Удельный импульс ЖРД составлял 204 секунды, а ПВРД — 600–800 секунд. Проектом предусматривалось, что самолет будет взлетать с помощью ЖРД, а крейсерский полет осуществлять на ПВРД, которые должны были запускаться на высоте 50 метров и скорости 260 км/ч. Расчетная максимальная скорость самолета — 900 км/ч, потолок — 9000 метров, на который он должен был подниматься за 2 минуты.
Постановление ГКО № 2105сс было подписано 26 июня 1942 года. При этом предусматривалась постройка для испытаний по две машины конструкции Костикова, как говорилось в документе, с двумя вариантами ПВРД и одного экземпляра для статических испытаний на прочность.
Компоновка самолета БИ с вытеснительной системой подачи компонентов топлива.Эскизный проект самолета «302» предъявили заказчику в том же году, и по мере того, как институт освобождался от работ по созданию гвардейских минометов, переходивших на широкую промышленную базу, все силы коллектива сосредотачивались на работе по реактивному перехватчику. Для постройки самолетов привлекались заводы № 23, 119, 20, 305, 30, Всесоюзний институт авиационного материаловедения (ВИАМ), мастерские в Савелово и ЦАГИ.
Однако работы по машине затянулись, главным образом из-за трудностей, встретившихся при разработке ПВРД, что послужило поводом для перехода сначала к четырехкамерному (две камеры в хвостовой части фюзеляжа и две — в крыле), а затем — к двухкамерному ЖРД РД-2М, но и его еще предстояло создать. При этом размах крыла уменьшили с 11,4 до 9,55 метра.
Самолет «302П» представлял собой деревянный свободнонесущий моноплан с низкорасположенным крылом. Фюзеляж — монокок овального сечения. Крыло двухлонжеронное, с фанерной обшивкой, было набрано из «махоустойчивых» профилей RAF-34 относительной толщиной 15 % у корня и NACA-30 относительной толщиной 8 % на концах. Механизация крыла состояла из посадочных щитков с углом отклонения 50 градусов. Помимо двух пушек ШВАК под крылом предусмотрели направляющие для реактивных снарядов.
Первый опытный экземпляр самолета, из двух построенных в 1943 году, чтобы не терять времени, решили испытать в безмоторном варианте. Летчики-испытатели, в частности С. Н. Анохин, М. Л. Галлай и Б. Н. Кудрин, отмечали хорошие пилотажные характеристики планера, получившего обозначение «302П». Максимальное значение аэродинамического качества по результатам исследований в ЦАГИ достигало 15. По результатам этих испытаний доработали вторую машину и в марте 1944 года исследовали в натурной аэродинамической трубе ЦАГИ Т-101. Но она так и не дождалась своего двигателя.
Планер самолета БИ. Сентябрь 1941 года.Компоновка первого варианта самолета БИ с четырьмя пулеметами, по материалам эскизного проекта:1 — боекомплект пулеметов калибра 7,62 мм; 2 — боекомплект пулеметов калибра 12,7 мм; 3 — баллон окислителя; 4 — баллон воздуха; 5 — ЖРД; 6 — пулемет калибра 12,7 мм; 7 — пулемет калибра 7,62 мм; 8 — баллон горючего.
15 мая 1942 года на аэродроме Кольцово под Свердловском (ныне Екатеринбург) произошло событие, которое советские идеологи окрестили не чем иным, как «Полетом в новое». В тот день летчик-испытатель НИИ ВВС Григорий Яковлевич Бахчиванджи совершил первый полет на истребителе-перехватчике БИ с ЖРД.
Разработка самолета началась в КБ-293 (г. Химки Московской области) В. Ф. Болховитинова по инициативе А. Я. Березняка с привлечением А. М. Исаева весной 1941 года после ознакомления с разрабатывавшимся в РНИИ под руководством Л. С. Душкина ЖРД Д-1А-1100 тягой 1100 кгс. Планировалось, что для ЖРД, работавшего на азотной кислоте и керосине, будет создан турбонасосный агрегат (ТНА) для подачи компонентов топлива.
Топливная пара азотная кислота — керосин по сравнению с немецкой имела важное преимущество — лучшую пожарную безопасность, хотя протечки азотной кислоты приводили к преждевременному разрушению элементов конструкции планера.
Поскольку самолет разрабатывался как перехватчик, то на нем предусмотрели три варианта вооружения: четыре пулемета ШКАС, по два пулемета Березина и ШКАС и две пушки ШВАК.
