej i wylotowej dyfuzora i dyszy wynosiły trzy metry, średnica części roboczej wynosiła jeden metr, a długość dwóch i pół metra. Całkowita długość rury wynosiła 12,5 metra.
Miesiąc po zakończeniu testów pierwszego silnika mocniejszy DM-2 w tunelu aerodynamicznym „wytrzymał” już dwie godziny. Jego stabilna wydajność pozwoliła na oficjalne testy. Odbyły się 22 października. Dopiero po tak dokładnych badaniach Mierkułow stwierdza, że możliwe jest zainstalowanie silników w samolocie. Dyrektor Voronin przydzielił Merkulovowi myśliwiec I-15bis do testowania silników strumieniowych.
Testy w locie rozpoczęły się na początku grudnia. W przeddzień pierwszego lotu Voronin wysłał zastępcę głównego inżyniera Yu. N. Karpow, aby skonsultować się z A. A. Mikulin - jeden z liderów radzieckiej budowy silników lotniczych. Mikulin powiedział: „Twój samolot wybuchnie i spłonie. Będziesz szczęśliwy, jeśli pilot zejdzie na niespalonym spadochronie.” Po tym Voronin wezwał fabrycznego pilota testowego P. E. Loginov i zapoznał go z opinią znanego konstruktora silników. Loginov miał prawo odmówić i nikt by go za to nie potępił. „Wierzę w te silniki i jestem gotowy do lotu” – powiedział.
Pierwszy lot był nieudany. Silniki nie uruchomiły się. Przepływ powietrza w locie był trzykrotnie silniejszy niż oczekiwano, a płomienie zostały zdmuchnięte. Poza tym to była sroga zima. Bardzo trudno było odpracować zapłon w mroźnym strumieniu powietrza. Merkulov poprawia zapłon. Nowe testy, ulepszenia.
Sukces przyszedł 13 grudnia 1939 r. Od tego dnia silniki pracowały stabilnie. A 25 stycznia 1940 r. odbyły się oficjalne testy w locie. Zebrała się solidna komisja: przedstawiciele Ludowego Komisariatu Przemysłu Lotniczego na czele z Zastępcą Komisarza Ludowego P. A. Voronin, całe kierownictwo zakładu wraz z dyrektorem P. V. Dementyev (przyszły minister przemysłu lotniczego ZSRR), przedstawiciele komitetu partyjnego, komitetu fabrycznego.
Loginov na myśliwcu I-15bis wykonał kilka kółek nad lotniskiem. Wielokrotnie uruchamiał i wyłączał silniki strumieniowe, zwiększając i zmniejszając ich ciąg. Członkowie komisji z mieszanym poczuciem ciekawości i niepokoju obserwowali, jak ciasne, ogniste odrzutowce wystrzeliwały z silników odrzutowych wraz ze wzrostem ciągu. Przy maksymalnym ciągu przekraczały nawet długość kadłuba. Samolot, jakby nic się nie stało, skręcał, a pilot najwyraźniej spokojnie nim sterował.
W akcie komisji, sporządzonym na potwierdzenie tego ważnego wydarzenia, powiedziano: „pracą zakładu Aviakhim powstał samolotowy silnik rakietowy, który stabilnie pracuje na samolocie i zwiększa prędkość lotu. Bezpieczeństwo eksploatacji, ognioodporność i trwałość silnika zostały zweryfikowane długoletnimi testami.”
Dopiero dwa i pół roku później pierwsze zagraniczne silniki o przepływie bezpośrednim zostały przetestowane w Niemczech przez profesora E. Sengera na samolocie Dorniera. Tak więc dzięki pracy Merkulova nasz kraj zdobył priorytet w rozwoju silników strumieniowych.
W 1940 roku Merkulov stworzył mocniejszy silnik strumieniowy DM-4 o średnicy pięciuset milimetrów. Myśliwiec I-153 „Czajka” z dodatkowymi silnikami leciał szybciej średnio o czterdzieści kilometrów na godzinę.
Udane testy w locie silników odrzutowych przyciągnęły uwagę twórców lotnictwa. W trzech zespołach projektowych L. P. Kurbaly - AA Borowkowa, I. F. Florow i A. Ja. Szczerbakow zaczął projektować samoloty tłokowe, które przewidywały jednocześnie instalację silnika strumieniowego. Zostały pomyślane nie jako zawieszone, ale dopasowane do konstrukcji, stanowiące integralną część skrzydła lub kadłuba. Dla tych samolotów Merkulov wykonuje obliczenia dla silników strumieniowych.
