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 natjecanjima "Cosmos", gdje je govorio 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 (postala je i prva sovjetska dvostupanjska raketa), te prve na svijetu zrakoplovni ramjetni motori.
Merkulov je ciljano koračao prema svom cilju gotovo pet godina. Nakon što je završio tehničku školu, radeći u TsAGI -u kao dizajner, saznaje da je stvorena Grupa za proučavanje mlaznog pogona - GIRD. On piše pismo CS Osoaviakhimu: „Zanima me ribolov zvijezdama. Molimo vas da budete primljeni u GIRD. " Merkulov je prihvaćen i postaje student posebnih tečajeva inženjerstva i dizajna. I uskoro je Igor Aleksejevič imenovan voditeljem sekcije znanstvene i tehničke literature i, prema uputama voditelja GIRD-a, dvadesetpetogodišnjeg S. P. Koroleva - Merkulov organizira izdavanje zbirki "Jet Propulsion".
Tijekom godina studija na posebnim tečajevima Merkulov dolazi na ideju da je najzanimljivije baviti se zračno-mlaznim motorima i zaposliti se u pokusnom pogonu GIRD-a u brigadi Pobedonostsev. Ovdje sudjeluje u prvim svjetskim eksperimentalnim studijama modela ramjetnih motora. Pobedonostsev ih je postavio u trup topničkih granata od tri inča koji su ispaljeni iz poljskog topa.
Kad se ovaj rad počeo smanjivati, Merkulov je dao otkaz. Siguran u izglede da su se ramjetni motori (ramjet) otvorili za zrakoplovstvo i raketiranje, Igor Alekseevich nastavlja raditi na njima na dobrovoljnoj osnovi.
Kada se GIRD prebaci iz javne organizacije pod Osoaviakhimom u Institut za istraživanje mlaznih zrakoplova, pod Vojnoznanstvenim odborom organizira se raketna skupina (kako se ne bi izgubilo javno dobro GIRD -a). Za njezinog pročelnika imenovan je dvadesetogodišnji Igor Merkulov. Nakon stvaranja Stratosferskog odbora, ova će skupina postati poznata kao mlazna sekcija. Organizirajući njezin rad, odmah uspostavlja prepisku s K. E. Tsiolkovskog, koji je trajao oko godinu i pol do posljednjih dana znanstvenikova života. Dvanaest slova ostat će kao uspomena na utemeljitelja kozmonautike. Upravo je u trećoj brigadi Raketne sekcije, koju je također vodio Merkulov, započeo teoretsko proučavanje motora ramjet.
Povijest zna mnogo primjera kada su se nove teorije, kada su se eksperimentalno testirale, pokazale neodrživima. Tih godina svi su se bojali 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 kompaktni motor, već gotovo zračni brod. Jednom riječju, slijepa ulica.
Merkulovljeva je zasluga što ga mišljenje vlasti nije smetalo. Došao je do uvjerenja da se problem mora načelno riješiti. Metodu matematičke analize već je svladao, mehanika i matematika sveučilišta, gdje je istovremeno studirao, davali su ozbiljnija znanja.
Posao je bio naporan: tri godine traženja, neprestane kalkulacije. Ma 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 dopustimo gubitak neznatnog dijela učinkovitosti 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. Ona 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 također i zahvaljujući podršci znanstvenika, posebice profesora V. P. Vetchinkin, Merkulov u tvornici Aviakhim uspijeva izgraditi takvu raketu, a zatim i na uzletištu Osoaviakhim u blizini stanice Planernaya, prvi put u povijesti raketiranja, 19. svibnja 1939., kako bi proveli ispitivanja. Postaje vlasnik dva prioriteta odjednom - svjetskog i domaćeg. Tek nakon toga Merkulov je počeo stvarati zrakoplovni ramjetni motor.
U srpnju 1939. u Narodnom komesarijatu zrakoplovne industrije održan je sastanak Tehničkog vijeća. Čulo se izvješće Merkulova o rezultatima pokusa s ramjetnim motorima na projektilima i planovima za daljnji rad na njihovom istraživanju, poboljšanju dizajna i uporabi u zrakoplovstvu. Igor Aleksejevič iznio je ideju o korištenju ramjetnih motora kao dodatnih motora montiranih pod krilima lovaca, povećavajući tako njihovu maksimalnu brzinu. Ti bi se motori morali uključiti u rad kad je bilo potrebno sustići neprijatelja ili se popeti na veliku visinu.
