Igor Aleksejevič Merkulov spada v čudovito plejado navdušencev, ki so pod vodstvom S. P. Kraljica je bila pionirka raketarstva. Starejši se ga spominjajo po nastopih na vseslovenskih tekmovanjih "Cosmos", kjer je govoril o sanjah K. E. Tsiolkovsky in F. A. Zander, prežet z romantiko medplanetarnih letov, o delu ekipe GIRD. Igor Aleksejevič je sam pomembno prispeval k letalstvu, raketni in vesoljski tehnologiji: zlasti je bil oblikovalec prve rakete na svetu z zračno-reaktivnim motorjem (postala je tudi prva sovjetska dvostopenjska raketa) in prva na svetu letalski motorji ramjet.
Merkulov je skoraj pet let namenoma hodil k svojemu cilju. Po končani tehnični šoli, ki dela v TsAGI kot oblikovalec, izve, da je bila ustanovljena Skupina za preučevanje reaktivnega pogona - GIRD. Napiše pismo CS Osoaviakhim: »Zanima me ribolov z zvezdami. Prosim, sprejmite se v GIRD. " Merkulov je sprejet in postane študent posebnih inženirskih in oblikovalskih tečajev. In kmalu je bil Igor Aleksejevič imenovan za vodjo oddelka znanstvene in tehnične literature in po navodilih vodje GIRD petindvajsetletnega S. P. Koroleva - Merkulov organizira objavo zbirk "Jet Propulsion".
V letih študija na posebnih tečajih Merkulov pride na misel, da je najbolj zanimivo ukvarjati se z zračno-reaktivnimi motorji in se zaposliti v poskusnem obratu GIRD v brigadi Pobedonostsev. Tu sodeluje v prvih svetovnih eksperimentalnih študijah modelov ramjetnih motorjev. Pobedonostsev jih je postavil v trup tri palčnih topniških granat, ki so jih izstrelili iz poljskega topa.
Ko se je to delo začelo krčiti, je Merkulov nehal. Igor Aleksejevič, prepričan v možnosti, da se motorji ramjet (ramjet) odprejo letalstvu in raketi, jih nadaljuje prostovoljno.
Ko se GIRD iz javne organizacije v okviru Osoaviakhima prenese na Inštitut za raziskave mlaznih vozil, se pri Vojaško -znanstvenem odboru organizira raketna skupina (da ne bi izgubili javnega premoženja GIRD). Za njegovega vodjo je imenovan dvajsetletni Igor Merkulov. Po ustanovitvi Stratosferskega odbora bo ta skupina postala znana kot Jet Section. Ko organizira njeno delo, takoj vzpostavi korespondenco s K. E. Tsiolkovskega, ki je trajal približno leto in pol do zadnjih dni znanstvenikovega življenja. Dvanajst črk bo ostalo kot spomin na ustanovitelja kozmonavtike. Prav v tretji brigadi raketnega odseka, ki jo je vodil tudi Merkulov, je začel teoretične študije motorja ramjet.
Zgodovina pozna veliko primerov, ko so se nove teorije, ki so bile preizkušene eksperimentalno, izkazale za nevzdržne. V teh letih so se vsi bali, da bi se to lahko zgodilo s teorijo motorjev s krožnim curkom. Pojavila so se že znanstvena dela, v katerih je bilo dokazano, da se mora torej največji odsek zgorevalne komore, torej samega motorja, povečati štirideset ali celo devetdesetkrat v primerjavi z vstopnim odsekom motorja. Rezultat ni bil kompakten motor, ampak skoraj zračna ladja. Z eno besedo, slepa ulica.
Merkulov je zaslužil, da ga mnenje oblasti ni motilo. Prišel je do prepričanja, da je treba najprej načeloma rešiti problem. Metodo matematične analize je obvladal že prej, mehanika in matematika univerze, kjer je hkrati študiral, sta dali resnejše znanje.
Delo je bilo naporno: tri leta iskanja, nenehni izračuni. Ne glede na to, kako šteje, je potisk nizek. Povečajte ga - katastrofalno povečajte velikost motorja. Končno so bila teoretična iskanja kronana z uspehom. Merkulov prihaja do zaključka, da lahko, če dovolimo izgubo neznatnega dela učinkovitosti termodinamičnega cikla, pridobimo na dimenzijah prereza komore.
