Текст книги "Европейские самолеты вертикального взлета"

Автор книги: Евгений Ружицкий

сообщить о нарушении

Текущая страница: 3 (всего у книги 11 страниц)

ГЕРМАНИЯ
Проекты СВВП, разработанные во время второй мировой воины
Проект Хейнкель «Юлия»

Вертикально стартующий истребитель– перехватчик

Весной 1944 г. немецкому верховному командованию стало ясно, что возрастающим налетам бомбардировщиков союзников на промышленные центры «третьего рейха» невозможно противостоять обычными средствами ПВО. Поэтому рассматривались самые необычные и даже фантастические предложения по перехвату и уничтожению бомбардировочных соединений, из которых очень немногие оказались реально осуществимыми. Одним из таких предложений, которое обеспечивало возможность практической реализации, был проект дешевого вертикально стартующего ракетного истребителя-перехватчика. Такой способ взлета не требовал применения специальной системы управления, используемой на вертикально взлетающих самолетах, и в значительной степени был подготовлен опытом постройки и испытаний исследовательских ракет, запускаемых с помощью вертикальных направляющих.

Концепцию вертикально стартующего перехватчика впервые выдвинул известный конструктор ракетных двигателей и ракет Вернер фон Браун в меморандуме Техническому департаменту от 6 июля 1939 г. В. Браун предлагал самолет взлетной массой 5000 кг с одним ракетным двигателем тягой 10 тс. Самолет должен был взлетать вертикально с помощью направляющих длиной 6 м, боевая высота в 8000 м должна была набираться за 53 секунды. Хотя эта схема была отклонена как трудноосуществимая, но концепция была использована конструктором Эриком Бахемом, ставшим техническим директором фирмы «Герхард Физелер верке», для разработки двух проектов вертикально стартующих самолетов под обозначением Fi. 166. В одном из этих проектов, получившем название «Высотный охотник»-1, предлагалось использовать реактивный истребитель Мессершмитт Me.262, стартующий вертикально с помощью ракеты– разгонщика, обеспечивающей подъем самолета на высоту 12 км, где ракета-раз– гонщик отделялась и возвращалась на землю с помощью парашюта, а отделившийся самолет выполнял боевое задание. Во втором проекте предлагалось использовать модернизированный истребитель Мессершмитт BM09TL. Эти проекты также были отклонены, но позже, в 1944 г., получили развитие в работах фирмы «Хейнкель», предложившей проекты вертикально стартующих самолетов «Юлия» 1 и 2 с ЖРД «Вальтер» и стартовыми ракетными ускорителями.

Проект вертикально стартующего истребителя Хейнкель

Была начата разработка двух вариантов самолета «Юлия» 2 (проект Р-1077) с лежачим и обычным положением летчика и были проведены испытания их моделей. В сентябре 1944 г. была начата постройка полномасштабного макета и пяти опытных самолетов, прерванная поражением Германии. Причем макет был испытан в полете, буксируясь на тросе за самолетом. Самолет «Юлия» 2 имел прямое крыло малого удлинения и двухкилевое вертикальное оперение, вооружение должно было состоять из двух пушек калибром 30 мм по бокам фюзеляжа. Самолет должен был стартовать вертикально с помощью направляющих и после выполнения боевого задания совершать посадку на лыжное шасси.

Фирмой «Хейнкель» и другими фирмами в конце войны был разработан ряд интересных проектов вертикально взлетающих ис– требителей-перехватчиков и других СВВП.

Проект вертикально стартующего истребителя Хейнкель «Юлия»2

Проект Хейнкель «Игрек»

Вертикально взлетающий истребитель– перехватчик

В 1944 г. фирмой «Хейнкель» был разработан оригинальный проект вертикально взлетающего истребителя-перехватчика, получившего название «Игрек». Этот самолет, совершающий взлет и посадку при вертикальном положении фюзеляжа, должен был иметь Y-образное крыло, консоли которого располагались под углом 120°, и крестообразное оперение, на концах которого были установлены опоры шасси, в носовой части размещались кабина летчика и вооружение. Силовая установка должна была состоять из трех ПВРД, установленных на концах крыла, и ракетных двигателей, расположенных в хвостовой части фюзеляжа.

