1. Опыты с моделями ракетных самолетов
2. Опыты полетов ракетных самолетов с пассажиром
Проект ракетного самолета существенно отличается от проекта бесплоскостного ракетного воздушного корабля прежде всего тем, что у него даже при сравнительно крутом подъеме необходимая сила реактивного толчка составляет лишь долю веса всего корабля; у последнего же эта сила должна в несколько раз превзойти этот вес. Благодаря этому значительно уменьшается трудность ежесекундного выбрасывания достаточной массы, вследствие чего проблема передвижения людей силою ракет сразу же переносится в область, вполне доступную при современном развитии техники. Кроме того отпадает необходимость взятия с собой парашютов и т. п. посадочных приспособлений, увеличивающих при подъеме мертвый вес, так как ракетный самолет, как и всякий другой, может совершить нормальный планирующий спуск. Уже начиная с 1924 г. автор в устной и письменной форме высказывал и защищал эти довода в пользу ракетного полета, возражая даже Оберту, не желавшему ничего слышать об этом обходном пути к сооружению ракетного корабля. Эти доводы в последние годы побудили ряд исследователей и фирм заняться практической разработкой данной проблемы.
1. Опыты с моделями ракетных самолетов
Насколько известно автору, впервые опыты о моделями самолетов, движимых ракетами, были произведены совместно инженерами Беком и Таутенханом по инициативе автора. Опыты эти были начаты в декабре 1927 г. на северных склонах Саксонских рудных гор. Во время их использовались различные модели самолетов оригинальных конструкций Таутенхана.
При этом употреблялись маленькие ракеты в картонных гильзах, изготовляемые фирмой «Эйсфельд», вес которых составлял едва 1/5 веса модели. Эти ракеты с конической пустотой легко могли поднимать их пятикратный собственный вес. Продолжительность горения этих ракет составляла всего лишь 2 - 3 сек., из которых только в течение 1 сек. ракета совершала полезную работу, тогда как в остальной промежуток времени происходило лишь догорание заряда ракеты. В результате первоначального сильного толчка, сообщаемого ракетой, модели каждый раз уже на протяжении первой секунды полета развивали скорость, значительно превосходящую 100 км/час и затем они после непродолжительного планирующего спуска снижались на землю на расстоянии в 200 м от места старта, в большинстве случаев в неповрежденном состоянии. Они снабжались лыжами или колесами и стартовали со слегка наклоненной вверх «дорожки», от которой они обычно отрывались уже после разбега длиною в несколько сантиметров. Наиболее пригодными оказались модели самолета типа «утки», но даже и с ними вследствие перемещения центра тяжести (из-за выгорания заряда ракеты) было нелегко достигнуть устойчивого полета.
В глазах автора проблема ракетного полета приобрела актуальность в тот момент, когда 12 марта 1928 г. удался первый производившийся втайне пробег ракетной дрезины в Рюссельсхейме. Поэтому на следующий день после этого пробега он совместно с инженером Зандером направился к главным конструкторам и пилотам о-ва Рён-Росситтен Александру Липпишу и Фридриху Штамеру с тем, чтобы договориться с ними о постройке необходимых моделей самолетов, а впоследствии - таких самолетов, движимых ракетами, на которых могли бы совершить полеты люди. Эти переговоры непосредственно после состоявшихся в середине апреля пробегов ракетных дрезин были автором продолжены и оформлены в виде договора с фирмой «Опель» на первоочередное изготовление модели типа «аиста» с размахом крыльев в 4 м, так как согласно тогдашним воззрениям бесхвостые типы самолетов казались наиболее пригодными для первых опытов ракетного полета. В начале мая 1928 г. в результате новой договоренности фирмы «Опель» с заводом «Рааб Каценштейн» наступил новый поворот этого дела. Этот завод взялся переделать для опытов ракетного полета самолет типа «утки» в самолет типа «комара». Но в конце концов в начале июня, уже после прекращения совместной работы автора с фирмой «Опель» и «Зандер», опыты были практически осуществлены в Вассеркуппе, но не в Касселе.