Sastanku su prisustvovali vodeći stručnjaci iz zrakoplovne i obrambene industrije. Mnogi od njih znali su i odobrili Merkulovljeve pokuse. Tehničko vodstvo Narodnog komesarijata zrakoplovne industrije također se pozitivno odnosilo prema njima. Ali bilo je i zlonamjernih. 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 tog razvoja.
Za kratko vrijeme, u kolovozu 1939., razvijeni su i proizvedeni prvi zrakoplovni mlazni motori za ispitivanje na stolu. Zvali su se dodatni motori - DM -1. Merkulov je shvatio da budući da je stvarao motor koji nema analoga u svjetskoj praksi, treba ga temeljito ispitati. Ali gdje testirati motor iz kojeg izleti snažan vatreni mlaz? Kako stvoriti tlak zraka velike brzine, bez kojeg motor ne može raditi?
Misao se sama nametnula - testirati u zračnom tunelu. No, u to su vrijeme bili izrađeni od drveta, jer nisu uključivali rad u njima s otvorenom vatrom. Merkulov je odlučio koristiti injektor za ispitivanje 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 ubrizgavanja. Ovaj put je predložio stvaranje protoka zraka pomoću komprimiranog zraka iz cilindra. Bilo je puno lakše i brže napraviti takvu instalaciju. Motor je bio mali - dugačak jedan i pol metar, promjera dvjesto četrdeset milimetara.
Pokazalo se da je najteže postići stabilno izgaranje i najpotpunije izgaranje benzina. Oko toga su se borili više od mjesec dana. No dizajn hlađenja komore za izgaranje odmah je uspio. Merkulov je primijenio sustav hlađenja pomoću goriva koje se dovodi 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 bili su uspješni. U rujnu, dakle 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 bilo je dovoljno komprimiranog zraka za ubrizgavanje) …
Ubrzo je nastao DM-2 (promjera 400 mm, težine 12 kg) namijenjen za ugradnju u zrakoplov i za letne probe. Ali prvo je bilo potrebno provesti opsežna 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. No, nije imalo smisla ni razmišljati o puštanju istraživača u neki aerodinamički laboratorij (a u Moskvi su ih bila samo tri). Tada čak ni veliki zrakoplovni konstrukcijski zavodi nisu imali vlastite zračne tunele.
Odlučili smo napraviti 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, duljine dva i pol metra. Ukupna duljina cijevi bila je 12,5 metara.
Mjesec dana nakon završetka ispitivanja prvog motora, snažniji DM-2 u zračnom tunelu "izdržao" je već dva sata. Njegove stabilne performanse omogućile su službeno testiranje. Održali su se 22. listopada. Tek nakon tako temeljitog pregleda Merkulov odlučuje da je moguće ugraditi motore u avion. Direktor Voronin dodijelio je lovcu I-15bis Merkulovu za ispitivanje ramjetnih motora.
Letni testovi počeli su početkom prosinca. Uoči prvog leta Voronin je poslao zamjenika glavnog inženjera Yu. N. Karpov konzultirati A. A. Mikulin - jedan od vođa sovjetske zgrade zrakoplovnih motora. Mikulin je rekao: “Vaš će avion eksplodirati i izgorjeti. Bit ćete sretni ako se pilot spusti na nesagoreli padobran. " Nakon toga Voronin je nazvao tvorničkog probnog pilota P. E. Loginov i upoznao ga s mišljenjem poznatog graditelja strojeva. 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 bio je neuspješan. Motori se nisu upalili. Protok zraka 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 ledenom mlazu zraka. Merkulov poboljšava paljenje. Novi testovi, poboljšanja.
Uspjeh je došao 13. prosinca 1939. godine. Od tog dana motori su stalno radili. A 25. siječnja 1940. održana su službena letačka ispitivanja. Okupilo se čvrsto povjerenstvo: predstavnici Narodnog komesarijata zrakoplovne industrije na čelu sa zamjenikom narodnog komesara P. A. Voronin, cijelo upravljanje pogonom, 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 uzletišta. Više puta pokrenuti i isključeni ramjetni motori, povećavajući i smanjujući njihov potisak. Članovi komisije promatrali su sa pomiješanim osjećajem znatiželje i strepnje kako uski vatreni mlazovi izbijaju iz mlaznih motora s povećanjem potiska. Pri najvećem potisku čak su premašili duljinu trupa. Zrakoplov se, kao da se ništa nije dogodilo, skretao, a pilot ga je, očito, mirno kontrolirao.
