Igor Aleksejevič Merkulov pripada divnoj plejadi entuzijasta koji su pod vodstvom S. P. Kraljica je bila pionir raketarstva. Stariji ljudi pamte ga po nastupima na Svesaveznim takmičenjima "Kosmos", gdje je pričao o snovima K. E. Tsiolkovsky i F. A. Zander, prožet romantikom međuplanetarnih letova, o radu tima GIRD -a. I sam Igor Aleksejevič dao je značajan doprinos zrakoplovstvu i raketnoj i svemirskoj tehnologiji: posebno je bio dizajner prve svjetske rakete s zračno-mlaznim motorom (također je postala prva sovjetska dvostupanjska raketa), a prve na svijetu avionski ramjet motori.
Merkulov je namjerno koračao ka svom cilju skoro pet godina. Nakon što je završio tehničku školu, radeći u TsAGI -u kao dizajner, saznaje da je osnovana Grupa za proučavanje mlaznog pogona - GIRD. On piše pismo CS Osoaviakhimu: „Zainteresovan sam za ribolov zvijezdama. Molimo vas da budete primljeni u GIRD. " Merkulov je prihvaćen i postaje student specijalnih inženjerskih i dizajnerskih kurseva. Ubrzo je Igor Aleksejevič imenovan voditeljem sekcije naučne i tehničke literature, a prema uputama šefa GIRD-a, dvadesetpetogodišnjeg S. P. Koroleva - Merkulov organizuje izdavanje zbirke "Jet Propulsion".
Tokom godina studija na specijalnim kursevima, Merkulov dolazi na ideju da je najzanimljivije baviti se mlaznim motorima i zaposliti se u eksperimentalnom pogonu GIRD-a u brigadi Pobedonostsev. Ovdje sudjeluje u prvim svjetskim eksperimentalnim studijama modela ramjetnih motora. Pobedonostsev ih je postavio u trup artiljerijskih granata od tri inča koji su ispaljeni iz poljskog topa.
Kada je ovaj rad počeo da se smanjuje, Merkulov je dao otkaz. Siguran u izglede da su se ramjetni motori (ramjet) otvorili za zrakoplovstvo i rakete, Igor Alekseevich nastavlja raditi na njima na dobrovoljnoj osnovi.
Kada se GIRD prebaci iz javne organizacije pod Osoaviakhimom u Institut za istraživanje mlaznih aviona, raketna grupa se organizira pod Vojno -naučnim odborom (kako se ne bi izgubilo javno dobro GIRD -a). Za njenog šefa imenovan je dvadesetogodišnji Igor Merkulov. Nakon stvaranja Stratosferskog odbora, ova grupa će postati poznata kao mlazna sekcija. Organizirajući njen rad, odmah uspostavlja prepisku s K. E. Tsiolkovskog, koji je trajao oko godinu i pol do posljednjih dana života naučnika. Dvanaest slova ostat će kao uspomena na osnivača kosmonautike. U trećoj brigadi raketnog odseka, koju je takođe vodio Merkulov, započeo je teorijsko proučavanje motora ramjet.
Povijest zna mnogo primjera kada su se nove teorije, kada su se eksperimentalno testirale, pokazale neodrživima. Tih godina svi su se plašili da bi se to moglo dogoditi s teorijom ramjetnih motora. Već su se pojavili znanstveni radovi u kojima je dokazano da bi se maksimalni presjek komore za izgaranje, dakle, samog motora, trebao povećati četrdeset ili čak devedeset puta u usporedbi s ulaznim dijelom motora. Rezultat nije bio kompaktan motor, već gotovo zračni brod. Jednom riječju, slijepa ulica.
Merkulovljeva je zasluga bila što mu mišljenje vlasti nije smetalo. Došao je do uvjerenja da se problem mora načelno riješiti. Ranije je savladao metod matematičke analize, mehanika i matematika na univerzitetu, gdje je istovremeno studirao, dali su ozbiljnija znanja.
Rad je bio naporan: tri godine traženja, neprestane kalkulacije. Bez obzira kako se to računalo, potisak je nizak. Povećajte ga - katastrofalno povećajte veličinu motora. Konačno, teorijska su istraživanja okrunjena uspjehom. Merkulov dolazi do zaključka da ako dozvolimo gubitak neznatnog dijela efikasnosti termodinamičkog ciklusa, tada se može dobiti na dimenzijama poprečnog presjeka komore.
