Igor Alekseevich Merkulov thuộc về một thiên hà tuyệt vời của những người đam mê, dưới sự lãnh đạo của S. P. Nữ hoàng là những người đi tiên phong trong việc chế tạo tên lửa. Những người lớn tuổi nhớ đến anh ấy từ những màn trình diễn của anh ấy tại cuộc thi All-Union "Cosmos", nơi anh ấy nói về ước mơ của K. E. Tsiolkovsky và F. A. Zander, thấm nhuần sự lãng mạn của các chuyến bay liên hành tinh, về công việc của nhóm GIRD. Bản thân Igor Alekseevich đã có đóng góp đáng kể cho công nghệ hàng không, tên lửa và vũ trụ: đặc biệt, ông là người thiết kế tên lửa đầu tiên trên thế giới có động cơ phản lực (nó cũng trở thành tên lửa hai tầng đầu tiên của Liên Xô) và là tên lửa đầu tiên trên thế giới động cơ ramjet hàng không.
Merkulov có mục đích đi về phía mục tiêu của mình trong gần 5 năm. Sau khi tốt nghiệp trường kỹ thuật, làm việc tại TsAGI với tư cách là một nhà thiết kế, anh biết rằng Nhóm Nghiên cứu Lực đẩy Phản lực - GIRD - đã được thành lập. Anh ấy viết một bức thư cho CS Osoaviakhim: “Tôi quan tâm đến việc đánh bắt sao. Hãy được nhận vào GIRD. " Merkulov được nhận, và anh trở thành sinh viên của các khóa học kỹ thuật và thiết kế đặc biệt. Và ngay sau đó Igor Alekseevich được bổ nhiệm làm trưởng bộ phận tài liệu khoa học và kỹ thuật và theo chỉ thị của người đứng đầu GIRD, một S. P. 25 tuổi. Koroleva - Merkulov tổ chức xuất bản bộ sưu tập "Sức đẩy phản lực".
Trong những năm học tập tại các khóa học đặc biệt, Merkulov nảy ra ý tưởng rằng thú vị nhất là làm việc với động cơ phản lực khí và nhận được một công việc tại nhà máy thử nghiệm của GIRD thuộc lữ đoàn Pobedonostsev. Tại đây, ông tham gia vào các nghiên cứu thử nghiệm đầu tiên trên thế giới về các mô hình động cơ ramjet. Pobedonostsev đặt chúng trong một vỏ đạn pháo ba inch được bắn ra từ một khẩu pháo dã chiến.
Khi công việc này bắt đầu đi xuống, Merkulov nghỉ việc. Tự tin vào triển vọng mà động cơ phản lực (ramjet) mở ra cho ngành hàng không và tên lửa, Igor Alekseevich tiếp tục nghiên cứu chúng trên cơ sở tự nguyện.
Khi GIRD được chuyển từ một tổ chức công trực thuộc Osoaviakhim sang Viện Nghiên cứu Máy bay phản lực, một Nhóm Tên lửa được tổ chức trực thuộc Ủy ban Khoa học Quân sự (để không làm mất tài sản công của GIRD). Igor Merkulov, 20 tuổi, được bổ nhiệm làm người đứng đầu. Sau khi thành lập Ủy ban tầng bình lưu, nhóm này sẽ được gọi là Bộ phận phản lực. Sắp xếp công việc của cô, anh lập tức thiết lập thư từ với K. E. Tsiolkovsky, kéo dài khoảng một năm rưỡi cho đến những ngày cuối cùng của cuộc đời nhà khoa học. Mười hai lá thư sẽ vẫn như một kỷ niệm của người sáng lập ngành du hành vũ trụ. Tại lữ đoàn thứ ba của Bộ phận Tên lửa, cũng do Merkulov chỉ huy, ông bắt đầu nghiên cứu lý thuyết về động cơ phản lực.
Lịch sử biết nhiều ví dụ khi các lý thuyết mới, khi được kiểm tra bằng thực nghiệm, hóa ra lại không thể giải thích được. Trong những năm đó, mọi người đều lo sợ rằng điều này có thể xảy ra với lý thuyết về động cơ phản lực. Các công trình khoa học đã xuất hiện, trong đó người ta chứng minh rằng tiết diện tối đa của buồng đốt, do đó, của chính động cơ, phải tăng lên bốn mươi hoặc thậm chí chín mươi lần so với phần đầu vào của động cơ. Kết quả không phải là một động cơ nhỏ gọn, mà gần như một khí cầu. Trong một từ, một ngõ cụt.
