Реактивная авиация Второй мировой войны

Зенгер вместе со своей сотрудницей и будущей женой Иреной Бредт рассчитал различные варианты траекторий и режимов полета бомбардировщика, ниже приводится один из этих вариантов – бомбовый удар по Нью-Йорку с территории Германии (расчетное расстояние от места старта – 6500 км, бомбовая нагрузка – 6 т).

Стартовая тележка разгоняла самолет до скорости 500 м/с, и через 36 секунд после старта на расстоянии 12 км от места взлета включался ракетный двигатель. Запас топлива в 84 т вырабатывался за 336 секунд. После этого скорость достигала 6370 м/с, а высота – 91 км, расстояние от места старта – 736 км, полетный вес самолета – 16 т.

Здесь летчик должен был брать управление на себя и осуществлять дальнейший полет в режиме «волнообразного» полета с неработающим двигателем, представлявшим собой чередование нырков в плотные слои атмосферы с последующим выпрыгиванием в разреженные слои. Режим «волнообразного» полета позволял достигнуть большей дальности по сравнению с обычным установившимся планированием. На расстоянии 5550 км от старта и в 950 км от цели (на 1150 с полета) скорость падала до 6000 м/с, а высота полета снижалась до 50 км. В этот момент производился сброс бомб, после чего полетный вес самолета уменьшался до 10 т.

После сброса бомб самолет в течение 330 секунд должен был совершить разворот радиусом 500 км и направиться к месту старта. Скорость после выхода из разворота доходила до 3700 м/с, а высота – до 38 км. На удалении 100 км от аэродрома посадки скорость составляла 300 м/с, а высота 20 км. Последующее планирование с дозвуковой скоростью и посадка происходила как и у обычного самолета. Весь полет должен был длиться около 1 часа 20 минут.

Зенгер рассматривал и другие траектории, включая полеты с посадкой на территории дружественной Германии страны, а также – с потерей машины после бомбометания. В последнем случае бомбометание должно было осуществляться с пикирования на высоте менее одного километра. Затем после бомбометания летчик должен был ввести бомбардировщик в набор высоты и успеть катапультироваться. Допускалось, что после приземления на расстоянии нескольких километров от места падения бомб летчик должен будет попасть в плен.

До конца войны концепцию Зенгера так и не успели воплотить в жизнь, так как она требовала огромного объема работ по созданию соответствующих стартовых устройств, созданию мощных ЖРД, изучению проблем, связанных с нагревом элементов конструкции самолета и его агрегатов при полете с гиперзвуковыми скоростями, разработке собственно проекта бомбардировщика, разработке средств навигации, разработке гиперзвуковых бомб и т. д. С изменением ситуации на советско-германском фронте не в пользу Германии этот дорогостоящий проект был сначала отодвинут на задний план, а в 1944 г. прекращен.

США

MX-324/334

В сентябре 1942 г. фирма «Нортроп» в ответ на запрос авиационного командования армии США представила свои предложения по разработке истребителя-перехватчика с ракетным двигателем. Затем в начале 1943 г. последовал контракт, по которому «Нортроп» должен был построить три экспериментальные машины: два планера под обозначением MX-324 и один планер, оснащенный ЖРД, под обозначением MX-334 Rocket Wing («Ракетное крыло»). Все три машины, имевшие одинаковые габариты, должны были стать летающими лабораториями для получения данных, необходимых при разработке будущего самолета под обозначением XP-75.

Планеры были в основном деревянной конструкции, за исключением центральной секции, сваренной из стальных труб, в которой располагалась кабина летчика. Первая машина MX-324 взлетала с помощью сбрасываемой стартовой тележки, посадку осуществляла на две подфюзеляжные лыжи. Вторую машину MX-324 и ракетоплан MX-334 оснастили фиксированным трехопорным шасси с большими обтекателями. Передняя опора шасси была смещена влево, чтобы обеспечить лежачее положение для пилота в кабине. Хотя первоначально MX-324/334 разрабатывался как чистое «летающее крыло» без вертикальных поверхностей, позже выяснилось, что для повышения маневренности ему необходимо вертикальное хвостовое оперение, после чего добавили фанерный киль, усиленный проволочными расчалками.