Budući da su se tih godina mlazni motori tretirali kao opasne elektrane, dizajner odlučuje da je lakše i sigurnije testirati ga na raketi. Leti bez osobe, pa je rizik manji. Isprva je to bio projekt jednostupanjske rakete s kombiniranim motorom, zatim dvostupanjske rakete s različitim vrstama motora-čvrstim pogonom i ramjetom. Pokazalo se da je lakše stvoriti takvu raketu. Nakon gnjavaže, šetnje po vlastima, a i zahvaljujući podršci naučnika, posebno profesora V. P. Vetchinkin, Merkulov u fabrici Aviakhim uspijeva izgraditi takvu raketu, a zatim na aerodromu Osoaviakhim u blizini stanice Planernaya, prvi put u istoriji raketiranja, 19. maja 1939. godine, za provođenje testova. Postaje vlasnik dva prioriteta odjednom - svjetskog i domaćeg. Tek nakon toga Merkulov je počeo stvarati avionski ramjet motor.
U srpnju 1939. u Narodnom komesarijatu zrakoplovne industrije održan je sastanak Tehničkog vijeća. Saslušano je izvješće Merkulova o rezultatima eksperimenata s ramjetnim motorima na projektilima i planovima za daljnji rad na njihovom istraživanju, poboljšanju dizajna i upotrebi u zrakoplovstvu. Igor Aleksejevič iznio je ideju o korištenju ramjetnih motora kao dodatnih motora postavljenih ispod krila lovaca, povećavajući tako njihovu maksimalnu brzinu. Ovi motori morali bi biti uključeni u rad kada je bilo potrebno sustići neprijatelja ili se popeti na veliku visinu.
Sastanku su prisustvovali vodeći stručnjaci iz vazduhoplovne i odbrambene industrije. Mnogi od njih su poznavali i odobravali Merkulovljeve eksperimente. Tehničko rukovodstvo Narodnog komesarijata vazduhoplovne industrije također ih je tretiralo pozitivno. Ali bilo je i zlonamernih. Igor Aleksejevič prisjetio se da bi posao kojem je odlučio posvetiti svoj život bio potpuno uništen da nije bilo direktora tvornice Aviakhim P. A. Voronin. Na vlastitu odgovornost i rizik, omogućio je nastavak ovog razvoja.
Za kratko vrijeme, u kolovozu 1939., razvijeni su i proizvedeni prvi avionski mlazni motori za benzinske testove. Zvali su se dodatni motori - DM -1. Merkulov je shvatio da ga, budući da je stvarao motor koji nema analoga u svjetskoj praksi, treba temeljito ispitati. Ali gdje testirati motor iz kojeg izleti snažan vatreni mlaz? Kako stvoriti brzi zračni pritisak, bez kojeg motor ne može raditi?
Misao se sama nametnula - testirati u zračnom tunelu. Ali u to vrijeme bili su od drveta, jer nisu uključivali rad u njima s otvorenom vatrom. Merkulov je odlučio koristiti injektor za testiranje motora. Sličnu ideju u svoje vrijeme predložio je Yu. A. Pobedonostsev. Sastojao se u korištenju raketnog motora na tekuće gorivo za ubrizgavanje zraka u ramjetne motore. No Pobedonostsev ga je ohladio, jer u to vrijeme nije bilo pouzdano raketnih motora. I sada, nekoliko godina kasnije, Merkulov se opet sjetio ideje injekcije. Ovaj put je predložio stvaranje protoka zraka pomoću komprimiranog zraka iz cilindra. Bilo je mnogo lakše i brže napraviti takvu instalaciju. Motor je bio mali - dugačak jedan i po metar, promjera 200 g.
Pokazalo se da je najteže postići stabilno sagorijevanje i najpotpunije sagorijevanje benzina. Borili su se oko toga više od mjesec dana. No dizajn hlađenja komore za izgaranje odmah je uspio. Merkulov je primijenio sistem hlađenja pomoću goriva koje se isporučuje u motor. Iako je ovdje postojala daleka analogija s raketnim motorima na tekuće gorivo, u zrakoplovstvu je to bila inovacija. I napravio je predloženi dizajn prilično genijalno.
DM-1 testovi su bili uspješni. U rujnu, odnosno dva mjeseca nakon nezaboravnog sastanka u Narodnom komesarijatu zrakoplovne industrije, na kojem su skeptici predvidjeli nemogućnost stvaranja dugotrajnog ramjetskog motora, DM-1 na štandu u Glidernayi radio je pola sata bez izgaranja (za to vrijeme je bilo dovoljno komprimiranog zraka za ubrizgavanje) …
Ubrzo je nastao DM-2 (promjera 400 mm, težine 12 kg), namijenjen za ugradnju u avion i za letne probe. Ali prvo je bilo potrebno provesti sveobuhvatna zemaljska ispitivanja.