Công lao của Merkulov là ý kiến của các nhà chức trách đã không làm ông bận tâm. Ông tin chắc rằng trước tiên vấn đề phải được giải quyết về nguyên tắc. Trước đây anh đã nắm vững phương pháp phân tích toán học, cơ học và toán học của trường đại học, nơi anh học đồng thời, đưa ra những kiến thức nghiêm túc hơn.
Công việc rất vất vả: ba năm tìm kiếm, tính toán không ngừng. Không có vấn đề như thế nào nó được tính, lực đẩy thấp. Tăng nó - tăng kích thước của động cơ một cách thảm hại. Cuối cùng, các tìm kiếm lý thuyết đã thành công. Merkulov đi đến kết luận rằng nếu chúng ta cho phép mất một phần không đáng kể hiệu suất của chu trình nhiệt động lực học, thì người ta có thể thu được trên các kích thước của tiết diện của buồng.
Vì trong những năm đó, động cơ phản lực được coi là nhà máy điện nguy hiểm, nhà thiết kế quyết định rằng việc thử nghiệm nó trên tên lửa sẽ dễ dàng và an toàn hơn. Cô ấy bay mà không có một người, vì vậy rủi ro ít hơn. Lúc đầu, nó là một dự án tên lửa một tầng với một động cơ kết hợp, sau đó là một tên lửa hai tầng với các loại động cơ khác nhau - động cơ đẩy rắn và máy bay phản lực. Hóa ra việc tạo ra một tên lửa như vậy dễ dàng hơn. Sau những rắc rối, dạo quanh các cơ quan chức năng, và cũng phải nhờ đến sự hỗ trợ của các nhà khoa học, cụ thể là Giáo sư V. P. Vetchinkin, Merkulov tại nhà máy Aviakhim quản lý để chế tạo một tên lửa như vậy, và sau đó tại sân bay Osoaviakhim gần nhà ga Planernaya, lần đầu tiên trong lịch sử chế tạo tên lửa, vào ngày 19 tháng 5 năm 1939, để tiến hành thử nghiệm. Anh ta trở thành chủ sở hữu của hai ưu tiên cùng một lúc - thế giới và trong nước. Chỉ sau đó Merkulov mới bắt đầu tạo ra động cơ phản lực cho máy bay.
Vào tháng 7 năm 1939, một cuộc họp của Hội đồng Kỹ thuật đã được tổ chức tại Ủy ban Nhân dân của Ngành Hàng không. Nó đã nghe một báo cáo của Merkulov về kết quả của các thí nghiệm với động cơ phản lực trên tên lửa và các kế hoạch tiếp tục nghiên cứu, cải tiến thiết kế và sử dụng chúng trong ngành hàng không. Igor Alekseevich đưa ra ý tưởng sử dụng động cơ phản lực làm động cơ bổ sung gắn dưới cánh máy bay chiến đấu, nhờ đó tăng tốc độ tối đa của chúng. Những động cơ này sẽ phải được đưa vào công việc khi cần bắt kịp kẻ thù hoặc leo lên một độ cao lớn.
Cuộc họp có sự tham gia của các chuyên gia đầu ngành của ngành hàng không và quốc phòng. Nhiều người trong số họ đã biết và chấp thuận các thí nghiệm của Merkulov. Công tác quản lý kỹ thuật của Ban cán sự ngành Hàng không cũng đối xử tích cực với họ. Nhưng cũng có những kẻ xấu số. Igor Alekseevich nhớ lại rằng công trình mà anh quyết định cống hiến cả đời sẽ hoàn toàn bị hủy hoại nếu nó không có sự phục vụ của giám đốc nhà máy Aviakhim P. A. Voronin. Với sự nguy hiểm và rủi ro của riêng mình, anh ấy đã có thể tiếp tục những bước phát triển này.
Trong một thời gian ngắn, vào tháng 8 năm 1939, động cơ phản lực máy bay đầu tiên đã được phát triển và sản xuất để thử nghiệm trên băng ghế dự bị. Chúng được gọi là động cơ bổ sung - DM-1. Merkulov hiểu rằng vì ông đang tạo ra một động cơ không có chất tương tự trong thực tế thế giới, nên nó cần được kiểm tra kỹ lưỡng. Nhưng kiểm tra động cơ ở đâu, từ đó một chiếc máy bay phản lực bốc lửa mạnh mẽ bay ra ngoài? Làm thế nào để tạo ra một áp suất không khí ở tốc độ cao, nếu thiếu nó thì động cơ không thể hoạt động?
