Igor Alekseevich Merkulov pertence a uma maravilhosa galáxia de entusiastas que, sob a liderança de S. P. A Rainha foi a pioneira dos foguetes. Os mais velhos lembram-se dele de suas apresentações nos concursos All-Union "Cosmos", onde ele falou sobre os sonhos de K. E. Tsiolkovsky e F. A. Zander, imbuído do romance dos voos interplanetários, fala sobre o trabalho da equipe GIRD. O próprio Igor Alekseevich deu uma contribuição significativa para a aviação, foguetes e tecnologia espacial: em particular, ele foi o projetista do primeiro foguete do mundo com um motor a jato de ar (também se tornou o primeiro foguete soviético de dois estágios) e o primeiro do mundo motores ramjet de aviação.
Merkulov caminhou propositalmente em direção ao seu objetivo por quase cinco anos. Depois de se formar na escola técnica, trabalhando na TsAGI como designer, ele fica sabendo que o Grupo de Estudos de Propulsão a Jato - GIRD - foi criado. Ele escreve uma carta para CS Osoaviakhim: “Estou interessado em pesca estelar. Por favor, seja admitido no GIRD. " Merkulov é aceito e se torna aluno de cursos especiais de engenharia e design. E logo Igor Alekseevich foi nomeado chefe da seção de literatura científica e técnica e, por instruções do chefe do GIRD, S. P. Koroleva - Merkulov organiza a publicação das coleções "Jet Propulsion".
Durante os anos de estudo em cursos especiais, Merkulov chega à ideia de que é mais interessante lidar com motores a jato de ar e conseguir um emprego na planta experimental do GIRD na brigada Pobedonostsev. Aqui ele participa dos primeiros estudos experimentais do mundo de modelos de motores ramjet. Pobedonostsev os colocou em um casco de projéteis de artilharia de sete centímetros que foram disparados de um canhão de campanha.
Quando esse trabalho começou a diminuir, Merkulov saiu. Confiante nas perspectivas de que os motores ramjet (ramjet) se abrissem para a aviação e os foguetes, Igor Alekseevich continua a trabalhar neles de forma voluntária.
Quando o GIRD é transferido de uma organização pública sob o Osoaviakhim para o Jet Research Institute, um Grupo de Foguetes é organizado sob o Comitê Científico Militar (para não perder o bem público do GIRD). Igor Merkulov, de 20 anos, é nomeado seu chefe. Após a criação do Comitê Estratosférico, esse grupo passará a ser conhecido como Seção de Jatos. Organizando seu trabalho, ele imediatamente estabelece correspondência com K. E. Tsiolkovsky, que durou cerca de um ano e meio até os últimos dias de vida do cientista. Doze cartas permanecerão como uma memória do fundador da cosmonáutica. Foi na terceira brigada da Seção de Foguetes, que também era liderada por Merkulov, que ele iniciou os estudos teóricos do motor a jato.
A história conhece muitos exemplos de quando novas teorias, quando testadas experimentalmente, se revelaram insustentáveis. Naqueles anos, todos temiam que isso pudesse acontecer com a teoria dos motores a jato. Já surgiram trabalhos científicos, nos quais foi comprovado que a seção máxima da câmara de combustão, portanto, do próprio motor, deveria aumentar quarenta ou mesmo noventa vezes em relação à seção de entrada do motor. O resultado não foi um motor compacto, mas quase um dirigível. Em uma palavra, um beco sem saída.
O mérito de Merkulov era que a opinião das autoridades não o incomodava. Ele chegou à convicção de que primeiro o problema deve ser resolvido em princípio. Ele já havia dominado o método de análise matemática antes, a mecânica e a matemática da universidade, onde estudava ao mesmo tempo, davam conhecimentos mais sérios.
O trabalho foi trabalhoso: três anos de pesquisas, cálculos incessantes. Não importa o quanto conte, o impulso é baixo. Aumente - aumente catastroficamente o tamanho do motor. Finalmente, as pesquisas teóricas foram coroadas de sucesso. Merkulov chega à conclusão de que se permitirmos a perda de uma parte insignificante da eficiência do ciclo termodinâmico, pode-se ganhar nas dimensões da seção transversal da câmara.
