Полет планера DFS-40 с реактивным двигателем
В начале XX века Германия стремилась как можно полнее использовать плоды научно-технического прогресса. Немцы тут же развивали любое сколько-нибудь перспективное начинание. Телефоны. Химические красители. Синтетические смолы. Танки. Самолеты. Однако Первая мировая война закончилась полнейшим крахом. Промышленность страны была разорена и разграблена. От Германии отторгли многие территории, на которые претендовали соседние государства и прежде всего Франция. Страны Антанты, вышедшие из Первой мировой войны победителями, не только обложили побежденных чудовищной контрибуцией, но и побеспокоились о том, чтобы в дальнейшем Германия больше никогда не смогла бы угрожать им на земле, в море или в воздухе. Военно-воздушные и военно-морские силы были запрещены. Также Германии запрещалось иметь или создавать танки. Численность сухопутной армии была сокращена до минимума.
Разбитая на полях сражений, разоренная войной и последующими поборами, сотрясаемая сильнейшими волнениями среди голодающего населения Германия желала реванша и с приходом к власти партии Адольфа Гитлера стала активно к нему готовиться. Однако силы еще были слишком неравными и процесс подготовки происходил в обстановке строгой секретности. Военных пилотов, например, готовили как обычных гражданских летчиков немецкой авиакомпании «Lufthansa» или курсантов школ планеризма. А что происходило в многочисленных секретных конструкторских бюро на территории Германии и за ее пределами никто даже не догадывался. Немецкие конструкторы, конечно, оказались отрезанными от мирового опыта, но, в то же время, они избежали и давления мировых авторитетов, многие из которых так и остались сторонниками фанеры, расчалок и парусины. Поэтому немцы задумывались лишь над тем, как конкретно решить различные задачи, вставшие перед ними. Хотя, по большому счету, задача была одна-единственная — получение самого быстрого, самого вооруженного и самого живучего самолета в мире.
Одним из известных немецких авиационных конструкторов, не склонных безоговорочно принимать на веру общепринятые идеи, был доктор Александр Липпиш. Пользуясь тем, что Германия, руководимая пришедшими к власти нацистами, взяла курс на восстановление былого могущества страны, утерянного в Компьенском лесу после подписания унизительного Версальского договора, доктор Липпиш приступает к изучению возможностей реактивного двигателя. Такой двигатель при значительно меньшей массе, чем у обычного поршневого, развивал значительно большую тягу. Доктор Липпиш убедил руководство страны в перспективности исследований реактивного движения с точки зрения получения принципиально нового авиационного оружия, способного значительно превзойти любые зарубежные аналоги. Для исследований ему предоставляют планер DFS-40 и реактивный двигатель Walter с тягой всего 400 кг.
DFS-40 представлял собой короткую треугольную в плане конструкцию без горизонтального хвостового оперения. Причем бесхвостая конструкция планера вовсе не была случайностью. Александр Липпиш являлся ярым сторонником концепции «летающего крыла» и стремился доказать эти теоретические преимущества на практике. В ставшей тогда классической конструкции планера примерно половина площади вертикальной проекции самолета была занята фюзеляжем, не создающим никакой подъемной силы. При этом в фюзеляже располагаются практически все важнейшие узлы самолета — двигатель, пилотская кабина, топливные баки, элементы управления, механизмы шасси, — что делает эту часть конструкции чрезвычайно большой. Поэтому и крылья приходится делать соответствующего размера. В результате значительно увеличивается лобовое сопротивление, что требует моторов большей мощности, которые, в свою очередь, требуют еще большего фюзеляжа — и круг замыкается. В то же время летающее крыло не имеет четко выраженного фюзеляжа и подъемная сила создается практически всей площадью самолета, что позволяет сильно уменьшить размеры планера. Правда и полезный объем становится меньше, серьезно ограничивая возможности конструкторов. Лишь реактивный, точнее ракетный, двигатель мог позволить решить эту задачу, ибо он обладает значительно большей тягой при значительно меньшем, чем у поршневого мотора, весе.