Ý nghĩ tự đề xuất - thử nghiệm trong một đường hầm gió. Nhưng tại thời điểm đó, chúng được làm bằng gỗ, vì chúng không liên quan đến việc đốt cháy chúng. Merkulov quyết định sử dụng kim phun để kiểm tra động cơ. Một ý tưởng tương tự vào thời của ông đã được đề xuất bởi Yu. A. Pobedonostsev. Nó bao gồm việc sử dụng động cơ tên lửa đẩy chất lỏng để bơm không khí vào động cơ máy bay phản lực. Nhưng Pobedonostsev đã hạ nhiệt nó, vì lúc đó không có động cơ tên lửa nào hoạt động đáng tin cậy. Và bây giờ, vài năm sau, Merkulov lại nhớ đến ý tưởng tiêm thuốc. Lần này, ông đề xuất tạo ra một luồng khí sử dụng khí nén từ một xi lanh. Việc cài đặt như vậy dễ dàng và nhanh chóng hơn nhiều. Động cơ nhỏ - dài một mét rưỡi, đường kính hai trăm bốn mươi milimét.
Điều khó khăn nhất hóa ra là để đạt được quá trình đốt cháy ổn định và quá trình đốt cháy xăng hoàn toàn nhất. Họ đã chiến đấu vì điều này trong hơn một tháng. Nhưng thiết kế làm mát buồng đốt đã thành công ngay lập tức. Merkulov áp dụng hệ thống làm mát sử dụng nhiên liệu cung cấp cho động cơ. Mặc dù có một sự tương đồng xa ở đây với động cơ tên lửa đẩy chất lỏng, nhưng trong ngành hàng không, đó là một sự đổi mới. Và anh ấy đã đưa ra thiết kế được đề xuất một cách khá tài tình.
Thử nghiệm DM-1 đã thành công. Vào tháng 9, tức là hai tháng sau cuộc họp đáng nhớ trong Ủy ban Nhân dân ngành Hàng không, tại đó những người hoài nghi dự đoán về khả năng tạo ra một động cơ phản lực lâu dài, DM-1 tại khán đài ở Glidernaya đã làm việc trong nửa giờ. không bị cháy (đó là lúc này đã có đủ khí nén để phun) …
Không lâu sau, DM-2 (đường kính 400 mm, trọng lượng 12 kg) được tạo ra, nhằm mục đích lắp đặt trên máy bay và bay thử nghiệm. Nhưng trước tiên, cần phải tiến hành các cuộc thử nghiệm mặt đất toàn diện.
Lần này không thể làm gì nếu không có đường hầm gió. Nó được yêu cầu để đảm bảo độ tin cậy và an toàn của động cơ. Và đối với điều này, nó là cần thiết để thổi hoàn toàn nó, kiểm tra công việc trong luồng không khí. Nhưng thậm chí chẳng ích gì khi nghĩ đến việc cho các nhà nghiên cứu vào một phòng thí nghiệm khí động học nào đó (và chỉ có ba người trong số họ ở Moscow). Sau đó, ngay cả các phòng thiết kế hàng không lớn cũng không có đường hầm gió cho riêng mình.
Chúng tôi quyết định xây dựng một đường ống như vậy tại nhà máy của chúng tôi. Ban quản lý đã hỗ trợ các kỹ sư. Merkulov cùng với người bạn Alexander Maslov thiết kế nó. Đó là một ống thép có kích thước khá ấn tượng. Đường kính của phần đầu vào và đầu ra của bộ khuếch tán và vòi phun là ba mét, đường kính của phần làm việc là một mét, với chiều dài hai mét rưỡi. Tổng chiều dài của đường ống là 12,5 mét.
Một tháng sau khi kết thúc các thử nghiệm của động cơ đầu tiên, chiếc DM-2 mạnh hơn trong đường hầm gió đã "cầm cự" được hai giờ đồng hồ rồi. Hiệu suất ổn định của nó được phép thử nghiệm chính thức. Họ diễn ra vào ngày 22 tháng 10. Chỉ sau khi kiểm tra kỹ lưỡng như vậy, Merkulov mới quyết định rằng có thể lắp động cơ trên máy bay. Giám đốc Voronin đã phân bổ một máy bay chiến đấu I-15bis cho Merkulov để thử nghiệm động cơ phản lực.
Các chuyến bay thử nghiệm đã bắt đầu vào đầu tháng 12. Vào đêm trước của chuyến bay đầu tiên, Voronin đã cử Phó kỹ sư trưởng Yu. N. Karpov hỏi ý kiến A. A. Mikulin - một trong những người đứng đầu chế tạo động cơ máy bay của Liên Xô. Mikulin nói: “Máy bay của bạn sẽ phát nổ và bốc cháy. Bạn sẽ rất vui nếu phi công hạ xuống một chiếc dù không bị cháy”. Sau đó Voronin đã gọi cho phi công thử nghiệm của nhà máy là P. E. Loginov và làm quen với anh ta với ý kiến của một nhà chế tạo động cơ nổi tiếng. Loginov có quyền từ chối, và không ai có thể lên án anh ta vì điều này. “Tôi tin tưởng vào những động cơ này và sẵn sàng bay,” anh nói.