Ввиду особого значения произведенных опытов мы приводим здесь выдержку из составленного Липпишем технического отчета об этих опытах с моделями ракетных самолетов, произведенных с 9 по 11 июня 1928 г. (опубликовано в № 12 за 1928 г. специального технического журнала Z. F. М.).
«Для исследования вопроса о влиянии действия ракет на лётные свойства был предпринят ряд опытов с моделями самолетов. Для этой цели корпус бесхвостой модели № 4 типа «аиста» был переделан таким образом, что под серединой крыльев было укреплено 2 ракеты, расположенных одна над другой. Предпринятые с этим устройством опыты со стартовой ракетой (силою тяги) в 75 кг показали, что, благодаря несовпадению точки приложения движущей силы ни с центром тяжести, ни с центром сопротивления воздуха, происходил крутой взлет модели.
Второй опыт, произведенный с ракетой в 5 кг длительного действия, укрепленной на верхней стороне крыльев, также оказался неудачным вследствие эксцентрического действия ракетной тяги. Незначительная статическая устойчивость бесхвостых конструкций обусловливает необходимость возможно более центрального расположения ракет, в силу чего при конструировании самолета следует стремиться расположить центр сопротивления воздуха возможно ближе к направлению ракетной тяги. В соответствии с этим модель была так перестроена, что ракеты были укреплены между крыльями над самой средней их линией и притом параллельно этой последней. Для повышения статической устойчивости крылья в плане были расположены под большим углом к линии размаха и кроме того рулевые плоскости были приподняты.
Модель с незажженной ракетой сначала была испытала во взлете при помощи резинового шнура, как обыкновенный планер, установленный для горизонтального полета. При первом старте с зажженной ракетой была использована ракета длительного действия с тягой в 5 кг. Модель при натянутом стартовом шнуре была так привязана веревками к разгонной тележке, что при воспламенении ракеты освобожденная от веревок модель выбрасывалась в воздух. После этого модель, движимая ракетой, совершила нормально пологий подъем и плавно спустилась вблизи старта. Скорость полета в этом случае также оказалась нормальной, так как имевшее место ускорение было лишь незначительно, и соответствующей силе тяги высоты подъема удалось достигнуть быстро.
При втором опыте стартовый резиновый шнур применен не был и вместо ракеты длительного действля была использована стартовая ракета силой тяги в 175 кг. Полученные при этом ускорения при весе модели в 14 - 15 кг примерно в 12 раз превосходили ускорение земной тяжести. Немедленно после зажигания ракеты модель рванулась вперед, как снаряд, и круто поднялась на высоту в 80 - 100 м. На этой высоте после окончания горения ракеты модель перевернулась вверх ногами, а затем, скользнув на крыло, вновь приняла нормальное положение и, перейдя в планирование, плавно спустилась.
Третий опыт с этой моделью был осуществлен также с помощью стартовой ракеты силой тяги в 175 кг. Для предотвращения крутого взлета, с одной стороны, и для достижения больших скоростей, с другой, модель была установлена на более крутое планирование. Модель взлетела, как и в прошлый раз, с весьма большой скоростью, но более полого. Во время полета эта скорость настолько увеличилась, что не рассчитанные на такую скорость крылья деформировались, и модель после окончания горения ракеты упала почти вертикально и сломалась. Во время этого опыта была достигнута скорость полета, доходившая примерно до 500 км/час.
В итоге опыты показали применимость ракет как двигателя и тем самым возможность перехода к полетам больших моделей, намеченных научно-исследовательским институтом Рён-Росситтеновского о-ва. Было установлено, что даже и при больших ускорениях в случае правильного размещения ракет не наступает потери равновесия и что вновь выработанные конструкции пригодны для дальнейших опытов ракетных полетов».