Александр Липпиш приступает к работам в конце 1938 года и быстро приходит к выводу, что для достижения успеха требуется не только доработать планер и конструкцию двигателя, но еще и изменить всю концепцию. В обычном случае самолет нес на борту только топливо для двигателя. Окислителем выступал окружающий воздух. В карбюраторе топливо смешивалось с воздухом в соответствующей пропорции и подавалось в камеры сгорания. После сжатия поршнем смесь принудительно поджигалась. Продукты горения, расширяясь, толкали поршень, соединенный с валом, на который был насажен тянущий или толкающий винт. Аналогичный принцип оказался неприемлем для реактивного двигателя. Чтобы создать устойчивую тягу, порции горючей смеси нужно было подавать в камеру сгорания чрезвычайно быстро. С нужной степенью надежности добиться этого оказалось технически невозможно. Кроме того, реактивный двигатель обрастал большим количеством всевозможных, достаточно сложных, вспомогательных механизмов, что серьезно усложняло и утяжеляло всю конструкцию в целом. Так возникает идея применить самовоспламеняющееся двухкомпонентное топливо. На борту самолета предложили разместить и топливо, и окислитель. Таким образом, воспламенение должно было происходить самостоятельно при смешении обоих компонентов в камере сгорания. Это позволило значительно снизить массу двигателя и упростить его конструкцию. Отпадала нужда в карбюраторе, системе зажигания и других важных составляющих поршневого двигателя внутреннего сгорания.
В дальнейшем эксперименты были начаты с топливом, состоящим из «Т» (T-Stoff, смесь из восьмидесяти процентов перекиси водорода и двадцати процентов воды) и «Z» (Z-Stoff) компонентов. Смешиваясь в определенной пропорции, они вспыхивали, при этом в камере сгорания достигалось давление до 20 атмосфер. Чрезвычайно малый по геометрическим размерам двигатель развивал тягу около тысячи семисот килограммов. В пересчете на 1 килограмм массы двигателя это превосходило аналогичные показатели поршневых моторов. Позднее, когда проект был признан приоритетным и началась широкая программа испытательных полетов, молодым летчикам показывали фокус. В чашку наливали один компонент и аккуратно добавляли каплю второго. Смесь с громким хлопком вспыхивала.
Планер DFS-40 и последующие, уже специально построенные конструкции фюзеляжей, имели довольно малый вес и столь же низкое лобовое сопротивление. В то же время применяемый ракетный двигатель обеспечивал большую тягу, в результате чего экспериментальный самолет доктора Липпиша развивал очень значительную скорость в 550 км/ч. Многие истребители того времени, даже стоявшие на вооружении других стран, едва достигали четырехсот пятидесяти.
До конца 1942 года ракетный проект доктора Липпиша оставался хотя и перспективным, но все же чисто экспериментальным. Ввиду своей необычности ракетный истребитель имел гораздо больше противников, чем сторонников, среди тех, кто мог повлиять на его дальнейшую судьбу. С одной стороны, Гитлер не считал нужным финансировать какие-либо исследовательские работы, если они не могли обернуться готовым оружием максимум через шесть-десять месяцев с момента начала работ. С другой стороны, несмотря на происходящие события, руководство Третьего Рейха все еще не верило, что очередная локальная кампания на Востоке превратилась в затяжную войну на истощение против всего мира. Немецкие поршневые самолеты (прежде всего истребители), с которыми Люфтваффе начали боевые действия, с самого начала были лучшими в мире. За счет достаточно небольших и недорогих модернизаций их характеристики еще больше улучшались, и нужды в принципиально новых машинах военно-воздушные силы пока не ощущали. К тому же само руководство Люфтваффе не понимало перспектив реактивной авиации, а некоторые ответственные работники вообще считали реактивный или ракетный двигатель чистейшей воды шарлатанством.
Однако уже в 1943 году Союзники перешли от разрозненных ударов по отдельным особо важным объектам к плановым массированным каждодневным налетам на территорию Третьего Рейха. Несмотря на хорошо организованную систему противовоздушной обороны, тыл стал подвергаться массовому опустошению и сила ударов нарастала с каждым днем. Поначалу у англо-американской авиации отсутствовали истребители, способные сопровождать соединения бомбардировщиков на всем маршруте следования. Поэтому «летающим крепостям» и «либерейторам» приходилось самостоятельно отбиваться от немецких перехватчиков как на подходе к целям, так и на пути домой. Несмотря на потери, пилоты Люфтваффе наносили противнику большой урон. Но в 1943 году Соединенные Штаты Америки перебросили в Великобританию истребители Lockheed P-38 «Lightning», которые уже были способны сопровождать бомбардировщики на всем маршруте следования. Вот тогда немцы всерьез стали искать средства для борьбы с этой напастью. Радужные результаты испытаний конструкции Александра Липпиша позволили надеяться, что она как раз сможет стать этим спасительным орудием.