Ker so v teh letih reaktivne motorje obravnavali kot nevarne elektrarne, se je oblikovalec odločil, da jih je lažje in varneje preizkusiti na raketi. Leti brez osebe, zato je tveganje manjše. Sprva je bil to projekt enostopenjske rakete s kombiniranim motorjem, nato dvostopenjske rakete z različnimi tipi motorjev-trdnim pogonom in ramjetom. Izkazalo se je, da je lažje ustvariti takšno raketo. Po težavah se je sprehodil po oblasti in tudi zahvaljujoč podpori znanstvenikov, zlasti profesorja V. P. Vetchinkin, Merkulov v tovarni Aviakhim uspe zgraditi takšno raketo, nato pa na letalnici Osoaviakhim pri postaji Planernaya, prvič v zgodovini raketarstva, 19. maja 1939, za izvedbo testov. Postane lastnik dveh prednostnih nalog hkrati - svetovne in domače. Šele po tem je Merkulov začel ustvarjati letalski motor s krožnim curkom.
Julija 1939 je v Ljudskem komisariatu letalske industrije potekala seja Tehničnega sveta. Poslušalo je poročilo Merkulova o rezultatih poskusov z motorji ramjet na projektilih in načrtih za nadaljnje delo pri njihovih raziskavah, izboljšanju zasnove in uporabi v letalstvu. Igor Aleksejevič je predstavil idejo o uporabi motorjev ramjet kot dodatnih motorjev, nameščenih pod krili lovcev, s čimer se je povečala njihova največja hitrost. Ti motorji bi morali biti vključeni v delo, ko je bilo treba dohiteti sovražnika ali se povzpeti na veliko višino.
Srečanja so se udeležili vodilni strokovnjaki iz letalske in obrambne industrije. Mnogi med njimi so poznali in odobravali Merkulovove poskuse. Tudi tehnično vodstvo Ljudskega komisariata letalske industrije jih je obravnavalo pozitivno. Bili pa so tudi slabovoljci. Igor Aleksejevič se je spomnil, da bi bilo delo, ki se mu je odločil posvetiti življenje, popolnoma uničeno, če ne bi bilo direktorja tovarne Aviakhim P. A. Voronin. Na lastno odgovornost in tveganje je omogočil nadaljevanje tega razvoja.
V kratkem času, avgusta 1939, so bili razviti in izdelani prvi letalski reaktivni motorji za namizne teste. Imenovali so jih dodatni motorji - DM -1. Merkulov je razumel, da ga je treba temeljito preizkusiti, ker je ustvarjal motor, ki nima analogov v svetovni praksi. Kje pa preizkusiti motor, iz katerega izleti močan ognjeni curek? Kako ustvariti zračni tlak pri visokih hitrostih, brez katerega motor ne more delovati?
Misel je predlagala sama - preizkusiti v vetrovniku. Toda takrat so bili leseni, saj v njih ni bilo vključeno delo z odprtim ognjem. Merkulov se je za testiranje motorja odločil z injektorjem. Podobno idejo je v svojem času predlagal Yu. A. Pobedonostsev. Sestavljen je bil iz uporabe raketnega motorja na tekoče gorivo za vbrizgavanje zraka v motorje s krožnim curkom. Toda Pobedonostsev ga je ohladil, saj takrat še ni bilo zanesljivo delujočih raketnih motorjev. In zdaj, nekaj let kasneje, se je Merkulov spet spomnil ideje o injekciji. Tokrat je predlagal ustvarjanje zračnega toka s stisnjenim zrakom iz jeklenke. Takšno namestitev je bilo veliko lažje in hitreje. Motor je bil majhen - dolg en meter in pol, s premerom dvesto štirideset milimetrov.
Najtežje se je izkazalo za doseganje stabilnega izgorevanja in najbolj popolno zgorevanje bencina. Zaradi tega sta se borila več kot mesec dni. Toda zasnova hlajenja zgorevalne komore je takoj uspela. Merkulov je uporabil hladilni sistem z gorivom, dobavljenim v motor. Čeprav je bila tu daleč analogija z raketnimi motorji na tekoče gorivo, je bilo to v letalstvu inovacija. In predlagano zasnovo je naredil precej domiselno.
Testi DM-1 so bili uspešni. Septembra, to je dva meseca po nepozabnem srečanju v Ljudskem komisariatu letalske industrije, na katerem so skeptiki napovedali, da je nemogoče ustvariti dolgo delujoč motor ramjet, je DM-1 na stojnici v Glidernaji delal pol ure brez izgorelosti (za ta čas je bilo dovolj stisnjenega zraka za vbrizgavanje) …
Kmalu je nastal DM-2 (premer 400 mm, teža 12 kg), namenjen za vgradnjo v letalo in za letalske preizkuse. Najprej pa je bilo treba izvesti celovite zemeljske teste.