Como naquela época os motores a jato eram tratados como usinas de energia perigosas, o projetista decidiu que é mais fácil e seguro testá-los em um foguete. Ela voa sem uma pessoa, então o risco é menor. No início, era um projeto de um foguete de estágio único com um motor combinado, depois um foguete de dois estágios com diferentes tipos de motores - propelente sólido e jato de aríete. Acabou sendo mais fácil criar esse foguete. Após o incômodo, contornando as autoridades, e também graças ao apoio de cientistas, em especial o Professor V. P. Vetchinkin, Merkulov na fábrica Aviakhim consegue construir um foguete, e depois no aeródromo Osoaviakhim perto da estação Planernaya, pela primeira vez na história da construção de foguetes, em 19 de maio de 1939, para realizar testes. Ele se torna o dono de duas prioridades ao mesmo tempo - mundial e doméstica. Só depois disso Merkulov começou a criar um motor ramjet para aeronaves.
Em julho de 1939, uma reunião do Conselho Técnico foi realizada no Comissariado do Povo da Indústria da Aviação. Ele ouviu um relatório de Merkulov sobre os resultados de experimentos com motores ramjet em mísseis e planos para trabalhos adicionais em sua pesquisa, melhoria de design e uso na aviação. Igor Alekseevich apresentou a ideia de usar motores ramjet como motores adicionais montados sob as asas dos caças, aumentando assim sua velocidade máxima. Estes motores deveriam ser incluídos no trabalho quando era necessário alcançar o inimigo ou escalar uma grande altura.
A reunião contou com a presença dos principais especialistas da indústria de aviação e defesa. Muitos deles conheciam e aprovavam os experimentos de Merkulov. A direção técnica do Comissariado do Povo da Indústria da Aviação também os tratou positivamente. Mas também havia malfeitores. Igor Alekseevich lembrou que o trabalho ao qual decidiu dedicar sua vida teria sido completamente arruinado se não fosse pelo diretor da planta Aviakhim P. A. Voronin. Por sua própria conta e risco, ele tornou possível continuar esses desenvolvimentos.
Em pouco tempo, em agosto de 1939, os primeiros motores a jato de aeronaves foram desenvolvidos e fabricados para testes de bancada. Eles foram chamados de motores adicionais - DM-1. Merkulov entendeu que, como estava criando um motor que não tinha análogos na prática mundial, deveria ser testado exaustivamente. Mas onde testar o motor, do qual um poderoso jato de fogo sai voando? Como criar uma pressão de ar de alta velocidade, sem a qual o motor não pode funcionar?
O pensamento surgiu - para testar em um túnel de vento. Mas naquela época eles eram feitos de madeira, uma vez que não envolviam trabalhar neles com fogo aberto. Merkulov decidiu usar um injetor para testar o motor. Uma ideia semelhante em sua época foi proposta por Yu. A. Pobedonostsev. Consistia em usar um motor de foguete de propelente líquido para injetar ar em motores de jato de aríete. Mas Pobedonostsev o esfriou, já que não havia motores de foguete funcionando de forma confiável naquela época. E agora, vários anos depois, Merkulov lembrou-se novamente da ideia da injeção. Desta vez, ele propôs criar um fluxo de ar usando ar comprimido de um cilindro. Foi muito mais fácil e rápido fazer tal instalação. O motor era pequeno - um metro e meio de comprimento, com um diâmetro de duzentos e quarenta milímetros.
O mais difícil acabou sendo conseguir uma combustão estável e a combustão mais completa da gasolina. Eles lutaram por isso por mais de um mês. Mas o projeto de resfriamento da câmara de combustão foi um sucesso imediato. Merkulov aplicou um sistema de resfriamento usando o combustível fornecido ao motor. Embora houvesse uma analogia distante aqui com os motores de foguete de propelente líquido, na aviação foi uma inovação. E ele fez o projeto proposto de forma bastante engenhosa.
Os testes de DM-1 foram bem-sucedidos. Em setembro, ou seja, dois meses após a memorável reunião no Comissariado do Povo da Indústria da Aviação, na qual céticos previam a impossibilidade de criar um motor ramjet de longa duração, o DM-1 do estande em Glidernaya trabalhou meia hora sem burnouts (era nessa época que havia ar comprimido suficiente para injeção) …
Logo, foi criado o DM-2 (400 mm de diâmetro, 12 kg de peso), destinado à instalação em uma aeronave e para testes de vôo. Mas, primeiro, era necessário realizar testes de solo abrangentes.