Проект, над которым работала фирма MESSERSCHMITT, выкристаллизовывался в небольшой высокоскоростной и высокоманевренный истребитель. Его маленькие размеры уже сами по себе служили прекрасным средством обороны, а учитывая скорости, с которыми он летал, бортстрелки бомбардировщиков практически не могли попасть в новый истребитель из бортовых пушек и пулеметов. Что касается истребителей врага, то разница в скоростях просто не давала им возможности догнать это немецкое «чудо-оружие». Поэтому в 1943 году проект получил статус приоритетного, что тут же отразилось на уровне материально-технического снабжения и финансового обеспечения. Было создано секретное подразделение «Егргоbundskommando 16» («Ekdo 16»), к которому стали прикомандировывать наиболее подготовленных пилотов, зачастую переводя их из боевых частей с линии фронта. Из-за повышенного внимания англичан и американцев к Пенемюнде, весь проект был переведен на новый объект, расположенный в Бад Цвишенан, небольшую железнодорожную станцию недалеко от Ольденбурга.
Программа подготовки пилотов начиналась с изучения материальной части, принципа работы двигателя и тренировок в барокамере, кстати говоря, трофейной, захваченной во время вторжения в Советский Союз. Для многих летчиков новый самолет, получивший к тому времени официальное наименование Messerschmitt Me-163 «Комета» («Komet»), казался чем-то совершенно фантастическим. Меры секретности были настолько строгими, что летчики лишь после прибытия на объект
Сложности испытаний самолета, да и обучения тридцати пилотов, прикомандированных к «Erprobund-skommando 16», возглавляемому известным боевым летчиком майором Шпете, заключались в том, что, кроме достижений, Me-163 имел и целый ряд серьезных недостатков.
Самый первый из них заключался в том, что малые размеры планера не оставляли конструкторам места для расположения механизма убирания шасси. Конструкция крыла не позволяла разместить в нем что-либо еще, кроме топливных баков. Да и баки удалось расположить лишь в корне крыла. Первая треть фюзеляжа была занята довольно тесной пилотской кабиной с приборной панелью и элементами управления. Задняя треть вмещала сам ракетный двигатель Walter HWK 109 с длинным раструбом сопла, выходящим за пером вертикального киля. Всю центральную часть также занимали топливные баки, отделенные от кресла пилота огнеупорной перегородкой. Места для убирания шасси не было вовсе, а делать их неубирающимися, как, например, у пикирующего бомбардировщика Юнкере Ju-87, не позволяли высокие скорости полета.
В процессе работ были предложены различные идеи, но в конце концов конструкторы остановились на варианте сделать шасси съемными (сбрасываемыми после взлета), а посадку производить на центральную лыжу, выдвигаемую из-под фюзеляжа. Me-163 имел довольно маленькие крылья, а на расчетных скоростях большой несущей площади и не требовалось, но это оборачивалось высокими посадочными скоростями. Двухместного варианта, естественно, не было (его разработали лишь под самый конец войны), и пилоты перед первым полетом получали лишь самый общий совет: «При заходе на глиссаду следует выпустить лыжу и постараться коснуться ею бетона в строго определенной точке». Скорость при касании составляла 220 километров в час, и любая ошибка пилотирования могла оказаться, как у сапера, последней в жизни пилота. Посадка производилась после полного прекращения процесса в камере сгорания, так что возможности прибавить газ и зайти на второй круг не было. Поэтому пролет заданной точки касания практически всегда означал вылет за пределы полосы, опрокидывание машины и ее сильное повреждение. Топливные баки никогда не оставались сухими, а случайное смешение остатков компонентов топлива означало сильный взрыв и гибель пилота. Это очень наглядно иллюстрировал тот самый опыт со смешением нескольких капель топлива в открытой чашке, оканчивавшийся громким хлопком.