Tokrat brez vetrovnika ni bilo mogoče. Zagotoviti je bilo treba zanesljivost in varnost motorja. In za to je bilo treba popolnoma razstreliti, preveriti delo v zračnem toku. A o tem, da bi raziskovalce spustili v kak aerodinamični laboratorij (in v Moskvi so bili le trije), ni bilo smisla niti razmišljati. Takrat niti veliki letalski oblikovalski biroji niso imeli svojih vetrovnikov.
Odločili smo se, da bomo v svoji tovarni zgradili takšno cev. Vodstvo je podprlo inženirje. Merkulov ga je oblikoval skupaj s prijateljem Aleksandrom Maslovom. To je bila jeklena cev precej impresivne velikosti. Premeri vstopnega in izstopnega dela difuzorja in šobe so bili tri metre, premer delovnega dela je bil en meter, dolg dva metra in pol. Celotna dolžina cevi je bila 12,5 metra.
Mesec dni po koncu preskusov prvega motorja je močnejši DM-2 v vetrovniku "zdržal" že dve uri. Njegova stabilna zmogljivost je omogočila uradno testiranje. Potekali so 22. oktobra. Šele po tako temeljitem pregledu se Merkulov odloči, da je možno namestiti motorje na letalo. Direktor Voronin je Merkulovu dodelil lovca I-15bis za preizkušanje motorjev ramjet.
Letalski testi so se začeli v začetku decembra. Na predvečer prvega leta je Voronin poslal namestnika glavnega inženirja Yu. N. Karpov, da se posvetuje z A. A. Mikulin - eden vodilnih sovjetskih letalskih motorjev. Mikulin je rekel: "Vaše letalo bo eksplodiralo in zagorelo. Veseli boste, če se pilot spusti na nezgorelo padalo. " Po tem je Voronin poklical tovarniškega testnega pilota P. E. Loginov in ga seznanil z mnenjem znanega graditelja motorjev. Loginov je imel pravico zavrniti in nihče ga zaradi tega ne bi obsodil. "Verjamem v te motorje in sem pripravljen leteti," je dejal.
Prvi let je bil neuspešen. Motorji se niso zagnali. Pretok zraka med letom je bil trikrat močnejši od pričakovanega in plamen je odpihnil. Poleg tega je bila huda zima. V hladnem zračnem toku je bilo zelo težko odpraviti vžig. Merkulov izboljša vžig. Novi testi, izboljšave.
Uspeh je prišel 13. decembra 1939. Od tega dne so motorji neprekinjeno delovali. 25. januarja 1940 so potekali uradni letalski testi. Zbrala se je trdna komisija: predstavniki Ljudskega komisariata letalske industrije, ki ga vodi namestnik ljudskega komisarja P. A. Voronin, celotno vodstvo tovarne skupaj z direktorjem P. V. Dementyev (bodoči minister letalske industrije ZSSR), predstavniki partijskega odbora, tovarniškega odbora.
Loginov na lovcu I-15bis je naredil več krogov nad letališčem. Večkrat zaganjal in izklapljal motorje s krožnim curkom, povečeval in zmanjševal njihov potisk. Člani komisije so z mešanim občutkom radovednosti in bojazni opazovali, kako so iz mlaznih motorjev izbruhnili tesni ognjeni curki, ko se je potisk povečal. Pri največjem potisku so celo presegli dolžino trupa. Letalo se je, kot da se ni nič zgodilo, obračalo, pilot pa ga je očitno mirno nadzoroval.
V aktu komisije, sestavljenem v potrditev tega pomembnega dogodka, je pisalo: »z delom tovarne Aviakhim je bil ustvarjen letalsko-raketni motor letala, ki stabilno deluje na letalu in povečuje hitrost letenja. Varnost pri delu, požarna odpornost in vzdržljivost motorja so preverili z dolgotrajnimi testi."
Le dve leti in pol pozneje je profesor E. Senger na letalu Dornier preizkusil prve tuje motorje z direktnim tokom. Tako je zahvaljujoč delu Merkulova naša država pridobila prednost pri razvoju motorjev s pravokotnim curkom.
Leta 1940 je Merkulov ustvaril močnejši ramjetski motor DM-4 s premerom petsto milimetrov. Lovec I-153 "Chaika" s temi dodatnimi motorji je letel hitreje v povprečju za štirideset kilometrov na uro.
Uspešni letalski testi reaktivnih motorjev so pritegnili pozornost razvijalcev letalstva. V treh oblikovalskih skupinah L. P. Kurbaly - A. A. Borovkova, I. F. Florov in A. Ya. Shcherbakov je začel oblikovati batna letala, ki so hkrati predvidela namestitev motorja s krožnim zrakom. Zamišljeni niso bili kot viseči, ampak so se prilegali strukturi, ki je sestavni del krila ali trupa trupa. Merkulov za ta letala izračuna izračune za motorje s krožnim curkom.