СВВП должен был вертикально взлетать, используя тягу ЖРД, и набирать высоту, разгоняясь до скорости, при которой включались ПВРД, а после выполнения боевого задания совершать вертикальную посадку. Этот явно амбициозный проект остался «бумажным», разработка его не вышла за рамки предложения концепции и предварительных исследований, поэтому какие-либо сведения о его конструкции и характеристиках отсутствуют.

Проект СВВП Хейнкель «Игрек»

Проект Хейнкель «Веспе»

Вертикально взлетающий истребитель– перехватчик

В 1944 г. на заводе фирмы «Хейнкель» в Вене был разработан проект вертикально взлетающего истребителя-перехватчика «Веспе» (оса), в котором было предложено использовать кольцевое крыло с установленным в нем воздушным винтом, приводимым ТВД. Истребитель должен был совершать взлет при вертикальном положении фюзеляжа, устанавливаемого на стоянке на трехопорном шасси, опоры которого размещались на концах оперения.

Кольцевое крыло диаметром 6,2 м и площадью 29,7 м 2крепилось к фюзеляжу с помощью трех профилированных поверхностей, расположенных под углом 120° друг к другу, причем верхняя поверхность располагалась вертикально, а две боковые были снабжены горизонтальными консолями, выступающими за кольцевое крыло.

Проект СВВП Хейнкель «Веспе»

Схема СВВП Хейнкель «Лерхе»

Стреловидное оперение имело нижнюю вертикальную поверхность, используемую как киль, и V-образный стабилизатор.

В носовой части размещалась одноместная кабина, в которой летчик располагался лежа, и вооружение, состоящее из двух автоматических пушек калибром 30 мм и боезапаса к ним.

Шестилопастный воздушный винт должен был приводиться от ТВД Даймлер-Бенц DBPTL 021 мощностью 2000 л.с., установленного в фюзеляже и создающего также реактивную тягу.

Истребитель должен был вертикально взлетать, затем, совершая горку, переходить к горизонтальному полету или набирать высоту и выполнять боевые задания. Для посадки истребитель при снижении с торможением постепенно должен был принимать вертикальное положение и, зависнув над посадочной площадкой, совершать вертикальную посадку.

Расчетная взлетная масса истребителя 2140 кг, длина фюзеляжа – 8 м, максимальная скорость – 800 км/ч.

На базе проекта «Оса» в начале 1945 г. был разработан проект истребителя– перехватчика с кольцевым крылом «Лерхе» (жаворонок), имеющего подобную компоновку, но снабженного двумя поршневыми двигателями Даймлер– Бснц BD605D мощностью по 2000 л.с., установленными в фюзеляже и приводящими соосные воздушные винты противоположного вращения, применение которых устраняло гироскопический эффект, затрудняющий управление самолетом.

Истребитель «Жаворонок» должен был иметь несколько большую длину, чем «Оса» (9,5 м) и большую взлетную массу. Летчик тоже должен был располагаться лежа, что должно было причинять неудобство при эксплуатации. Вооружение должно было состоять из двух автоматических пушек калибром 30 мм, максимальная скорость должна была составлять 800 км/ч.

Оба проекта остались нереализованными, но к схеме СВВП с кольцевым крылом и вертикальным положением фюзеляжа вернулись позже во Франции, где был разработан ряд проектов колеоптеров (СВВП с кольцевым крылом).

Проект Фокке– Вульф «Трибфлюгель»

Вертикально взлетающий истребитель

Ряд проектов боевых вертикально взлетающих самолетов был разработай в Германии во время второй мировой войны известным конст руктором Куртом Танком вместе с Д. Кюхеманом и X. Халиманом. Большинство СВВП должно было иметь вертикальное положение фюзеляжа при взлете и было предназначено для использования в качестве истребителей.

В проекте истребителя К. Танка, получившего название «Трибфлюгель» (крыло-воздушный винт), разработанном фирмой «Фокке-Вульф» в 1944 г., отсутствовало крыло. Самолет должен был вертикально взлетать и садиться при вертикальном положении фюзеляжа. Вертикальная тяга при взлете должна была создаваться трехлопастным несущим винтом диаметром 11,4 м с реактивным приводом. Привод винта во вращение осуществлялся с помощью ПВРД, установленных на концах лопастей. Для раскрутки несущего винта предполагалось использовать небольшие ЖРД «Вальтер».