Ovaj put nije bilo moguće bez zračnog tunela. Bilo je potrebno osigurati pouzdanost i sigurnost motora. A za to je bilo potrebno potpuno ga ispuhati, provjeriti rad u struji zraka. Ali nije imalo smisla ni razmišljati o puštanju istraživača u neku aerodinamičku laboratoriju (a u Moskvi su ih bila samo tri). Tada čak ni veliki zrakoplovni projekti nisu imali vlastite zračne tunele.
Odlučili smo da napravimo takvu cijev u našoj tvornici. Uprava je podržala inženjere. Merkulov ga je dizajnirao zajedno sa svojim prijateljem Aleksandrom Maslovom. Bila je to čelična cijev prilično impresivne veličine. Promjeri ulaznog i izlaznog dijela difuzora i mlaznice bili su tri metra, promjer radnog dijela jedan metar, dužine dva i pol metra. Ukupna dužina cijevi bila je 12,5 metara.
Mjesec dana nakon završetka ispitivanja prvog motora, snažniji DM-2 u aerotunelu "izdržao" je već dva sata. Njegove stabilne performanse omogućile su službeno testiranje. Održali su se 22. oktobra. Tek nakon tako temeljitog pregleda, Merkulov odlučuje da je moguće ugraditi motore u avion. Direktor Voronin je Merkulovu dodijelio lovac I-15bis za testiranje ramjetnih motora.
Letni testovi počeli su početkom decembra. Uoči prvog leta, Voronin je poslao zamjenika glavnog inženjera Yu. N. Karpov će se obratiti A. A. Mikulin - jedan od vođa sovjetske zgrade avionskih motora. Mikulin je rekao: „Vaš avion će eksplodirati i gorjeti. Bit ćete sretni ako se pilot spusti na nesagoreli padobran. " Nakon toga Voronin je pozvao tvorničkog probnog pilota P. E. Loginov i upoznao ga s mišljenjem poznatog graditelja motora. Loginov je imao pravo odbiti i nitko ga zbog toga ne bi osudio. "Vjerujem u ove motore i spreman sam za let", rekao je.
Prvi let je bio neuspješan. Motori se nisu upalili. Protok vazduha u letu bio je tri puta jači od očekivanog, a plamen je otpuhnut. Osim toga, bila je žestoka zima. Bilo je vrlo teško isključiti paljenje u mlaznom mlazu zraka. Merkulov poboljšava paljenje. Novi testovi, poboljšanja.
Uspjeh je došao 13. decembra 1939. godine. Od tog dana motori su radili stabilno. 25. januara 1940. održana su službena letačka ispitivanja. Okupila se čvrsta komisija: predstavnici Narodnog komesarijata zrakoplovne industrije na čelu sa zamjenikom narodnog komesara P. A. Voronin, cijelo rukovodstvo tvornice, zajedno s direktorom P. V. Dementjev (budući ministar zrakoplovne industrije SSSR -a), predstavnici partijskog odbora, tvorničkog odbora.
Loginov je na lovcu I-15bis napravio nekoliko krugova iznad aerodroma. Više puta pokrenuti i isključeni ramjetni motori, povećavajući i smanjujući njihov potisak. Članovi komisije promatrali su sa pomiješanim osjećajem radoznalosti i strepnje kako uski vatreni mlazovi izbijaju iz mlaznih motora s povećanjem potiska. Pri najvećem potisku čak su prelazili dužinu trupa. Avion se, kao da se ništa nije dogodilo, skretao, a pilot ga je, očigledno, mirno kontrolirao.
U aktu komisije, sastavljenom kao potvrda ovog značajnog događaja, rečeno je: „radom tvornice Aviakhim stvoren je zračno-raketni motor zrakoplova koji stabilno radi na zrakoplovu i povećava brzinu leta. Operativna sigurnost, otpornost na požar i trajnost motora provjereni su dugotrajnim ispitivanjima."
Samo dvije i pol godine kasnije, prve strane motore s direktnim protokom testirao je u Njemačkoj profesor E. Senger na avionu Dornier. Tako je zahvaljujući radu Merkulova naša zemlja dobila prioritet u razvoju ramjetnih motora.
1940. Merkulov je stvorio snažniji ramjetni motor DM-4 promjera petsto milimetara. Lovac I-153 "Chaika" s ovim dodatnim motorima letio je brže u prosjeku četrdeset kilometara na sat.
