История самолетов 1919 – 1945

Самолет Не-162 (рис. 4.72) представлял собой одноместный однодвигательный моноплан с металлическим фюзеляжем и деревянным крылом. Для упрощения процесса сборки двигатель BMW-003 установили на фюзеляже. Самолет должен был иметь простейшее пилотажное оборудование и очень ограниченный ресурс. Вооружение состояло из двух пушек калибром 20 мм. По планам Министерства авиации предполагалось в январе 1945 г. выпустить 50 самолетов, в феврале – 100 и далее наращивать производство до 1000 машин в месяц [31, с. 195]. Не-162 должен был стать основным самолетом для создаваемого по приказу фюрера народного ополчения Фолькштурм. Руководству молодежной организации Гитлерюгенд поручили в кратчайшие сроки подготовить несколько тысяч пилотов для этого самолета.

Не-162 спроектировали, построили и испытали всего за три месяца. Первый полет состоялся 6 декабря 1944 г., а уже в январе на метких предприятиях в горных районах Австрии начали серийный выпуск машины. Но было уже стишком поздно. До конца войны на вооружение успели передать только 50 самолетов, еще 100 было подготовлено к испытаниям, около 800 Не-162 находились на различных стадиях сборки. В боевых действиях самолет не участвовал. Это позволило спасти жизни не только солдат антигитлеровской коалиции, но и сотен немецких юношей: как показали испытания Не-162 в СССР [53], самолет имел плохую устойчивость, и использование на нем в качестве пилотов 15-16-летних подростков, практически не имевших летной подготовки (все "обучение" заключалось в нескольких полетах на планере» было бы равноценно их убийству.

Рис.4.72. Хейнкель Не-162

Большинство первых реактивных самолетов имело прямое крыло. Среди серийных машин исключение составлял Me-163, но стреловидность в данном случае была обусловлена необходимостью обеспечить продольную балансировку самолета схемы "бесхвостка" и была слишком мала, чтобы заметно влиять на Мкрит.

Возникновение скачков уплотнения на больших скоростях послужило причиной целого ряда катастроф, причем, в отличие от винтомоторных самолетов, волновой кризис происходил не при пикировании, а в горизонтальном полете. Первым из таких трагических происшествий была гибель Г. Я. Бахчиванджи. С началом серийного производства реактивных самолетов эти случаи участились. Вот как описывает их летчик-испытатель фирмы Мессершмитт Л. Гофман: "Эти катастрофы (по словам свидетелей, внушаюших доверие) происходили следующим образом. Самолет Me 262 после достижения в горизонтальном полете большой скорости самопроизвольно переходил в пикирование, вывести из которого самолет летчику уже не удавалось. Установить причины этих катастроф путем расследования практически было невозможно, так как летчики не оставались в живых, а самолеты полностью разбивались. В результате этих катастроф погибли один летчик-испытатель фирмы "Мессершмитт" и целый ряд военных летчиков" [54, с. 40].

Загадочные катастрофы ограничивали возможности реактивной авиации. Так, по указанию военного руководства, максимально допустимые скорости Me-163 и Ме- 262 не должны были превышать 900 км/ч [20, с. 33; 54, с. 42].

Когда к концу войны ученые стали догадываться о причинах затягивания самолетов в пикирование, немцы вспомнили рекомендации А. Буземанна и А. Бетца о преимуществах стреловидного крыла на больших скоростях[57]. Первым самолетом, в котором стреловидность несущей поверхности была выбрана специально для уменьшения волнового сопротивления, явился описанный выше Юнкере Ju-287. Незадолго до конца войны, по инициативе главного аэродинамика фирмы Арадо Р. Козина, начались работы по созданию варианта самолета Ar-234 с крылом, так называемой, серповидной формы. Стреловидность у корня составляла 37°, к концам крыла она уменьшалась до 25°. При этом благодаря переменной стреловидности крыла и специальному подбору профилей предполагалось обеспечить одинаковые значения Мкрит вдоль размаха. К апрелю 1945 г., когда цеха фирмы были заняты английскими войсками, модифицированный "Арадо" был почти готов. Позднее англичане использовали аналогичное крыло на реактивном бомбардировщике "Виктор".

Применение стреловидности позволяло уменьшить аэродинамическое сопротивление, но на малых скоростях такое крыло было больше подвержено срыву потока и давало меньший Су макс по сравнению с прямым. В результате возникла идея крыла изменяемой в полете стреловидности. С помощью механизма поворота консолей крыла на взлете и посадке должна была устанавливаться минимальная стреловидность, на больших скоростях – максимальная. Автором данной идеи являлся А. Липпиш [55 J. В 1944 г. на фирме Месершмитт, с которой в то время сотрудничал Липпиш, началось строительство реактивного самолета с крылом изменяемой стреловидности. По замыслу командования Люфтваффе, самолет, получивший обозначение Р.1101, должен был заменить Ме-262. Крыло имело максимальный угол стреловидности 40°, горизонтальное оперение – 45°. И конце апреля 1945 г. на 80% собранный самолет был захвачен англо- американскими вооруженными силам. Его привезли в США, и на основе этой машины конструктор Р. Вуд из фирмы Белл в 1951 г. построил и испытал первый реактивный самолете крылом изменяемой стреловидности Белл Х-5.