Компромисс дался чрезвычайно тяжело. Столь необычный способ посадки ограничивал базирование перспективных истребителей исключительно аэродромами с бетонированными взлетно-посадочными полосами. Кстати сказать, эта особенность давала противникам Липпиша весьма убойный козырь: наступающие войска не имеют в ближнем тылу бетонированных аэродромов, стало быть ракетный истребитель, не способный работать с грунтовых полос, для армии бесполезен.
Вторым важным ограничением, которое пока не удавалось преодолеть, было чрезвычайно малое время полета. Благодаря самовоспламеняющемуся топливу отпала необходимость в зажигании, а ради пущей экономии веса пришлось отказаться и от топливных насосов. Перед взлетом пилот запускал маленький компрессор, создающий в топливных баках избыточное давление. Вытесняемое топливо поступало в камеру сгорания, где смешивалось и загоралось, создавая необходимую тягу. Во время полета избыточное давление в топливных баках создавалось бортовым компрессором, питающимся от электрогенератора, приводимого в действие обычным ветряком, размещенным в носовой части фюзеляжа и раскручиваемым набегающим потоком воздуха. Через несколько секунд, оторвавшись от полосы и сбросив шасси, за три минуты самолет достигал высоты в десять километров.
Между прочим, скороподъемность также являлась выигрышной чертой нового истребителя. Избегая огня зенитных батарей, бомбардировщики противника летали на больших высотах, порядка десяти-одиннадцати километров. Как рассказывали потом их пилоты, правда, летавшие бомбить Японию, скоростной истребитель — жуткая угроза на малых и средних высотах — на десяти километрах вел себя как «сонная муха» и едва ворочался. Само собой разумеется, что истребитель, способный быстро достигать высоты полета бомбардировщиков и при этом невероятно быстро летать, просто не мог не получить одобрение верховного командования Люфтваффе, как впрочем и командования ВВС любой страны. Тем более, что фюрер обвинял именно Геринга в неспособности защитить Третий Рейх с воздуха.
Правда, запаса топлива хватало всего на десять минут работы двигателя. Сам процесс горения был неуправляем, поэтому после включения насоса остановить взлет уже не представлялось возможным, а сам полет продолжался до полной выработки горючего. Пилот должен был постоянно помнить о том, насколько он удалился от своего аэродрома, ибо после остановки двигателя ему ничего не оставалось, как только планировать в сторону аэродрома, гасить скорость, выпускать лыжу и молиться.
Существовала еще проблема аэродромного обслуживания. Оба компонента топлива были водорастворимыми, и внешне ничем не отличались от обычной воды. Герметичность топливной системы перед заправкой также проверялась закачиванием воды во все топливные емкости самолета. Постоянно занимаясь с водой, техники нередко ошибались и в бак с одним компонентом заливали второй. Не трудно догадаться, чем это обычно заканчивалось. Поэтому во время каждой заправки, согласно инструкции, всегда дежурила пожарная машина, а дежурный расчет находился тут же в немедленной готовности.
Кстати говоря, хранение топлива было сопряжено с достаточно высокими затратами. Это особенно касалось компонента «Т», для которого требовалось создавать отдельные, хорошо изолированные хранилища, которые, к тому же, требовали строгого режима охраны. «Т»-состав растворял любую органику и мог взорваться, например, от того, что в резервуар попала муха.