W tym czasie Szczerbakow (kierownik wydziału projektów specjalnych zakładu Aviakhim), który z powodzeniem prowadził prace nad holowaniem szybowców na dużych wysokościach w stratosferze za pomocą tak zwanego „pociągu lotniczego”, a także stworzył pierwszy w kraju Kabiny ciśnieniowe zasugerował Merkulovowi zjednoczenie się i dążenie do pozyskania zakładu. Shcherbakov planował zająć się szybkimi myśliwcami z kabinami ciśnieniowymi, Merkulov - silnikami strumieniowymi dla nich.
W marcu 1941 r. kierownictwo kraju zatwierdziło decyzję o utworzeniu takiego zakładu. Shcherbakov został mianowany głównym projektantem, Merkulov - jego zastępcą. Ale zakład nigdy nie został otwarty - wybuchła wojna. Merkulov otrzymuje zadanie stworzenia silników strumieniowych dla A. S. Jakowlewa - Jak-7. Zostaje mianowany szefem małej SKB.
Musiałem pracować w trudnych warunkach. Ewakuacja. Nowosybirsk, potem Taszkent. Wszędzie panuje nieład. Wiosną 1942 r., kiedy Niemcy zostali odparci, wrócił do Moskwy. Nie było bazy produkcyjnej. Przemysł przestawił się na zaspokajanie potrzeb frontu. Testy i dostrajanie nowego silnika strumieniowego DM-4s o średnicy pięciuset milimetrów posuwały się powoli.
Ostatecznie Jak-7 został wyposażony w dodatkowe silniki. Merkulov zamierzał prowadzić badania na dużą skalę. W jednym z lotów z silnikami strumieniowymi uzyskano wzrost prędkości - ponad pięćdziesiąt kilometrów na godzinę. Kierownictwo stacji prób w locie zdecydowało się dostroić wskaźnik prędkości samolotu w celu uzyskania dokładniejszych pomiarów. Ale podczas lotu na bazie pomiarowej (bez silników strumieniowych) w myśliwcu występuje awaria, a pilot testowy S. N. Anokhin był zmuszony położyć go „na brzuchu” na zaoranym polu ziemniaczanym. W rezultacie samochód uległ rozbiciu, a ciężka praca załogi silnika została zniszczona.
Nowy myśliwiec nie został przydzielony do Merkułowa. Testy, odnoszące się do niewielkiego wzrostu prędkości, jaki dawały silniki strumieniowe, spadku prędkości przy wyłączonym strumieniu, a także wysokiego zużycia benzyny, Komisariat Ludowy Przemysłu Lotniczego postanowił przerwać.
Pod koniec 1945 roku kolejna ciekawa propozycja I. A. Merkulova to pierwszy dopalacz. Ławoczkin tworzył wówczas pierwszy w kraju samolot o skośnym skrzydle, Ła-160. Okazało się jednak, że jest nieco ciężki dla przechwyconego silnika turboodrzutowego YuMO-004, a także z silnikiem wymuszonym zaproponowanym przez I. A. Merkulov z powodzeniem wystartował.
Mierkułow miał napięte życie pełne dramatycznych wydarzeń, kiedy nie wszystkie jego idee były akceptowane i wspierane. Tak więc w połowie lat pięćdziesiątych, będąc szefem wydziału silników strumieniowych CIAM, Merkulov teoretycznie opracowuje nowy typ elektrowni pracującej według zupełnie nietypowego cyklu termodynamicznego - ze zmienną masą płynu roboczego i zmiennymi właściwościami gazu. Ale ten pomysł nie znalazł jeszcze swojego ucieleśnienia.
Na początku lat sześćdziesiątych w Instytucie Silników Akademii Nauk Mierkułow zakończył prace nad kolejnym ciekawym typem silników. Był to silnik odrzutowy z turbiną gazową. Ale, podobnie jak ostatnim razem, nie udało się go zbudować.
Pod koniec 1960 roku Merkulov otrzymał certyfikat wynalazcy silnika jonowego. Następnie brał udział w przygotowaniu i testowaniu podobnego silnika na satelicie Meteor-18.
Od połowy lat siedemdziesiątych, gdy tylko zorganizowano instytut VNIIPItransprogress w celu opracowania nietradycyjnych środków transportu, Merkulov jest tam wiodącym projektantem. Zaangażowany w tworzenie szeregu projektów dotyczących ultraszybkich systemów transportu naziemnego. Wprowadza znaczące ulepszenia w swoich silnikach turboodrzutowych.
Do ostatnich dni życia I. A. Merkulov był pełen kreatywnych pomysłów. W jego głowie ciągle rodziły się nowe projekty, aż po samoloty naddźwiękowe. Ale nie wszystkie pomysły projektanta zostały zrealizowane.