К числу перспективных разработок в области авиационной техники в Германии следует отнести также проект сверхзвукового реактивного истребителя-перехватчика L.P-13, автором которого вновь был Л. Липпиш. Особенностью аппарата было треугольное крыло малого удлинения с углом стреловидности 60°. Как известно, такая форма крыла широко применялась позднее при создании сверхзвуковых самолетов, т.к. она обеспечивала сравнительно небольшое волновое сопротивление и. вместе с тем, благодаря особенностям трехмерного обтекания поверхности малого удлинения, давала возможность сохранить устойчивость и управляемость на больших углах атаки. Для сверхзвукового полета пред пала гал ось использовать прямоточный воздушно-реактивный двигатель.

Рис.4.73. Сравнение аэродинамического сопротивлении обычного и треугольного крыла на околозвуковых скоростях [45. с 83]

Рис.4.74. DM-1 в аэродинамической лаборатории Ленгли, США

Рис 4.75 Хортен Нo-9

После предварительных аэродинамических исследований, показавших возможность заметного "смягчения" волнового кризиса при применении крыла малого удлинения (рис. 4.73), в 1944 г. Липпиш приступил к созданию безмоторного аналога самолета. Планер, названный DM-1, помимо треугольного крыла малого удлинения отличался необычно большим по площади вертикальным килем (42% от S крыла). Это было сделано ал я сохранения путевой устойчивости и управляемости на больших углах атаки. Внутри киля находилась кабина летчика. Для компенсации перераспределения аэродинамических сил на крыле при околозвуковой скорости, которая должна была достигаться при крутом пикировании с большой высоты, предусматривалась система перекачки водяного балласта в хвостовой бак. К моменту капитуляции Германии строительство планера было почти завершено. После войны DM-1 переправили в США для изучения в аэродинамической трубе (рис. 4.74) (48*).

Еще одной интересной технической разработкой, появившейся в Германии в конце войны, был реактивный самолет-"летающее крыло" Хортен Но-9. Как уже отмечалось, схема "бесхвостка" была весьма удобная компоновки реактивных двигателей в фюзеляже, а стреловидное крыло и отсутствие фюзеляжа и хвостового оперения обеспечивали малое аэродинамическое сопротивление на околозвуковых скоростях. По расчету этот самолет с двумя ТРД Jumo-004B тягой по 900 кг должен был иметь V„ n *c«945 км/ч |39, с. 92 |. В январе 1945 г., посте первого успешного полета опытного образца Ho-9V-2 (рис. 4.75), фирме "Гота" дали заказ на пробную серию из 20 машин, производство которых было включено в чрезвычайную программу обороны Германии. По этот заказ так и остался на бумаге – немецкая авиаиндустрия к тому времени была уже неработоспособна.

Политическая ситуация стимулировала развитие реактивной авиации не только в Германии, но и в других странах, прежде всего в Англии – основном сопернике немецких ВВС в первые годы войны. В этой стране уже имелись технические предпосылки для создания реактивных летательных аппаратов: в 1930-е годы над конструкцией ТРД там работал инженер Ф. Уиттл. Первые работоспособные образцы двигателей Уиттла появились на рубеже 30-40-х годов.

В отличие от немецких двигателей, имевших многоступенчатый осевой компрессор, на английских ТРД применялся одноступенчатый центробежный компрессор, разработанный на основе конструкции центробежных нагнетателей поршневых двигателей. Такой тип компрессора был легче и проще, чем осевой, но имел заметно больший диаметр (табл. 4.16).

48*Следует сказать, что Липпиш был не первым, кто предложил треугольное крыло малого удлинении для скоростных самолетов. До войны такие проекты выдвигали А. С. Москалев и Р. Л Бартини в СССР. M Глухарев в США и др. [56]. Однако эти предложения носили интуитивный характер. Заслуга немецкого конструктора в том, что он впервые научно обосновал преимущества дельта-крыла для сверхзвуковых скоростей.

Таблица 4.16. Характеристики немецких и английских ТРД

Вскоре посте начала войны Министерство авиации Великобритании поручило фирме Глостер построить экспериментальный самолет Е.28/39 для испытаний ТРД Ф. Уиттла W.I. Чтобы максимально засекретить работы, самолет собирали не на авиационном заводе, а в малоприметном автомобильном гараже. Он представлял собой небольшой одноместный моноплан с нестреловидным крылом (рис. 4.76). Первый полет состоялся 15 мая 1941 г., его выполнил летчик-испытатель фирмы Глостер П. Сэйср. Так как тяга двигателя составляла всего 390 кг, скорость Е.28/39 оказалась меньше, чем у винтомоторных самолетов – всего 480 км/ч. Однако, когда в 1943 г. на самолете установили более совершенный ТРД Пауэре Джет W.2/500 с тягой 775 кг, скорость полета возросла до 745 км/ч [39, с.74].