Независимо от этого автор совместно с А. Липпишем произвел 28 октября 1928 г. в Вассеркуппе опыты с такой же моделью типа «аиста», движимой эйсфельдовскими ракетами калибра 35 мм силой тяги в 22 кг; результаты этих опытов оказались аналогичными вышеописанным. Несмотря на это, автор счел правильным сделать из них вывод противоположного характера, а именно, что бесхвостые типы планеров вовсе уже не столь хорошо пригодны для движения посредством ракет и что, наоборот, для этой цели более подошли бы конструкции нормального типа, особенно с длинным корпусом.
Так как ракетный мотор сможет быть полностью использован только при весьма больших скоростях, изучаемых в баллистике, вполне естественно взять в качестве прототипа конструкции будущего ракетного самолета обыкновенную фейерверочную ракету, снабдив ее для нужд маневрирования при спуске небольшими несущими плоскостями.
В этом автор видит гораздо больше смысла, чем в том, чтобы использовать для этой цели современный самолет и пытаться навьючить на него возможно больше ракет или ракетный мотор.
Поскольку для дальних перелетов невозможно будет обойтись неделимой машиной, было бы целесообразно использовать для этого принцип составной ракеты, составив длинный корпус самолета из ряда расположенных одна за другою камер для горючего, последовательно сбрасываемых по мере их опоражнивания, начиная от хвоста.
После этого посадка совершалась бы лишь одной передней частью первоначального, самолета, от которого к этому времени оставался бы лишь снабженный крыльями передний сегмент, напоминающий по своему виду бесхвостный самолет типа «аиста».
2. Опыты полетов ракетных самолетов с пассажиром
После описанных в предыдущем разделе опытов с моделями ракетных самолетов Опель и Зандер сочли своевременным организовать первый полет ракетного самолета с пассажиром, продолжая тем самым начатые автором работы по освоению ракетного полета. Первый успешный полет на самолете, движимом ракетами, посчастливилось совершить шеф-пилоту и летчику-инструктору Рён-Росситтеновского общества Фридриху Штамеру в Вассеркуппе.
Штамер так описывает этот опыт:
«Первые опыты полетов самолетов, движимых ракетами, были произведены с опытным планером типа «утки», принадлежащим научно-исследовательскому институту Рён-Росситгеновского о-ва. Этот планер по своей конструкции показал себя вполне пригодным для такого рода опытов как со стороны удобства укрепления на нем ракет, так и по своим лётным качествам. Для первого опыта было взято 2 ракеты силой тяги в 12 и 15 кг, которые могли быть последовательно зажжены электрическим запальным приспособлением. Запуск производился при помощи резинового шнура, как запуск обычного планера.
Первый старт оказался неудачным. Самолет не поднялся на воздух, и даже после того, как была зажжена ракета силой тяги в 12 кг, не оторвался от земли. После этого опыт был повторен с двумя ракетами силой тяги в 15 и в 20 кг. Самолет при помощи шнура при одновременном действии первой ракеты оторвался от земли, но не смог лететь горизонтально, вследствие чего, пролетев около 200 м, пришлось снизиться, не пустив в ход второй ракеты силой тяги в 20 кг.
Третий опыт был произведен с двумя ракетами силой тяги в 20 кг. Самолет при помощи шнура при одновременном действии одной ракеты хорошо оторвался от земли. Пролетев прямо около 200 м при легком подъеме, я сделал поворот вправо на 45° и пролетел в этом направлении еще около 300 м. Затем я вновь сделал поворот вправо на 45°. Сейчас же после второго поворота первая ракета окончила работу и была зажжена вторая, благодаря чему явилась возможность продолжать полет. Я пролетел в том же направлении еще около 500 м, после чего сделал поворот вправо на 30° и, пролетев в этом новом направлении еще около 200 м, совершил плавную посадку в местности со слегка повышавшимся рельефом незадолго до окончания горения второй ракеты. Общая длина полета вместе с кривыми составила от 1 300 до 1 500 м, общая продолжительность его - от 60 до 80 сек. Переход тяги резинового шнура в ракетную тягу произошел почти совершенно незаметно. Тяга ракеты оставалась совершенно равномерной почти до окончания горения, после чего она уменьшилась. Горение ракеты было хорошо слышно благодаря испускаемому ею шипению. Мягкий, едва ощутимый толчок дал знать о начале работы второй ракеты. Эксцентричность тяги легко уравновешивалась рулем направлений. Полет с помощью ракет оказался исключительно приятным. Благодаря отсутствию вибраций и вращающего момента мотора создавалось впечатление полета на планере и только громкое шипение напоминало о ракетах.