U aktu komisije, sastavljenom kao potvrda ovog značajnog događaja, rečeno je: „radom tvornice Aviakhim stvoren je zračno-raketni motor zrakoplova koji stabilno djeluje na zrakoplovu i povećava brzinu leta. Operativna sigurnost, vatrootpornost i trajnost motora provjereni su dugotrajnim ispitivanjima."
Samo dvije i pol godine kasnije, prve strane motore s izravnim protokom testirao je u Njemačkoj profesor E. Senger na avionu Dornier. Tako je zahvaljujući radu Merkulova naša zemlja dobila prioritet u razvoju ramjetnih motora.
Godine 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 za četrdeset kilometara na sat.
Uspješni letni testovi mlaznih motora privukli su pozornost zračnih programera. U tri dizajnerska tima L. P. Kurbaly - A. A. Borovkova, I. F. Florov i A. Ya. Shcherbakov je počeo projektirati klipne zrakoplove, 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 zrakoplove Merkulov vrši proračune za ramjetne motore.
U to je vrijeme Shcherbakov (voditelj odjela za posebne dizajne tvornice Aviakhim), koji je uspješno izvodio radove na vučenju jedrilica na velikoj visini u stratosferi pomoću takozvanog "zračnog vlaka", a također je stvorio i prvi u zemlji kabine pod pritiskom, predložio je Merkulovu da se ujedini i pokuša nabaviti biljku. Shcherbakov se planirao pozabaviti lovcima velike brzine s kabinama pod pritiskom, Merkulov - ramjet motorima za njih.
U ožujku 1941. vodstvo zemlje odobrilo je odluku o stvaranju takve tvornice. Shcherbakov je imenovan glavnim dizajnerom, Merkulov njegovim zamjenikom. No tvornica nikada nije otvorena - izbio je rat. Merkulov dobiva zadatak stvoriti ramjetne motore za A. S. Jakovleva - Jak -7. Imenovan je za čelnika malog SKB -a.
Morao sam raditi u teškim uvjetima. Evakuacija. Novosibirsk, pa Taškent. Svuda vlada nered. U proljeće 1942., kada su Nijemci otjerani, vratio se u Moskvu. Nije bilo proizvodne baze. Industrija je prešla na zadovoljavanje potreba fronta. Testiranja i fino podešavanje novog ramjet motora DM-4s promjera petsto milimetara polako su napredovali.
Konačno, Yak-7 opremljen je dodatnim motorima. Merkulov je namjeravao provesti opsežna istraživanja. U jednom od letova s ramjetnim motorima dobiveno je povećanje brzine - više od pedeset kilometara na sat. Uprava letačke testne stanice odlučila je prilagoditi pokazivač brzine zrakoplova radi preciznijih mjerenja. No, pri letenju na mjernoj bazi (bez ramjetnih motora) dolazi do kvara u lovcu, a testni pilot S. N. Anokhin je bio prisiljen staviti ga "na trbuh" na orano polje krumpira. Kao rezultat toga, automobil je stradao, a naporan rad motorne ekipe je uništen.
Novi lovac nije dodijeljen Merkulovu. Testiranja, koja su se odnosila na mali porast brzine, koju su dali ramjetni motori, smanjenje brzine s isključenim ramjetom, kao i veliku potrošnju benzina, Narodni komesarijat zrakoplovne industrije odlučio je prekinuti.
Krajem 1945. još je jedan zanimljiv prijedlog I. A. Merkulova je prvi pretplatnik. Lavochkin je tada stvarao prvi zrakoplov sa krilima u zemlji, La-160. No, pokazalo se da je bio donekle težak 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. Dakle, sredinom pedesetih godina, kao voditelj 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 znanosti, Merkulov je završio rad na još jednoj zanimljivoj vrsti motora. Bio je to mlazni motor na plinsku turbinu. No, kao i prošli put, nije ga bilo moguće izgraditi.
Krajem 1960. Merkulov je dobio certifikat izumitelja za ionski motor. Zatim je sudjelovao u pripremi i ispitivanju sličnog motora na satelitu Meteor-18.
Od sredine sedamdesetih, čim je institut VNIIPItransprogress organiziran za razvoj netradicionalnih načina prijevoza, Merkulov je tamo vodeći dizajner. Sudjeluje u stvaranju niza projekata za sustave zemaljskog prijevoza ultra velikim brzinama. Znatno 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 zrakoplova. No nisu sve ideje dizajnera bile ostvarene.