Проект СВВП Фокке-Вульф «Трибфлюгель»

Схема СВВП Фокке– Вульф «Трибфлюгель»

После вертикального взлета самолет должен был переходить к горизонтальному полету, который должен был производиться с небольшим углом кабрирования тангажа так, чтобы винт работал на режиме косой обдувки и создавал кроме горизонтальной силы тяги также и необходимую подъемную силу (боковую силу на винте).

Управление самолетом должно было обеспечиваться с помощью аэродинамических рулей на крестообразном оперении. Летчик должен был располагаться в хорошо остекленной кабине в носовой части, где размещалось также вооружение (пулеметы и пушки) с боекомплектом, топливный бак находился в центральной части фюзеляжа.

Расчетные характеристики этого истребителя следующие: взлетная масса 5175 кг, масса пустого 3200 кг; максимальная эквивалентная мощность у земли 10 200 э.л.с., максимальная скороподъемность у земли 125 м/с, максимальная скорость у земли 1000 км/ч. Как видно из этих данных, в проекте истребителя была задана огромная энерговооруженность, недостижимая при использовании других двигателей, почти 2 л.с./кг, которая должна была обеспечивать не только высокую скороподъемность, но и большую скорость полета.

Вертикальное положение фюзеляжа при взлете и посадке потребовало разработки специального шасси с одной главной и четырьмя вспомогательными опорами. Главная опора шасси размещалась в хвостовой части фюзеляжа, а выдвижные вспомогательные опоры в обтекателях на концах крестообразного оперения. Все опоры были снабжены самоориентирующимися колесами, обеспечивающими возможность рулежки.

Работа над проектом этого истребителя ограничилась не только стадией предварительного проектирования и экспериментальных исследований, но и подробной конструкторской разработкой. Из-за своей сложности и новизны, граничащей с фантастикой, проект остался нереализованным, однако многие использованные в нем технические идеи нашли свое отражение впоследствии в других проектах, разрабатывавшихся в Великобритании, США и Франции.

Проект Фокке– Ахгелис Fa-269

СВВП с поворотными винтами

Во время второй мировой войны в Германии также исследовались проекты вертикально взлетающих боевых и транспортных самолетов с поворотными винтами. Проект одного из таких самолетов, предложенный конструкторами вертолетов Генрихом Фок– ке и Антоном Флеттнером и получивший обозначение Fa-269, разрабатывался фирмой «Фокке-Ахгелис». СВВП был выполнен по схеме моноплана с прямым сре– днерасположенным крылом и одним поршневым двигателем, установленным в фюзеляже. Он должен был иметь толкающие воздушные винты, приводимые с помощью трансмиссии. Винты должны были отклоняться перед взлетом и посадкой вниз под крыло, благодаря чему на этих режимах они могли создавать вертикальную тягу. Предполагалось использовать трехлопастные винты, которые должны были иметь большой диаметр, поэтому для отклонения винтов вниз требовалось трехопорное шасси с длинными стойками. Проект остался нереализованным. Была построена только демонстрационная модель. Следует отметить, что подобная система отклонения винтов на небольшой угол была впоследствии использована для уменьшения длины разбега и пробега на самолете Дорнье Do.28.

Проект СВВП с поворотным крылом и винтами Р. 1003 был также разработан в 1938 г. конструкторами Рорбахом и Симоном фирмы «Вессерфлюг». СВВП был выполнен по схеме моноплана с высокорасположенным крылом, консоли которого с гондолами и винтами могли поворачиваться на 90°. Проект остался нереализованным, но такая схема СВВП была позже использована в других проектах.

Проект СВВП Фокке-Ахгелис Fa-269

Проект СВВП Р.1003

Бахем Ва.349 «Наттер»

Вертикально стартующий истребитель– перехватчик

Больший успех сопутствовал работам Э. Бахема. Когда весной 1944 г. в Германии были разработаны требования к небольшому дешевому истребителю объектовой ПВО, Э. Бахем, который продолжал сотрудничать с В. Брауном и следил за работами над ракетными двигателями в Пене– мюнде, предложил свой проект под обозначением BP.20 «Наттер» (гадюка). К проекту «Наттера» непосредственный интерес проявил рейхсканцлер Г. Гиммлер, пообещав личную поддержку и придав ему высочайший приоритет. В августе 1944 г. в рамках «срочной программы истребителя» начались работы над проектом BP.20.