Не меньше хлопот доставляло топливо из-за своей высокой агрессивности. Оно быстро растворяло любую органику, и опасным было попадание на одежду даже небольшого его количества. Капля могла проделать сквозную дыру и разъесть ткани тела. Однако размеры машины были столь малы, что использовать пришлось практически каждый кубический сантиметр внутреннего объема. Поэтому емкости под второй компонент были размещены прямо в пилотской кабине. Мано Циглер рассказывал, что будучи лейтенантом Люфтваффе он принимал участие в испытательных полетах Messerschmitt Me-163 и однажды оказался свидетелем одного инцидента. В очередной раз один из самолетов проверили, заправили и выкатили на старт. Полет должен был совершить пилот Йожи, который и занял место в кабине самолета. Все вроде началось как обычно, но в момент взлета неожиданно рано отскочили шасси, хотя машина еще не набрала должной скорости и неслась слишком низко над землей. Шасси упало вниз и, резко срикошетив от бетонной полосы, ударило снизу по фюзеляжу самолета. Удар повредил трубопровод подачи топлива. Йожи отчаянно рванул вверх, пытаясь хоть как-то зайти на экстренную посадку. Однако самолет зацепил ствол одного из зенитных орудий, стоявших на краю полосы, опрокинулся и, пропахав длинную борозду, остановился. Так как все произошло буквально на глазах у аэродромного персонала, то пожарные расчеты и команда санитаров практически тут же оказались у самолета. Увы, пилот уже не нуждался в помощи. Протекшее в кабину топливо практически полностью растворило тело человека. Не помог даже особый костюм, специально разработанный для защиты пилота.
Однако при всех недостатках необычная конструкция доктора Липпиша очень быстро летала, каждых раз показывая все более выдающиеся результаты. А установка нового двигателя Walter HWK 109—509А с тягой 1700 кг вообще обеспечила достижение скорости в 880 км/ч. В начале 1944 года Me-163 был назван образцом «А» (Ме-163А).
Следующая модификация, названная Me-163B, уже считалась боевой. Тогда же доктор Липпиш попробовал заменить «Z»-компонент составом «С» (С-Stoff, тридцать процентов гидразина, пятьдесят семь процентов метанола и тринадцать процентов воды).
Пилот Me-163 в защитном костюмеМежду прочим, двигатель, разгонявший Me-163B до таких скоростей, весил всего сто пятьдесят килограммов и, несмотря на свои характеристики, был чрезвычайно простым и недорогим в изготовлении. Камера сгорания сваривалась из обычной стали, разве что за исключением самого сопла. Весь двигатель крепился к специальной раме в корпусе самолета всего четырьмя болтами и мог быть быстро и легко заменен. Его ресурс составлял всего два часа суммарной работы. Потом двигатель заменяли новым.
Вообще-то, еще первые испытательные полеты выявили острую необходимость в наличии какого-нибудь способа быстрого слива топлива в случае нештатной ситуации. Не слишком часто, но все же случалось, что даже новые двигатели отказывали в самых неожиданных ситуациях. В том числе и останавливались на взлете, когда под завязку заправленная машина едва-едва отрывалась от полосы. Однако заводы поставляли Me-163 без системы экстренного сброса топлива. Правда, однажды машину, где на приборной панели имелась рукоятка аварийного слива, все же привезли на авиабазу. Именно с этим самолетом произошло очередное чрезвычайное происшествие. В первом же полете, когда самолет уже зашел на посадку и коснулся лыжей полосы, машину внезапно подбросило в воздух и, упав снова, она едва не перевернулась. К счастью, все обошлось, но выбравшийся из кабины пилот сжимал в руках ту самую рукоятку, выломанную из приборной панели. Оказалось, что это был всего лишь муляж, просто инженеры забыли предупредить об этом летчика.
По иронии судьбы проблему наличия бетонированных полос решили сами Союзники. Из-за увеличения налетов ПВО Третьего Рейха понадобились перехватчики, которые должны были базироваться вокруг важных охраняемых объектов, где как раз и существовали стационарные аэродромы. Находясь в отчаянном положении, Гитлер и Геринг санкционировали начало серийного производства истребителей Me-163B, несмотря на имеющиеся недочеты. Самолет вооружили двумя 30-мм пушками и передали в боевые эскадрильи Люфтваффе. Имеющийся парк устаревших Ме-163А стали использовать в качестве учебных. Самолет заправлялся водой для сохранения балансировки и на буксире за истребителем Messerschnutt Bf-110 поднимался в воздух. Затем трос отцепляли, и курсант планировал на аэродром.