Desta vez, foi impossível fazer sem um túnel de vento. Era necessário garantir a confiabilidade e a segurança do motor. E para isso foi necessário explodi-lo completamente, verificar o trabalho na corrente de ar. Mas não adiantava nem pensar em deixar os pesquisadores entrarem em algum laboratório aerodinâmico (e havia apenas três deles em Moscou). Então, mesmo os grandes escritórios de projetos de aviação não tinham seus próprios túneis de vento.
Decidimos construir um tubo assim em nossa fábrica. A gerência apoiou os engenheiros. Merkulov o projetou junto com seu amigo Alexander Maslov. Era um tubo de aço de tamanho bastante impressionante. Os diâmetros das seções de entrada e saída do difusor e do bocal eram de três metros, o diâmetro da parte útil era de um metro, com comprimento de dois metros e meio. O comprimento total do tubo era de 12,5 metros.
Um mês após o término dos testes do primeiro motor, o mais potente DM-2 no túnel de vento "resistiu" já por duas horas. Seu desempenho estável permitiu testes oficiais. Eles aconteceram no dia 22 de outubro. Só depois de um exame tão minucioso Merkulov decide que é possível instalar os motores no avião. O Diretor Voronin alocou um caça I-15bis para Merkulov para testar motores Ramjet.
Os testes de vôo começaram no início de dezembro. Na véspera do primeiro vôo, Voronin enviou o Vice-Engenheiro-Chefe Yu. N. Karpov deve consultar A. A. Mikulin - um dos líderes da construção de motores de aeronaves soviéticas. Mikulin disse: “Seu avião vai explodir e queimar. Você ficará feliz se o piloto descer em um pára-quedas não queimado. Depois disso, Voronin chamou o piloto de teste de fábrica P. E. Loginov e apresentou-lhe a opinião de um conhecido construtor de motores. Loginov tinha o direito de recusar e ninguém o teria condenado por isso. “Eu acredito nesses motores e estou pronto para voar”, disse ele.
O primeiro vôo não teve sucesso. Os motores não deram partida. O fluxo de ar em vôo foi três vezes mais forte do que o esperado e as chamas foram dissipadas. Além disso, foi um inverno rigoroso. Era muito difícil desligar a ignição em um fluxo de ar gelado. Merkulov melhora a ignição. Novos testes, melhorias.
O sucesso veio em 13 de dezembro de 1939. Daquele dia em diante, os motores funcionaram continuamente. E em 25 de janeiro de 1940, testes de vôo oficiais aconteceram. Uma sólida comissão reuniu-se: representantes do Comissariado do Povo para a Indústria da Aviação, chefiado pelo Vice-Comissário do Povo P. A. Voronin, toda a gestão da planta, em conjunto com o diretor P. V. Dementyev (futuro ministro da indústria de aviação da URSS), representantes do comitê do partido, comitê de fábrica.
Loginov, no caça I-15bis, fez vários círculos no campo de aviação. Repetidamente ligou e desligou os motores ramjet, aumentando e diminuindo seu empuxo. Os membros da comissão assistiram com um misto de curiosidade e apreensão enquanto os jatos de fogo apertados explodiam dos motores a jato enquanto o empuxo aumentava. No empuxo máximo, eles até excederam o comprimento da fuselagem. O avião, como se nada tivesse acontecido, fez curvas, e o piloto, aparentemente, o controlou com calma.
No ato da comissão, elaborado em confirmação deste significativo acontecimento, dizia-se: “com o trabalho da fábrica de Aviakhim, foi criado um motor de foguete a ar de aeronave, que opera de forma estável em uma aeronave e aumenta a velocidade de voo. A segurança operacional, a resistência ao fogo e a durabilidade do motor foram verificadas por testes de longo prazo."
Apenas dois anos e meio depois, os primeiros motores estrangeiros de fluxo direto foram testados na Alemanha pelo Professor E. Senger em um avião Dornier. Por isso, graças ao trabalho de Merkulov, nosso país ganhou prioridade no desenvolvimento de motores a jato.
Em 1940, Merkulov criou um motor ramjet DM-4 mais potente com um diâmetro de quinhentos milímetros. O caça I-153 "Chaika" com esses motores adicionais voou mais rápido em uma média de quarenta quilômetros por hora.
