Реактивная авиация Второй мировой войны

В Советском Союзе практические работы по ПВРД начались с 1933 г. в ГИРД, а после слияния ГИРД и ГДЛ в РНИИ НКТП под руководством Ю.А. Победоносцева и М.С. Кисенко. 19 мая 1939 г. были проведены официальные испытания двухступенчатой ракеты Р-3 конструкции И.А. Меркулова (пороховая первая ступень и прямоточный воздушнореактивный двигатель на второй ступени), после которых в отделе специальных конструкций (ОСК) завода № 1 им. Авиахима под руководством И.А. Меркулова началось создание авиационных ПВРД. В 1939 г. М.М. Бондарюк из ОКБ-3 НИИ ГВФ впервые испытал экспериментальный дозвуковой ПВРД.

Во Франции разработками первых ПВРД занимался Р. Ледюк в 1933–1938 гг. В Германии к разработке ПВРД приступили позже, чем в СССР и Франции, в конце 1930-х гг. над ПВРД собственной конструкции начал работать доктор Ойген Зенгер, а с 1941 г. – доктор Отто Пабст, работавший в то время на фирме «Фокке-Вульф». До конца войны немецкие авиафирмы разработали несколько проектов боевых самолетов с ПВРД: Li P.12, Не Р.1080, Та 283, SK P.14, Ме 262L и др.

В Японии фирма «Каяба» изучала ПВРД с 1937 г., а в 1943 г. приступила к разработке объектового перехватчика «Кацуодори», оснащенного двигателем этого типа.

Советский Союз

Самолеты с ВМСУ и дополнительными ПВРД

ИВС

В 1937 г. в Отделе специальных конструкций (ОСК) под руководством А.Я. Щербакова начались работы над проектом высотно-скоростного истребителя ИВС, оснащенного поршневым двигателем М-120 мощностью 1650 л. с. Летом 1939 г. И.А. Меркулов предложил применить ПВРД на самолетах с поршневыми двигателями в качестве «дополнительного мотора», позволяющего летчику этого самолета в случае необходимости увеличить скорость полета. Ему было предложено установить ПВРД собственной разработки на истребитель ИВС, в связи с чем в проект ИВС внесли соответствующие изменения.

Доработанный истребитель имел в хвостовой части фюзеляжа дополнительный двигатель ДМ тягой 120 кгс. В полете воздух для ПВРД поступал в него через подфюзеляжный радиатор охлаждения основного двигателя. В качестве топлива для ПВРД использовался бензин из основной топливной системы, впрыскивавшийся в камеру сгорания. Расчетные характеристики самолета были следующими: максимальная скорость без включения ПВРД – 700 км/ч, максимальная скорость с включенным ПВРД – 825 км/ч, практический потолок без включения ПВРД – 12 000 м, практический потолок с включением ПВРД – 14 000 м.

Полет самолета ИВС предполагалось осуществлять методом «воздушной цепочки», то есть на одном буксире с промежуточными планерами за самолетом-буксировщиком. При таком методе ИВС поднимался на большую высоту, и после отцепки в планирующем режиме развивал скорость, при которой включался и устойчиво работал ПВРД. Хотя ВВС и проявили интерес к такому истребителю в сентябре 1940 г., однако начавшаяся вскоре война изменила планы, поэтому проект не реализовывался.

И-15бис

Несмотря на неудачу с ИВС, И.А. Меркулов продолжал работу над совершенствованием ПВРД. В соответствии с приказом Наркомата авиационной промышленности он продолжал сотрудничество с ОСК в плане испытаний своих новых ПВРД на истребителе-биплане И-15бис (И-152).

В декабре 1939 г. начались летные испытания серийного истребителя И-152 № 5942 с двумя дополнительными ПВРД ДМ-2, установленными на месте бомбовых держателей под нижним крылом. По сравнению с предшественником ДМ-2 был больше в габаритах (диаметр 0,4 м, длина 1,5 м, вес 19 кг) и имел тягу 100 кгс. Первый полет самолета с включением ПВРД состоялся 27 января 1940 г. в НИИ ВВС. Подача бензина в оба ПВРД осуществлялась из модифицированной основной топливной системы самолета. Общий запас бензина в системе обеспечивал продолжительность полета самолета не более 35 минут с кратковременными включениями обоих ДМ-2. Испытания истребителя продолжались до конца июня 1940 г., всего было выполнено 54 полета, прирост максимальной скорости полета с работающими ПВРД составил 18–20 км/ч.

Характеристики И-15бис: экипаж – 1 человек, силовая установка – 1 х ПД М-25В мощностью 750 л. с. и 2 х ПВРД ДМ-2 тягой по 100 кгс, размах верхнего крыла – 10,2 м, размах нижнего крыла – 7,5 м, площадь крыльев – 22,5 м2, длина самолета – 6,18 м, высота – 3,0 м, вес пустого – 1310 кг, взлетный вес – 1730 кг, максимальная скорость – 370 км/ч, скороподъемность – 746 м/мин, практический потолок – 9000 м, дальность – 530 км, вооружение – 4 пулемета ШКАС калибра 12,7 мм.