«Сто шестьдесят третий» развивал огромную скорость, и командование полагало, что бортовые стрелки бомбардировщиков, а также истребители противника, просто физически не смогут попасть в скоростной самолет такого малого размера. Как показали последующие события, взгляды конструкторов вовсе не были безосновательными. Те члены экипажей бомбардировщиков, которым довелось столкнуться в небе с рукотворными немецкими «кометами», вспоминают об этом до сих пор. Самолеты странной формы возникали ниоткуда, как в самом ужасном кошмаре, совершенно безнаказанно прошивали бомбардировщик очередями автоматических авиационных пушек и растворялись в окружающем пространстве так же внезапно, как появлялись. Все, что успевали заметить ошарашенные борт-стрелки, это опознавательные знаки Люфтваффе, нанесенные на фюзеляж.
Известно, что боевое крещение «Комета» получила 28 июля 1944 года в бою против соединения бомбардировщиков Союзников в районе Мерзербурга. Как одна из наиболее боеготовых конструкций «Комета» применялась в последние месяцы войны. Тем не менее нет достоверных сведений, доказывающих, что кому-нибудь удалось ее сбить. Это свидетельствует о том, что при всех своих недостатках конструкция Me-163 была уже готова для боевого применения даже в преддверии краха нацистской империи, и Союзники ничего не могли ей противопоставить. Просто в последние месяцы войны от продуманной системы применения сил и средств Люфтваффе не осталось и следа: остатки частей дрались разрозненно, аэродромы захватывались наступающими силами противника, сопротивление на них подавлялось.
Всего было построено 360 истребителей Me-163. При этом серийное производство сопровождалось постоянным совершенствованием конструкции самолета. В начале 1945 года увидела свет модификация Ме-163С, развивавшая скорость 944 км/ч и достигающая высоты 16 000 метров. На ней была установлена новая версия двигателя Walter HWK 109-509С с двумя камерами сгорания: главной, так называемой стартовой, и вспомогательной, которая могла работать при малых тягах. Тяги камер составляли 16,7 и 2,9 килоньютон соответственно.
Кроме того, бюро «Липпиш-Мессершмитт» начало работу над еще более усовершенствованной версией самолета, обозначенной как Messerschmitt Me-163D. Некоторое удлинение фюзеляжа и оптимизация аэродинамики крыла привели к улучшению общих характеристик конструкции. Но самое концептуальное изменение касалось шасси. Сбрасываемая тележка и выдвижная лыжа были заменены классическим шасси, полностью убирающимся в фюзеляж в полете. Вооружение состояло из двух пушек МК-108 калибром 30 миллиметров, размещенных в прикорневых частях крыла. Баки для двухкомпонентного топлива (1400 кубических дециметров T-Stoff и 750 кубических дециметров С-Stoff) были частично размещены в фюзеляже и частично — в крыльях.
Так как компания Вилли Мессершмитта одновременно вела большое количество всевозможных экспериментальных программ, то RLM, желая разгрузить конструкторское бюро, в приказном порядке передало проект Me-163D на расположенный в Дессау завод фирмы JUNKERS для окончательной доработки. Проект, переименованный в Junkers Ju-248, возглавил профессор Генрих Хертель. В процессе работы было изменено остекление кабины пилота, самолет оснастили каплевидным фонарем с обзором в триста шестьдесят градусов.
Прототип самолета в версии Junkers Ju-248 V1, был закончен в августе 1944 года. А в сентябре того же года были проведены летные испытания без использования двигателя и с шасси, заблокированными в выпущенном положении. В это время RLM внезапно пересмотрело свое решение и целиком передало программу опять на заводы фирмы MESSERSCHMITT, изменив обозначение самолета на Ме-263. По неподтвержденным данным, прототип Ме-263 V1 прошел серию пилотажных испытаний с работающим двигателем, и была начата работа по подготовке серийного производства самолета Ме-263 A1.
Однако война стремительно катилась к концу. Вермахт отступал под мощными ударами на Востоке и Западе, и наладить массовое производство новых машин оказалось негде, некогда и некому. Множество машин было потеряно на земле; немалое количество было уничтожено самими немцами по причине невозможности эвакуации. Остальное было захвачено войсками антигитлеровской коалиции. Кроме готовых самолетов и аэродромной базы победителям достались заводы, документация, технический персонал и результаты многолетних исследований. В частности, единственный построенный прототип Ме-263 V1 (заводской номер 381 001), как и недостроенный двухместный учебный вариант Me-163S, достались Советскому Союзу.
назад