Chuyến bay đầu tiên không thành công. Động cơ không nổ máy. Luồng không khí bay mạnh gấp ba lần dự kiến, và ngọn lửa bị thổi bay. Bên cạnh đó, đó là một mùa đông khốc liệt. Rất khó bắt lửa trong luồng không khí lạnh giá. Merkulov cải thiện khả năng đánh lửa. Các thử nghiệm mới, cải tiến.
Thành công đến vào ngày 13 tháng 12 năm 1939. Kể từ ngày đó, các động cơ hoạt động ổn định. Và vào ngày 25 tháng 1 năm 1940, các chuyến bay thử nghiệm chính thức đã diễn ra. Tập hợp một ủy ban vững chắc: đại diện Ban Cán sự Đảng ngành Hàng không, đứng đầu là Phó Chính ủy P. A. Voronin, toàn bộ quản lý của nhà máy, cùng với giám đốc P. V. Dementyev (Bộ trưởng tương lai của ngành hàng không Liên Xô), đại diện đảng ủy, ủy ban nhà máy.
Loginov trên máy bay chiến đấu I-15bis đã thực hiện nhiều vòng trên sân bay. Liên tục khởi động và tắt động cơ máy bay phản lực, tăng và giảm lực đẩy của chúng. Các thành viên của ủy ban đã theo dõi với cảm giác tò mò và lo lắng lẫn lộn khi các máy bay phản lực bốc lửa chặt chẽ nổ ra từ động cơ phản lực khi lực đẩy tăng lên. Ở lực đẩy tối đa, chúng thậm chí còn vượt quá chiều dài của thân máy bay. Chiếc máy bay, như thể không có chuyện gì xảy ra, quay đầu, và phi công, dường như, đã bình tĩnh điều khiển nó.
Trong hành động của ủy ban, được đưa ra để xác nhận sự kiện quan trọng này, người ta nói: “Nhờ công trình của nhà máy Aviakhim, một động cơ tên lửa phòng không dành cho máy bay đã được tạo ra, hoạt động ổn định trên máy bay và tăng tốc độ bay. Độ an toàn khi vận hành, khả năng chống cháy nổ và độ bền của động cơ đã được kiểm chứng bằng các cuộc thử nghiệm lâu dài."
Chỉ hai năm rưỡi sau, những động cơ dòng chảy trực tiếp nước ngoài đầu tiên đã được thử nghiệm tại Đức bởi Giáo sư E. Senger trên một chiếc máy bay Dornier. Vì vậy, nhờ công của Merkulov, đất nước chúng tôi đã giành được ưu tiên trong việc phát triển động cơ phản lực.
Năm 1940, Merkulov tạo ra động cơ phản lực mạnh hơn DM-4 với đường kính năm trăm mm. Máy bay chiến đấu I-153 "Chaika" với các động cơ bổ sung này bay nhanh hơn trung bình bốn mươi km một giờ.
Các chuyến bay thử nghiệm thành công động cơ phản lực đã thu hút sự chú ý của các nhà phát triển hàng không. Trong ba nhóm thiết kế L. P. Kurbaly - A. A. Borovkova, I. F. Florov và A. Ya. Shcherbakov bắt đầu thiết kế máy bay piston, nó cung cấp cho việc lắp đặt động cơ phản lực cùng lúc. Chúng được hình thành không phải dạng lơ lửng, mà phù hợp với cấu trúc, tạo nên một phần không thể thiếu của cánh hoặc thân máy bay. Đối với những chiếc máy bay này, Merkulov thực hiện các tính toán cho động cơ ramjet.
Vào thời điểm này, Shcherbakov (trưởng bộ phận thiết kế đặc biệt của nhà máy Aviakhim), người đã thực hiện thành công công việc kéo tàu lượn ở độ cao trong tầng bình lưu bằng cách sử dụng cái gọi là "tàu không khí", và cũng là người đầu tiên tạo ra các cabin điều áp, đề nghị Merkulov đoàn kết và tìm cách lấy được nhà máy. Shcherbakov đã lên kế hoạch đối phó với các máy bay chiến đấu tốc độ cao có cabin điều áp, Merkulov - động cơ phản lực cho chúng.