И-153

В сентябре 1940 г. в ОСК начались испытания серийного истребителя И-153 (№ 6034), оснащенного двумя дополнительными ПВРД ДМ-2 под нижним крылом, первый полет состоялся 3 сентября. Средний прирост скорости при включении ДМ-2 в полете составил около 30 км/ч. К началу октября на самолет поставили более мощные двигатели ДМ-4 (диаметр 0,5 м, длина 1,98 м, вес 30 кг) и герметичную кабину летчика, доработанный самолет впервые поднялся в воздух 3 октября 1940 г. Летные испытания, в ходе которых выполнено 20 полетов, показали, что самолет И-153 при полете на высоте 2000 м при работе ПВРД увеличивает свою максимальную скорость с 389 до 440 км/ч, то есть максимальная скорость полета возрастает на 51 км/ч.

Результаты испытаний признали успешными, а в январе 1941 г. НКАП принял решение продолжить работы по развитию ПВРД и их применению, для этой цели организовали опытную базу по герметичным кабинам и реактивным двигателям около станции Владыкино под Москвой. К постройке опытной базы приступили во втором квартале 1941 г., но началась война, поэтому все работы в этом направлении были прекращены.

Характеристики И-153: экипаж – 1 человек, силовая установка – 1 х ПД М-26В мощностью 750 л. с. и 2 х ПВРД ДМ-4, размах верхнего крыла – 10,0 м, размах нижнего крыла – 7,5 м, площадь крыльев – 22,1 м2, длина самолета – 6,1 м, высота – 3,0 м, вес пустого – 1348 кг, взлетный вес – 1859 кг, максимальная скорость – 415 км/ч, скороподъемность – 862 м/мин, практический потолок – 10 700 м, дальность – 625 км, вооружение – 4 пулемета ШКАС калибра 12,7 мм или 2 пушки ШВАК калибра 20 мм.

И-207

В 1940–1941 гг. на третий опытный самолет И-207/3 конструкции А.А. Боровкова и И.Ф. Флорова, оснащенный двигателем М-63 мощностью 930 л. с., установили два дополнительных ПВРД ДМ-4, которые питались тем же бензином, что и основной двигатель. ДМ-4 устанавливались под нижним крылом в узлах подвески баков. Самолет проходил летные испытания, была достигнута максимальная скорость 486 км/ч.

С целью снижения аэродинамического сопротивления был разработан проект самолета № 10, у которого ПВРД устанавливался внутри фюзеляжа за кабиной летчика, при его включении необходимо было открыть створки воздухозаборника. Расчетная максимальная скорость составляла 750–800 км/ч (с включением ПВРД) и 658 км/ч (без включения ПВРД). Вооружение самолета состояло из двух пулеметов калибра 12,7 мм, двух пулеметов калибра 7,62 мм и 1000 кг бомб. Самолет № 10 предполагался в трех вариантах: скоростной маневренный истребитель, истребитель сопровождения и пикирующий бомбардировщик.

Следующий проект самолета № 11 (маневренный истребитель) с основным двигателем М-71 предусматривал установку двух ДМ-4 с воздухозаборником в боковых выемках фюзеляжа. Вооружение было таким же, как и № 10, но предусматривалась возможность подвески вместо бомб двух пушек ПТБ-23 калибра 23 мм. Расчетная максимальная скорость составляла 750–800 км/ч (с включением ПВРД) и 630 км/ч (без включения ПВРД).

Было рекомендовано включить самолет в план опытного строительства на 1941 г., однако из-за отрицательного отношения руководства авиапромышленности и ВВС к бипланам всех видов дальнейшего продолжения проекты не имели.

Характеристики И-207/3: экипаж – 1 человек, силовая установка – 1 х ПД М-63 мощностью 1000 л. с. и 2 х ПВРД ДМ-4, размах крыла – 6,98 м и его площадь – 18,0 м2, длина самолета – 6,34 м, высота – 3,46 м, вес пустого – 1521 кг, взлетный вес – 1879 кг, максимальная скорость – 486 км/ч, дальность – 640 км, скороподъемность – 1087 м/мин, практический потолок – 10 200 м, вооружение – 4 пулемета ШКАС калибра 7,62 мм.

«Д»

В первой половине 1941 г. А.А. Боровков и И.Ф. Флоров работали над проектом самолета «Д» с основным двигателем М-71 мощностью 2000 л. с. и двумя дополнительными ПВРД ДМ-12. Предполагалось, что «Д» будет перспективным истребителем-перехватчиком с мощным пушечным вооружением (две пушки Ш-37 и две пушки ШВАК). Он выполнялся по схеме двухбалочного моноплана длиной 11,67 м с толкающим воздушным винтом, крыло было стреловидным размахом 14,5 м, балки при этом являлись корпусами реактивных двигателей. Расчетные данные показывали, что в полете при включении дополнительных ПВРД максимальная скорость может составлять 850 км/ч. Постройка опытного самолета началась, но с эвакуацией завода все работы прекратились.