Вертикально стартующий истребитель Бахем Ва.349 «Наттер» в Смитсонианском национальном аэрокосмическом музее в Вашингтоне

Первоначальная конфигурация самолета «Каттер» отвечала такой схеме атаки: после применения бортового оружия из неуправляемых ракет пилот затем должен был использовать оставшуюся кинетическую энергию самолета для набора высоты с последующим пикированием на цель и ее тараном. Непосредственно перед столкновением пилот должен был катапультироваться, а хвостовая часть самолета с двигателем должна была приземляться на парашюте, что позволило бы ее снова использовать.

Параллельно с разработкой и уточнением конструкции проводились испытания в аэродинамической трубе в Брауншвейге, в которых исследовались характеристики самолета до скорости М = 0,95.

Была заказана первая партия из 50 опытных самолетов, получивших обозначение Ва.349; сборка первых самолетов была закончена за три месяца, прошедших с момента начала работ. Первый планирующий полет был совершен под Нюрнбергом в ноябре 1944 г. Самолет Ва.349, имевший взлетную массу 1700 кг, был поднят на высоту 6000 м самолетом-буксировщиком Не-111 и отцеплен. Летчик– испытатель отмечал, что устойчивость самолета Ва.349 была в норме, управление было простым и эффективным на всех скоростях от 200 до 680 км/ч. Первая попытка беспилотного вертикального старта была предпринята 18 декабря 1944 г. Самолет был оснащен четырьмя ракетными ускорителями «Шмиддииг». Испытания закончились неудачей – самолет даже не сошел с направляющих. Через четыре дня при старте самолет сошел с направляющих и набрал высоту.

Затем были успешно проведены еще 10 стартов беспилотных Ва.349, хотя выяснилось, что скорость перед сбросом ускорителей оказалась недостаточной для нормальной работы рулей, поэтому их хорда была увеличена в два раза, нижняя часть киля была укорочена, а верхняя – удлинена. Были установлены и охлаждаемые водой газовые рули, которые работали 30 с при разгоне до нормальной скорости полета.

Первый полет самолета с ЖРД «Вальтер» А-1 производился с манекеном в кабине. Самолет Ва.349 был запущен успешно, на заданной высоте носовая часть и двигатель отделились, а манекен и двигатель были спасены с помощью парашютов. Результаты испытаний произвели впечатление на руководство, потребовавшее немедленно провести испытания с пилотом; 28 февраля обер-лейтенант Лотар Зиберт, добровольно согласившийся на подобные испытания, стартовал на Ва.349. Самолет набрал высоту 500 м, после чего фонарь кабины самопроизвольно открылся. Самолет перевернулся через хвост на высоте 1500 м, спикировал к земле и взорвался, летчик погиб.

Направляющие для вертикального старта истребителя «Наттер» с площадкой сверху для входа летчика в кабину

Несмотря на катастрофу, нашлись другие добровольцы и были проведены три успешных пилотируемых полета, а самолет был передан для войсковых испытаний. На перехватчике решили установить ЖРД «Вальтер»-509С-1, имевший дополнительную «крейсерскую» камеру сгорания, что потребовало переделки задней части фюзеляжа. Была увеличена и высота фюзеляжа, чтобы разместить две 30-мм пушки в качестве альтернативного вооружения ракетам. Стартовые ускорители были передвинуты несколько назад. Была предусмотрена возможность замены четырех ускорителей на два тягой до 1000 кгс.

Самолет получил обозначение Ва.349В и стал сразу серийным самолетом. Продолжительность полета должна была возрасти до 4,36 мин при скорости 790 км/ч на высоте 3000 м, по сравнению с 2,23 мин для первой серии. При этом взлетная масса самолета стала больше на 58 кг. Было построено только три самолета Ва.349, но лишь один из них поднялся в воздух, причем со старыми стартовыми ускорителями.

Всего успели построить 36 самолетов «Наттер», а испытать 25, причем только 7 в пилотируемом полете. В апреле 1945 г. 10 самолетов «Наттер» были размещены под Штудтгартом для отражения налетов американских бомбардировщиков, но вступить в бой им не пришлось. «Наттеры» и их пусковые установки были уничтожены собственными расчетами. Сохранился один самолет, который находится в Смитсонианском национальном аэрокосмическом музее в Вашингтоне.