После этого опыта была предпринята попытка перелета через высокий склон с зарядом, состоявшим из двух ракет силой тяги в 20 кг каждая, причем эти ракеты, как и раньше, должны были быть последовательно зажжены электрическим запальным приспособлением. Взлет при помощи резинового шнура произошел хорошо, и при отрыве машины от земли я зажег первую ракету. Спустя 1 - 2 сек. после начала горения эта ракета с громким треском взорвалась. Из нее вырвалось 4 кг наполнявшего ее черного пороха и самолет моментально загорелся. Я медленно пошел на планирование, чтобы сбить пламя, что и удалось мне ценою потери около 20 м высоты. Совершив благополучный спуск на землю, я попытался окончательно потушить пожар. Благодаря тому, что изоляция электрических проводов сгорела, произошел контакт медных проводов, и вторая ракета зажглась и выгорела уже во время нахождения самолета на земле. По окончания ее горения пожар самолета был потушен».
После этого спуска, произведенного Штамером на горящем самолете 11 июня 1928 г., опыты полетов ракетных самолетов в Вассеркуппе были прерваны. Об этом можно лишь сожалеть, потому что при целесообразном продолжении и осторожном, предусмотрительном научном руководстве этими опытами с помощью тогдашних зандеровских пороховых ракет, вероятно уже через несколько недель удалось бы осуществить полет ракетных самолетов со скоростями свыше 200 км/час дальностью от 15 до 20 км. Таким образом при достигнутом уровне развития ракетной техники перелет через Ламанш уже осенью 1928 г. фактически был осуществим для одного человека, подобно Фрицу Опелю располагавшему достаточными средствами для доведения начатых опытов до их успешного конца.
Вместо этого Фриц Опель на первых порах отказался от продолжения этих опытов и после взрыва ракетной дрезины близ Ганновера объявил, что опыты полетов ракетных самолетов им будут возобновлены только после того, как будет сконструирован реактивный мотор, питаемый жидким горючим, над чем в то время работал Зандер. Тем более неожиданными явились сообщения о новых опытах, предпринятых Опелем в сентябре 1929 г. на франкфуртском аэродроме - с самолетами, движимыми пороховыми ракетами.
Предназначенный для них самолет был построен Юлиусом Хетри частью из дерева и ткани, частью из легкого металла. По своей конструкции это был моноплан с высоко расположенной плоскостью крыльев размахом в 12 м. Находившиеся сзади органы управления были подняты настолько высоко, что вырывающиеся из ракет языки пламени не могли их задеть. Снабженное рулями глубины и направления сидение пилота помещалось в переднем слегка заостренном конце корпуса. Непосредственно к нему примыкал ракетный агрегат, состоявший из 16 90-миллиметровых зандеровских ракет со сплошной набивкой, сопла которых приходились примерно на уровне заднего края несущей плоскости. В незаряженном состоянии самолет весил 180 кг, заряд ракет весил 90 кг, и вес пилота предполагался в 80 кг; таким образом общий вес самолета в полете должен был составлять 350 кг. Пробные полеты, выполнявшиеся начиная с 10 сентября, показали, что самолет этот действительно может летать, но что планирует он плохо и что посадочная скорость его составляет не меньше 130 км/час, что не могло не вызвать некоторых опасений.