Первый буксировочный полет MX-334 состоялся 2 октября 1943 г., дальнейшие испытания продемонстрировали хорошие летные качества машины, хотя во время испытаний произошли две аварии. В первом случае летчик-испытатель Алекс Папана, приготовившись отцепить буксировочный трос, по неосторожности дернул за рычаг, который сбрасывал верхний и нижний аварийные люки кабины. Это привело к увеличению аэродинамического сопротивления машины, начался бафтинг, но пилоту все-таки удалось посадить машину.

Другой случай произошел несколькими днями позже с летчиком-испытателем Гарри Кросби. Сразу же после отцепления троса вторая опытная машина МХ-324 попала в турбулентный след от самолета-буксировщика P-38, перевернулась спиной вниз и вошла в штопор. Проблема, однако, состояла в том, что пилот теперь лежал на спине и не мог эффективно работать рычагами управления. Люк аварийного покидания кабины, который в обычном полете находился под пилотом, теперь оказался наверху. Так или иначе, но Г. Кросби сумел сбросить люк и покинуть машину. Приземлившись на парашюте, он увидел, что совершавшая вокруг него круги машина упала на землю, получив повреждения. Повреждения были настолько большими, что машину не стали восстанавливать.

Несмотря на аварию второй машины, летные испытания продолжались до начала 1944 г., когда на МХ-334 поставили ЖРД XCAL-200 тягой 91 кгс, разработанный фирмой Aerojet. Этот двигатель, способный перезапускаться в полете, работал на моноэтиланилиновом топливе и красной дымящейся азотной кислоте (окислитель). Время работы двигателя составляло немногим более четырех минут. Баки с топливом и окислителем устанавливались по обе стороны кабины. С целью защиты летчика от возможных ожогов при повреждении баков кабина летчика по бокам изолировалась от баков неопреновыми перегородками.

Наконец 22 июня 1944 г. были выполнены пробные включения двигателя на самолете, на следующий день самолет выполнял пробежки по аэродрому с включением двигателя. Утром 5 июля 1944 г. самолет-буксировщик Р-38 поднял MX-334 на высоту 2400 м, затем МХ-334 отцепился, запустил двигатель и выполнил первый самостоятельный полет. В дальнейшем был выполнен целый ряд полетов с целью изучения особенностей полета с ракетным двигателем. МХ-334 стал одним из первых самолетов, оборудованных телеметрической системой для передачи полученных данных с борта на землю.

Характеристики MX-334: экипаж – 1 человек, силовая установка – 1 х ЖРД Aerojet XCAI-200 тягой 91 кгс, размах крыла – 9,8 м и его площадь – 22,7 м2, длина машины – 3,7 м, высота – 2,1 м, взлетный вес – 1134 кг, максимальная скорость – 483 км/ч, дальность – 32 км.

XP-79

Проблемы с маломощным двигателем XCAL-200 стали причиной того, что еще до начала испытаний MX-334 были сформулированы требования к новому истребителю-перехватчику схемы «летающее крыло». Эти требования базировались на предложении, представленном Джеком Нортропом в 1942 г.

В январе 1943 г. фирма «Нортроп» получила контракт от армейской авиации на проектирование и постройку трех опытных образцов перехватчика XP-79 Ram Wing («Таранное крыло»). Самолет должен был полностью выполняться из магниевых сплавов, оснащаться ракетным двигателем и быть способным достигать околозвуковых скоростей. Еще раз было выбрано лежачее положение летчика в кабине, чтобы поднять верхнюю границу допустимой перегрузки с 8 до 12 g.

При проектировании самолета конструкторы ориентировались на применение ЖРД Rotojet, который специально для этого самолета разрабатывался фирмой Aerojet. Двигатель, работавший на моноэтиланилине и дымящей азотной кислоте, по расчетам, должен был развивать максимальную тягу 900 кгс. Взлет самолета должен был осуществляться с помощью двух стартовых ускорителей тягой по 450 кгс. Расчетная скорость самолета составляла 834 км/ч на высоте 12 000 м, продолжительность полета, однако, ограничивалась приблизительно 31 минутой вследствие высокого расхода топлива.