Компоновочная схема самолета «Наттер»

Конструкция

Самолет выполнен по схеме моноплана с одним ЖРД и не имеет шасси, взлетает вертикально с направляющих с помощью стартовых ускорителей. Конструкция самолета цельнодеревянная, металл использовался только для органов управления, шарниров и узлов крепления.

Фюзеляж имел полумо– иококовую конструкцию круглого сечения с одноместной кабиной в носовой части. Особое внимание уделялось обеспечению защиты пилота. Перед пилотом располагалась бронированная перегородка, имевшая вырезы под педали управления, которые располагались по бокам сот. С боков пилота прикрывала броня типа «сэндвич». Сзади была бронепе– регородка, отделявшая пилота от топливных баков. Сразу за задней перегородкой кабины размещались два топливных бака: бак над лонжероном крыла вмещал 440 л топлива, а под лонжероном – 190 л.

Крыло прямое, неразрезное, имело лонжерон, проходивший от одной консоли к другой через фюзеляжные топливные баки. Крыло имело симметричный профиль с относительной толщиной 12% на 50% хорды. Механизация на крыле отсутствовала. Крыло и оперение имели в плане прямоугольную форму и максимально простую конструкцию.

Оперение крестообразное с несущим стабилизатором. Управление осуществлялось рулевыми поверхностями, которые составляли часть хвостового оперения.

Силовая установка состояла из одного,ЖРД «Вальтер» 509С-1 тягой 2000 кгс и четырех стартовых ускорителей тягой по 500 кгс.

Оборудование кабины было «спартанским» и включало простейшие пилотажные приборы и кольцевой прицел с мушкой на фюзеляже.

Вооружение размещалось в носовой части со сбрасываемым обтекателем из шестигранных труб для ракет Хеншель Hs.217 «Фен» калибром 73 мм или четырехгранных для 55-мм ракет R4M, в которых размещалось от 20 до 33 ракет.

Характеристика самолета Ва.349В-1 «Наттер»

Размеры:

размах крыла 4 м

длина самолета г о м

высота самолета 0 0 , 2,24 м

площадь крыла 4 5 м 2

Двигатели

1 ЖРД «Вальтер» стартовые РДТТ HWK509C-1

взлетная тяга 2000 кгс 4x500 кгс

Массы и нагрузки:

взлетная (с ускорителями) 2234 кг

без ускорителей 1770 кг

пустого «80 кг

Летные данные:

максимальная скорость

на высоте 5000 м 990 км/ч

крейсерская скорость 790 км/ч

максимальная скороподъемность 190 м/с

дальность полета: на высоте 6000 м 55 км

на высоте 10 000 м 40 км

Продолжительность полета:

на высоте 6000 м 4,13 мин

на высоте 9000 м 3,15 мин

Вооружение 24 73-мм ракеты «Шторм»

или 33 55-мм R4M; или две 30-мм пушки МК. 108 с 30 снарядами на ствол

Эксплуатация. Для запуска самолет Ва.349 устанавливался на вертикальных направляющих длиной 25 м. Законцовки крыла и нижней части киля были усилены для движения по направляющим. Направляющие могли отклоняться в горизонтальное положение для заправки самолета. Тяга маршевого двигателя была меньше нужной для обеспечения вертикального взлета, поэтому предусматривалось использование четырех твердотопливных ракетных ускорителей «Шмиддинг», работающих 10 с и затем сбрасывающихся. При старте ускорение не должно было превышать 2,2 д, тем не менее во избежание потери управления рули блокировались перед стартом в позиции, обеспечивающей сход с направляющих в нужную сторону. После старта на высоте 170 – 200 м сбрасывались ускорители и включался автопилот, управляемый по радио с земли.

В 1,5 – 3 км от цели летчик должен был отключить автопилот, сбросить носовой обтекатель, сблизиться с целью и пустить все ракеты одним залпом. Так как задачей летчика было только направить самолет на цель, планировалось использовать летчиков без особой специальной подготовки – только инструктаж на земле. После выполнения атаки летчик отстегивал ремни, отсоединял штурвал и сбрасывал носовую часть фюзеляжа. Она отбрасывалась вместе с лобовым остеклением, передней перегородкой и приборной доской. Одновременно открывался парашют хвостовой части фюзеляжа. Последующее торможение откидывало летчика вперед от самолета, после чего он открывал свой парашют.