Однако вскоре выяснилось, что создать ТНА в срок не удастся, и вынуждены были перейти к более простой, но и более тяжелой вытеснительной системе подачи компонентов топлива. Пришлось заново перекомпоновать машину, установив баллон со сжатым воздухом и сократив запас топлива. В итоге машина полегчала с 3000 до 1500 кг, но время активного участка полета резко сократилось до двух минут. В то же время возросшая тяговооруженность позволила сделать траекторию полета более крутой и сократить время догона неприятеля.
Расчеты показали, что при взлетном весе 1500 кг самолет сможет летать со скоростью до 900 км/ч и иметь скороподъемность у земли 180 м/с. При этом разбег не превышал 350 метров.
Война нарушила привычный ритм работы КБ, и через несколько дней эскизный проект перехватчика за подписями В. Ф. Болховитинова, А. Я. Березняка, А. М. Исаева и Л. С. Душкина отправили Сталину, одобрившему проект.
22 июня 1941 года В. Ф. Болховитинов направил в НКАП официальную заявку на создание реактивного истребителя. Постановление же ГКО № 348cc о создании «перехватчика» с реактивным двигателем было подписано 1 августа 1941 года, а спустя два дня вышел приказ НКАП № 792сс, в соответствии с которым директору и главному инженеру завода № 293 Болховитинову поручалось спроектировать и построить пять самолетов с реактивным двигателем НИИ-3 Наркомата боеприпасов. При этом первую машину предписывалось сдать к 5 сентября, а пятую — к 5 ноября 1941 года. При этом самолет должен развивать скорость 850–900 км/ч (посадочная — 100 км/ч), подниматься на высоту 16 000 метров и летать на расстояние 120–170 км. Время разбега — 9 секунд, разгон до 900 км/ч — 21 секунда и подъем на высоту 5000 метров — 30 секунд. Продолжительность полета от взлета до посадки должна была быть не менее пяти минут.
Самолет БИ-1, пока еще без пушек.Задавалось и вооружение: две пушки ШВАК с боезапасом по 90 патронов на ствол и два пулемета ШКАС с суммарным боекомплектом 400 патронов.
Спустя несколько дней ОКБ-293 усилили, переведя туда группу конструкторов во главе с И. Ф. Флоровым и А. А. Боровковым из расформированного ОКБ-207.
Спустя 36 лет Алексей Михайлович Исаев напишет:
«Начинается лихорадочная работа всего коллектива: конструкторы делают эскизы и несут их в цехи… Через 30 дней[9] первая машина выкатывается из сборочного цеха. Она идет на продувку в новую большую аэродинамическую трубу ЦАГИ…[10] Другая машина готовится к буксировке за самолетом…
И наконец, в ОКБ Болховитинова привозят первый двигатель. Он устанавливается на стальную ферму, начиненную стальными баллонами, перед которыми находится кресло пилота и сектор газа. Начинается отладка двигательной установки.
Сейчас даже страшно вспомнить, что это была за двигательная установка. Баллоны для азотной кислоты были из хромансиля. Дроссель для регулирования тяги — тоже из углеродистой стали. Для редуцирования сжатого воздуха, идущего в топливные баллоны, был установлен маленький редуктор от обычного кислородного баллона, используемый при сварке. Его оказалось недостаточно. Пришлось поставить еще один, потом еще два. Весь монтаж был сделан на 20-мм трубах из алюминиево-магниевого сплава. Дроссель заклинивал, хромансилевые баллоны сильно корродировали, соединения «травили». Почему не произошло ни одного несчастного случая — совершенно не понятно».
Летчик-испытатель Г. Я. Бахчиванджи.По результатам испытаний самолета в аэродинамической трубе Т-101 ЦАГИ для повышения запаса путевой устойчивости установили на концах стабилизатора «шайбы». Одновременно увеличили и площадь руля поворота.
Сразу же после завершения испытаний в ЦАГИ летчик Б. Н. Кудрин приступил к испытаниям «БИ» в планерном варианте, буксируя его за бомбардировщиком Пе-2. Пятнадцати полетов оказалось вполне достаточно, чтобы определить запасы устойчивости и управляемости машины на заключительных этапах ее полета. Тогда же выяснилось, что для повышения запаса путевой устойчивости необходимо увеличить площадь вертикального оперения, но нашли более простое решение, установив на концах стабилизатора шайбы.
Первый полет БИ-1 закончился поломкой, но это не испортило праздничное настроение его создателей.Самолет БИ-2 на лыжах.Времени и сил хронически не хватало, вдобавок в октябре началась эвакуация предприятия на Урал в поселок Билимбай. На новом месте к работе по самолету приступили лишь в январе 1942 года, причем многое пришлось делать заново.