Несмотря на это, конструктор Хетри решился произвести первый полет при помощи пороховых ракет лично. При этом произошел непредвиденный случай. Стартовая тележка, приведенная в движение тремя зандеровскими ракетами с конической пустотой, обладавшими общей силой тяги в 900 кг, преждевременно освободилась от самолета, оказавшего значительное сопротивление ускорению; предназначенные для ее торможения резиновые шнуры порвались, и в то время, как самолет тяжело поднялся на воздух, тележка сорвалась с места, как выстреленная из пушки, и, делая огромные скачки, понеслась перед самолетом, неуклюже опустившимся на землю и при этом сломавшимся. Лишь после того, каяк первоначально отсутствовавший на аэродроме инженер Зандер появился и принял на себя руководство ракетной частью, удалось справиться с этими трудностями. После этого Фриц Опель решил утром 30 сентября осуществить первый публичный полет ракетного самолета в присутствии представителей прессы и киносъемщиков. Дважды он садился на самолет для старта и дважды опыт оказывался неудачным. Тем большего одобрения заслуживает выдержка и смелость Фрица Опеля, когда он после такого действительно мало обещающего начала в третий раз занял место пилота и дал пристегнуть себя ремнями.
Третий опыт удался. Как и следовало, тележка катапульты подбросила самолет на воздух, ракеты надлежащим образом зажглись, подняли самолет на высоту в 20 - 30 м, достигнув которой, самолет, извергая языки пламени, полетел со скоростью по меньшей мере в 150 км/час. К сожалению, недостаток места и налетевший шквал принудили Фрица Олеля к посадке после использования всего лишь 5 ракет. При этом не обошлось и без аварии: лыжа, на которую должна была совершаться посадка, вместе с дном корпуса оказалась совершенно срезанной, так что отважный пилот в буквальном смысле слова повис на одних ремнях.
К этим опытам полетов на ракетных самолетах вплотную примыкает предпринятый тем же Фрицом Опелем опыт торможения при посадке нормального самолета ракетами, направленными соплами вперед. Согласно имеющимся сообщениям, этот опыт удался хорошо. Опытов же полетов ракетных самолетов Опель далее не продолжал, но объявил, что будущей весной им будут произведены опыты с реактивным двигателем, работающим на жидком горючем, и что он будет продолжать работу до тех пор, пока не перелетит Ламанша.
К сожалению, в истекшем году автор не располагал денежными средствами для производства новых опытов полетов ракетных самолетов с пассажирами, после того как в Вассеркуппе в октябре были произведены вышеописанные опыты с моделями ракетных самолетов. И лишь в результате достигнутой 9 мая 1929 г. на авиационном празднике в Дуисбурге договоренности с летчиком Гоглибом Эспенлаубом наметились некоторые перспективы дальнейшей совместной работы автора и Эспенлауба. При этом автор в противоположность Эспенлаубу стоял на той точке зрения, что для использования мощного ракетного двигателя пригодным может оказаться только стрелоподобный самолет с длинным корпусом. К началу июня единство мнений по этому вопросу было достигнуто и было решено, что Эспенлауб специально для этой цели построит новый такой самолет.
На первых порах автор произвел 9 июля на дюссельдорфском аэродроме перед эспенлаубовскими мастерскими три опыта сжигания 50-миллиметровых эйсфельдовских ракет с медной гильзой, во время которых самолет удерживался на земле в неподвижном состоянии. Целью этих опытов являлось испытание укрепления ракет на высокорасположенной несущей плоскости, выяснение опасности, представляемой извергаемым ракетой языком пламени для рулевых тяг на хвосте самолета, и выяснение вопроса о том, насколько хорошо крепления несущей плоскости способны воспринимать и переносить ракетную тягу. Во всех этих отношениях опыты оказались весьма успешными.