Os testes de voo bem-sucedidos de motores a jato atraíram a atenção dos desenvolvedores da aviação. Em três equipes de design L. P. Kurbaly - A. A. Borovkova, I. F. Florov e A. Ya. Shcherbakov começou a projetar aeronaves de pistão, que previam a instalação de um motor ramjet ao mesmo tempo. Eles foram concebidos não como suspensos, mas se encaixam na estrutura, fazendo parte integrante da asa ou fuselagem. Para essas aeronaves, Merkulov faz cálculos para motores ramjet.
Nessa época, Shcherbakov (chefe do departamento de projetos especiais da fábrica de Aviakhim), que realizou com sucesso trabalhos de reboque de planadores em alta altitude na estratosfera utilizando o chamado "trem aéreo", e também criou o primeiro do país cabines pressurizadas, sugeriu Merkulov para se unir e buscar obter a planta. Shcherbakov planejava lidar com caças de alta velocidade com cabines pressurizadas, Merkulov - motores ramjet para eles.
Em março de 1941, a liderança do país aprovou a decisão de criar tal planta. Shcherbakov foi nomeado designer-chefe, Merkulov - seu vice. Mas a fábrica nunca foi aberta - a guerra estourou. Merkulov recebe a tarefa de criar motores ramjet para o A. S. Yakovleva - Yak-7. Ele é nomeado chefe de um pequeno SKB.
Tive que trabalhar em condições difíceis. Evacuação. Novosibirsk, depois Tashkent. Há desordem em toda parte. Na primavera de 1942, quando os alemães foram rechaçados, ele voltou a Moscou. Não havia base de produção. A indústria mudou para atender às necessidades da frente. Os testes e o ajuste fino do novo motor ramjet DM-4s com um diâmetro de quinhentos milímetros avançaram lentamente.
Finalmente, o Yak-7 foi equipado com motores adicionais. Merkulov pretendia realizar pesquisas em grande escala. Em um dos voos com motores ramjet, foi obtido um aumento de velocidade - mais de cinquenta quilômetros por hora. A gerência da estação de teste de vôo decidiu ajustar o indicador de velocidade do avião para medições mais precisas. Mas ao voar em uma base de medição (sem motores ramjet), um mau funcionamento ocorre no caça, e o piloto de teste S. N. Anokhin foi forçado a colocá-lo “de barriga para baixo” em um campo arado de batata. Como resultado, o carro foi destruído e o trabalho árduo da equipe do motor foi destruído.
O novo lutador não foi alocado para Merkulov. Os testes, referentes a um pequeno aumento de velocidade, que eram dados por motores ramjet, uma diminuição de velocidade com o ramjet desligado, além do alto consumo de gasolina, o Comissariado do Povo da Indústria de Aviação decidiu parar.
No final de 1945, outra interessante proposta de I. A. Merkulova é o primeiro pós-combustor. Lavochkin estava criando a primeira aeronave de asa aberta do país, o La-160. Mas acabou sendo um tanto pesado para o motor turbojato YuMO-004 capturado, e com o motor forçado proposto por I. A. Merkulov, ele decolou com sucesso.
Merkulov teve uma vida tensa, repleta de acontecimentos dramáticos, quando nem todas as suas ideias foram aceitas e apoiadas. Assim, em meados dos anos cinquenta, sendo o chefe do departamento de motores a jato do CIAM, Merkulov teoricamente desenvolve um novo tipo de usina operando de acordo com um ciclo termodinâmico completamente incomum - com uma massa variável do fluido de trabalho e propriedades variáveis do gás. Mas essa ideia ainda não encontrou sua personificação.
No início dos anos 60, no Instituto de Motores da Academia de Ciências, Merkulov terminou o trabalho em outro tipo interessante de motores. Era um motor a jato de turbina a gás. Mas, como da última vez, não foi possível construí-lo.
No final de 1960, Merkulov recebeu um certificado de inventor de um motor iônico. Em seguida, ele participou da preparação e teste de um motor semelhante no satélite Meteor-18.
Desde meados dos anos setenta, assim que o instituto VNIIPItransprogress foi organizado para desenvolver modos de transporte não tradicionais, Merkulov é um designer líder lá. Ele está envolvido na criação de uma série de projetos para sistemas de transporte terrestre de ultra-alta velocidade. Faz melhorias significativas em seus motores turbojato.
Até os últimos dias de sua vida I. A. Merkulov estava cheio de ideias criativas. Em sua cabeça, novos projetos nasciam constantemente, até aeronaves hipersônicas. Mas nem todas as ideias do designer foram realizadas.