Uspješni letni testovi mlaznih motora privukli su pažnju vazdušnih programera. U tri dizajnerska tima L. P. Kurbaly - A. A. Borovkova, I. F. Florov i A. Ya. Shcherbakov je počeo projektirati klipne avione, koji su predviđali istovremeno ugradnju ramjet motora. Zamišljeni su ne kao ovješeni, već su se uklopili u strukturu, čineći sastavni dio krila ili trupa. Za ove avione Merkulov vrši proračune za ramjetne motore.
U to je vrijeme Shcherbakov (šef odjela za posebne dizajne tvornice Aviakhim), koji je uspješno izvodio radove na vuči jedrilica na velikoj visini u stratosferi, koristeći takozvani "zračni vlak", stvorio i prvi u zemlji kabinama pod pritiskom, predložio je Merkulovu da se ujedini i pokuša nabaviti pogon. Shcherbakov je planirao da se pozabavi borcima velikih brzina sa kabinama pod pritiskom, Merkulov - motorima za ramjet za njih.
U ožujku 1941. vodstvo zemlje odobrilo je odluku o stvaranju takve tvornice. Shcherbakov je imenovan za glavnog dizajnera, Merkulov za njegovog zamjenika. Ali fabrika nikada nije otvorena - izbio je rat. Merkulov dobija zadatak da stvori ramjetne motore za A. S. Yakovleva - Jak -7. Imenovan je za šefa male SKB.
Morao sam da radim u teškim uslovima. Evakuacija. Novosibirsk, pa Taškent. Svuda vlada nered. U proljeće 1942., kada su Nijemci potjerani, vratio se u Moskvu. Nije postojala proizvodna baza. Industrija je prešla na zadovoljavanje potreba u prvom planu. Testiranja i fino podešavanje novog ramjet motora DM-4s promjera petsto milimetara polako su napredovali.
Konačno, Yak-7 je opremljen dodatnim motorima. Merkulov je namjeravao provesti opsežna istraživanja. Na jednom od letova s ramjet motorima postignuto je povećanje brzine - više od pedeset kilometara na sat. Uprava letačke testne stanice odlučila je podesiti indikator brzine aviona za preciznija mjerenja. No, pri letenju na mjernoj bazi (bez ramjetnih motora) dolazi do kvara u lovcu, a testni pilot S. N. Anokhin je bio primoran da ga stavi "potrbuške" na orano polje krompira. Kao rezultat toga, automobil je stradao, a naporan rad posade motora uništen.
Novi lovac nije dodijeljen Merkulovu. Narodni komesarijat zrakoplovne industrije odlučio je prekinuti ispitivanja, koja su se odnosila na mali porast brzine, koji su dali motori s ramjetom, smanjenje brzine s isključenim zrakomjerom, kao i veliku potrošnju benzina.
Krajem 1945. još je jedan zanimljiv prijedlog I. A. Merkulova je prvi sagorjevač. Lavočkin je tada stvarao prvi avion sa krilima u zemlji, La-160. No, pokazalo se da je to bilo pomalo teško za zarobljeni turboreaktivni motor YuMO-004, a s prisilnim motorom koji je predložio I. A. Merkulov, uspješno je poletio.
Merkulov je imao napet život pun dramatičnih događaja, kada nisu sve njegove ideje prihvaćene i podržane. Tako je sredinom pedesetih godina, kao šef odjela motora CIAM -a za ramjet, Merkulov teoretski razvija novu vrstu elektrane koja radi prema potpuno neobičnom termodinamičkom ciklusu - s promjenjivom masom radne tekućine i promjenjivim svojstvima plina. Ali ova ideja još nije pronašla svoje utjelovljenje.
Početkom šezdesetih, na Institutu za motore Akademije nauka, Merkulov je završio rad na još jednoj zanimljivoj vrsti motora. Bio je to mlazni motor na gasnu turbinu. Ali, kao i prošli put, nije bilo moguće izgraditi ga.
Krajem 1960. Merkulov je dobio certifikat izumitelja za ionski motor. Zatim je sudjelovao u pripremi i testiranju sličnog motora na satelitu Meteor-18.
Od sredine sedamdesetih, čim je institut VNIIPItransprogress organiziran za razvoj netradicionalnih načina prijevoza, Merkulov je tamo vodeći dizajner. Uključen je u kreiranje niza projekata za sustave kopnenog prijevoza ultra velikim brzinama. Značajno poboljšava svoje turboreaktivne motore.
Do posljednjih dana svog života I. A. Merkulov je bio pun kreativnih ideja. U glavi su mu se stalno rađali novi projekti, sve do hipersoničnih aviona. No nisu sve dizajnerske ideje bile ostvarene.