После этого Эспенлауб сам, частично используя консультацию инженера Фолькхарта, продолжал опыты, проведя намеченное автором расположение ракет. 22 октября 1929 г. ему удалось совершить первый удачный полет на буксируемом самолете, движимом двумя зандеровскими ракетами калибром в 50 мм силою тяги в 200 кг каждая, с наваренными соплами из металлов редких земель. Во время этого опыта испытуемый прицепной самолет в течение 2,25 сек. был поднят на буксире другим моторным самолетом на высоту 20 м, после чего соединяющий их канат был отцеплен. Лишь после этого Эспенлауб зажег первую ракету.
Под действием ракеты самолет совершил крутой взлет, а затем продолжал лететь в горизонтальном направлении около 300 м при одной горящей ракете. Второго зажигания не произошло. Поэтому пилот был вынужден пойти на посадку, которая после нормального планирующего спуска удалась хорошо.
По сравнению с ракетным самолетом, построенным Хетри на средства Опеля, прицепной самолет Эспенлауба, приспособленный для ракетных полетов, обладал преимуществами меньшего веса и лучших летных качеств. Тем не менее автор не склонен рассматривать эти современные типы в качестве настоящих ракетных самолетов. Поэтому он устранился от участия в дальнейших опытах Эспенлауба и решил вновь заняться проблемой полета ракетного самолета лишь тогда, когда сможет быть построен специальный самолет по его собственным заданиям, как это и было договорено еще в мае 1929 т. с Эспенлаубом *.
* В СССР полеты на ракетном планере были осуществлены инженером - летчиком С. П. Королевым. (Прим. ред.)
Высказывавшаяся автором еще до этого мысль о том, что путем использования реактивного действия ракет может быть облегчен старт тяжело нагруженного самолета обычного типа, была практически осуществлена заводом Юнкерса в Дессау. Согласно имеющимся сообщениям, для опытов в этом направлении был использован самолет «Бремен тип Юнкерс W 33». Опыты производились на реке Эльбе вблизи Дессау. Употреблялись эйсфельдовские ракеты в медных гильзах, калибр которых в сообщениях не указывается. Равным образом сохраняются в секрете и более подробные сведения об использованном ракетном приспособлении. При первом опыте, состоявшемся 25 июля 1929 г., две ракеты взорвались. Лишь 8 августа старт удалось совершить известному летчику на больших высотах инженеру Шинцингеру с 6 ракетами, зажигаемыми попарно быстро одна пара вслед за другой.
Опыт произвел настолько благоприятное впечатление, что в результате его явилось убеждение о возможности подъема с поверхности воды на воздух груза в 5 000 кг, чего другим путем нельзя осуществить.
О тех пор завод Юнкерса постарался вести дальнейшие работы в этом направлении в еще большей тайне, благодаря чему о результатах их почти ничего неизвестно. Однако может считаться несомненным, что там ведется работа не только по усовершенствованию старта с помощью вспомогательных ракет, но и по конструированию больших ракетных самолетов для будущих сверхскорых и сверхдальних перелетов. Для поставленных целей, т.е. для осуществления полетов на высоте 12 000 - 15 000 м со скоростями в 300 - 600 км/час, непосредственное использование струи газов, извергаемой ракетой с большой скоростью, но обладающей небольшой массой, дало бы недостаточный коэфициент полезного действия. Поэтому, вероятно, не является ошибкой предположение о том, что на заводах Юнкерса ведется работа в направлении использования внешнего воздуха как носителя кислорода и преобразования извергаемой ракетой струи газов небольшой массы в струю воздуха большой массы, движущуюся со скоростью, близкой к скорости самолета.
Все это в момент написания заключительных строк этой главы позволяет высказать надежду, что практическая разработка проблемы реактивного движения в приложении к полету вскоре приведет к результатам, которые отодвинут далеко в тень все результаты, достигнутые с современными самолетами. Если отдельным изобретателям и суждено будет порой испытывать неудачи и разочарования, то взятой в целом проблеме ракетного летания суждены одни только успехи.
Осуществление великой мечты заатмосферных перелетов в наше время является лишь вопросом финансовых и организационных возможностей!
| назад | в начало | вперед |