V tem času je Shcherbakov (vodja oddelka za posebne zasnove tovarne Aviakhim), ki je uspešno opravil dela na višinski vleki jadralnih letal v stratosferi z uporabo tako imenovanega "zračnega vlaka", ustvaril tudi prvi v državi kabine pod pritiskom, je Merkulovu predlagal, naj se združi in si prizadeva pridobiti obrat. Shcherbakov je načrtoval, da se bo ukvarjal s hitrimi lovci s kabinami pod tlakom, zanje motorji Merkulov - ramjet.
Marca 1941 je vodstvo države odobrilo odločitev o ustanovitvi take tovarne. Shcherbakov je bil imenovan za glavnega oblikovalca, Merkulov za njegovega namestnika. Toda tovarna ni bila nikoli odprta - izbruhnila je vojna. Merkulov dobi nalogo, da ustvari ramjetne motorje za A. S. Yakovleva - Jak -7. Imenovan je za vodjo male SKB.
Moral sem delati v težkih razmerah. Evakuacija. Novosibirsk, nato Taškent. Povsod je nered. Spomladi 1942, ko so Nemce pregnali, se je vrnil v Moskvo. Ni bilo proizvodne baze. Industrija je prešla na zadovoljevanje potreb spredaj. Preizkusi in natančna nastavitev novega ramjetnega motorja DM-4s s premerom petsto milimetrov so počasi napredovali.
Nazadnje je bil Yak-7 opremljen z dodatnimi motorji. Merkulov je nameraval izvesti obsežne raziskave. Na enem od letov z ramjet motorji je bilo doseženo povečanje hitrosti - več kot petdeset kilometrov na uro. Vodstvo letališke preizkusne postaje se je odločilo za natančnejše meritve prilagoditi indikator hitrosti letala. Toda pri letenju na merilni podlagi (brez ramjetnih motorjev) pride do okvare v lovcu, testni pilot S. N. Anokhin ga je bil prisiljen postaviti "na trebuh" na orano polje krompirja. Posledično je bil avto pokvarjen in trdo delo motorne ekipe je bilo uničeno.
Novi borec ni bil dodeljen Merkulovu. Ljudski komisar za letalsko industrijo se je odločil, da bo preskuse, ki se nanašajo na majhno povečanje hitrosti, ki so jo dali motorji ramjet, zmanjšanje hitrosti pri izklopljenem merilniku hitrosti in veliko porabo bencina, ustavil.
Konec leta 1945 je bil še en zanimiv predlog I. A. Merkulova je prvi izgorevalnik. Lavochkin je takrat ustvarjal prvo letalo s krilnim krilom v državi, La-160. Izkazalo pa se je, da je za ujet turboreaktivni motor YuMO-004 nekoliko težek in s prisilnim motorjem, ki ga je predlagal I. A. Merkulov, je uspešno vzletel.
Merkulov je imel napeto življenje, polno dramatičnih dogodkov, ko niso bile sprejete in podprte vse njegove zamisli. Tako je sredi petdesetih let, kot vodja oddelka za motorje CIAM ramjet, Merkulov teoretično razvil novo vrsto elektrarne, ki deluje po povsem nenavadnem termodinamičnem ciklu - s spremenljivo maso delovne tekočine in spremenljivimi lastnostmi plina. Toda ta ideja še ni našla svojega utelešenja.
V začetku šestdesetih let je Merkulov na Inštitutu za motorje Akademije znanosti končal delo na drugi zanimivi vrsti motorjev. To je bil bencinskoturbinski reaktivni motor. Toda tako kot prejšnjič ga ni bilo mogoče zgraditi.
Konec leta 1960 je Merkulov prejel certifikat izumitelja za ionski motor. Nato je sodeloval pri pripravi in preizkušanju podobnega motorja na satelitu Meteor-18.
Merkulov je od sredine sedemdesetih let, takoj ko je bil inštitut VNIIPItransprogress organiziran za razvoj netradicionalnih načinov prevoza, tam vodilni oblikovalec. Sodeluje pri ustvarjanju številnih projektov za sisteme zemeljskega transporta z visoko hitrostjo. Bistveno izboljša svoje turboreaktivne motorje.
Do zadnjih dni svojega življenja je I. A. Merkulov je bil poln ustvarjalnih idej. V njegovi glavi so se nenehno rojevali novi projekti, vse do hiperzvočnih letal. Niso pa se vse ideje oblikovalca uresničile.