Vào tháng 3 năm 1941, lãnh đạo đất nước đã thông qua quyết định tạo ra một nhà máy như vậy. Shcherbakov được bổ nhiệm làm thiết kế trưởng, Merkulov - phó của anh ta. Nhưng nhà máy không bao giờ được mở cửa - chiến tranh nổ ra. Merkulov nhận nhiệm vụ chế tạo động cơ ramjet cho A. S. Yakovleva - Yak-7. Anh được bổ nhiệm làm trưởng một SKB nhỏ.
Tôi đã phải làm việc trong những điều kiện khó khăn. Sơ tán. Novosibirsk, sau đó là Tashkent. Có sự mất trật tự ở khắp mọi nơi. Vào mùa xuân năm 1942, khi bị quân Đức đánh lui, ông quay trở lại Moscow. Không có cơ sở sản xuất. Công nghiệp chuyển sang đáp ứng nhu cầu của mặt trận. Các cuộc thử nghiệm và tinh chỉnh động cơ phản lực DM-4s mới có đường kính năm trăm mm tiến triển từ từ.
Cuối cùng, Yak-7 được trang bị thêm động cơ. Merkulov dự định tiến hành nghiên cứu quy mô lớn. Trong một trong những chuyến bay với động cơ phản lực, tốc độ đã tăng lên - hơn năm mươi km một giờ. Ban quản lý trạm bay thử đã quyết định điều chỉnh chỉ số tốc độ của máy bay để có các phép đo chính xác hơn. Nhưng khi bay trên cơ sở đo lường (không có động cơ phản lực), máy bay chiến đấu xảy ra trục trặc, và phi công thử nghiệm S. N. Anokhin buộc phải đặt anh ta “nằm sấp” trên một cánh đồng khoai tây đã được cày xới. Kết quả là chiếc xe bị bẹp dúm, và công sức nặng nhọc của đội thợ bị phá hủy.
Máy bay chiến đấu mới không được phân bổ cho Merkulov. Các cuộc thử nghiệm, đề cập đến sự gia tăng tốc độ nhỏ do động cơ phản lực tạo ra, giảm tốc độ khi máy bay phản lực tắt, cũng như tiêu thụ nhiều xăng, Ủy ban Nhân dân ngành Hàng không đã quyết định dừng lại.
Vào cuối năm 1945, một đề xuất thú vị khác của I. A. Merkulova là người đốt sau đầu tiên. Lavochkin sau đó đã tạo ra chiếc máy bay cánh xuôi đầu tiên của đất nước, chiếc La-160. Nhưng hóa ra nó hơi nặng đối với động cơ tuốc bin phản lực YuMO-004 bị bắt, và với động cơ cưỡng bức do I. A. Merkulov, anh ấy đã cất cánh thành công.
Merkulov có một cuộc sống căng thẳng với đầy những biến cố gay cấn, khi không phải ý tưởng nào của ông cũng được mọi người đồng tình và ủng hộ. Vì vậy, vào giữa những năm 50, với tư cách là người đứng đầu bộ phận động cơ phản lực CIAM, Merkulov về mặt lý thuyết đã phát triển một loại nhà máy điện mới hoạt động theo một chu trình nhiệt động lực học hoàn toàn khác thường - với khối lượng thay đổi của chất lỏng làm việc và các đặc tính biến đổi của khí.. Nhưng ý tưởng này vẫn chưa tìm thấy hiện thân của nó.
Vào đầu những năm 60, tại Viện Động cơ của Viện Hàn lâm Khoa học, Merkulov đã hoàn thành công việc về một loại động cơ thú vị khác. Đó là một động cơ phản lực tuabin khí. Nhưng, giống như lần trước, nó không thể xây dựng nó.
Cuối năm 1960, Merkulov nhận được chứng chỉ nhà phát minh cho động cơ ion. Sau đó, ông tham gia vào quá trình chuẩn bị và thử nghiệm một động cơ tương tự trên vệ tinh Meteor-18.
Từ giữa những năm bảy mươi, ngay khi viện VNIIPItransprogress được tổ chức để phát triển các phương thức vận tải phi truyền thống, Merkulov đã là một nhà thiết kế hàng đầu ở đó. Ông tham gia vào việc tạo ra một số dự án cho hệ thống giao thông mặt đất tốc độ cực cao. Tạo ra những cải tiến đáng kể cho động cơ tuốc bin phản lực của họ.
Cho đến những ngày cuối cùng của cuộc đời, I. A. Merkulov đầy những ý tưởng sáng tạo. Trong đầu ông, các dự án mới liên tục ra đời, cho đến máy bay siêu thanh. Nhưng không phải tất cả ý tưởng của nhà thiết kế đều được hiện thực hóa.
