Столетняя история “летающего крыла” - Дмитрий Соболев

Из-за недостатков, присущих пороховому двигателю: кратковременности работы, невозможности регулирования силы тяги и выключения — включения в полете, он не нашел применения в качестве авиационной силовой установки. Большие надежды связывали с использованием на самолетах жидкостного ракетного двигателя (ЖРД).

Планер Г.Эспенлауба с ракетным двигателем.

Я уже писал о неудавшейся попытке создания ракетоплана РП-1 на основе бесхвостого планера Черановского БИЧ-8: конструкторам не удалось создать надежно работающий ЖРД. Первый самолет-"бесхвостка" с ЖРД появился только десять лет спустя. Это был знаменитый немецкий ракетный истребитель Me-163.

Работы по самолету начались в январе 1939 г. Тогда по предложению Исследовательского отдела Министерства авиации для А.Липпиша на фирме Мессершмитт в Аугсбурге был создан специальный отдел "L" по разработке ракетного истребителя. На самолете должен был стоять жидкостный ракетный двигатель Вальтер R1-203 с тягой 400 кгс.

В качестве прототипа реактивной машины Липпиш выбрал свою наиболее удачную "бесхвостку" DFS-39. Однако в процессе трансформации этого винтомоторного аппарата в реактивный в его конструкцию внесли столько изменений, что в результате получился новый самолет — DFS-194. Он имел обычное вертикальное оперение с рулем направления, была устранена поперечная V-образность крыла, установлены предкрылки, колесное шасси заменили отделяемой после взлета тележкой и посадочной лыжей. Размах крыла — 10,4 м — почти не изменился, а вот длина самолета возросла с 5,1 до 6,4 м. Стреловидность крыла менялась от 19° у корня до 27° на краях. Как и на других "бесхвостках" Липпиша, продольная балансировка достигалась сочетанием S-образности корневых профилей и отрицательной крутки концов крыла. На каждом крыле имелось две секции отклоняемых поверхностей: внешняя являлась элевоном, внутренняя — балансировочной поверхностью типа переставного стабилизатора.

В 1940 г. DFS-194 перевезли из Аугсбурга в немецкий ракетный центр в Пенемюнде, где на нем установили двигатель и топливную систему. После серии наземных проб в августе 1940 г. Х.Диттмар совершил первый полет с работающим двигателем. Была достигнута скорость 550 км/ч — на 200 км/ч больше, чем на экспериментальном Не-176 "классической" схемы, оборудованном таким же двигателем (1939 г.). Устойчивость и управляемость "бесхвостки" не вызывали нареканий. Можно было приступать к созданию боевого самолета — Me-163.

DFS-194 — прототип истребителя Me-163.

Первую такую машину, получившую обозначение Ме-163А V-1, подготовили к полетам летом 1941 г. На ней стоял новый ЖРД Вальтер R2-203 с тягой 750 кгс. По схеме самолет мало отличался от DFS-194, но был компактнее (размах крыла — 8,85 м, длина фюзеляжа — 5,6 м) и имел большую стреловидность крыла: 27° у основания и 32° на концах. Фюзеляж — металлической конструкции, крыло — деревянное. Взлетный вес самолета равнялся 2400 кг.

Летные испытания Ме-163А начались в июле 1941 г. Скорость полета после обычного взлета достигала 800 — 900 км/ч, затем двигатель, израсходовав все топливо, прекращал работать. 2 октября, после буксировки Ме-163А другим самолетом на высоту 4000 м, Диттмар сумел разогнать машину до фантастической по тем временам скорости — 1003 км/ч.[4] Так как работы по Me-163 были засекречены, этот результат не обнародовали и несколько лет он являлся неофициальным абсолютным рекордом скорости.

В декабре 1941 г. из сборочного цеха вышел первый экземпляр серийного истребителя Me-163В, еще без двигателя. На нем должен был стоять ЖРД HWK 109-509А с увеличенной температурой сгорания топлива и значительно большей тягой. По сравнению с экспериментальным Ме-163А самолет имел больший запас топлива, пушечное вооружение (2x30 мм) и бронезагциту пилота.

Во время рекордного полета Me-163А при скорости 1000 км/ч самолет стало затягивать в пикирование, и только выключив двигатель Диттмар смог выравнять машину. Это произошло из-за перераспределения аэродинамических сил на крыле при приближении к скорости звука. Сейчас это явление хорошо известно и одним из средств борьбы с ним является увеличение стреловидности крыла. Однако в начале 40-х годов об этом еще не знали и самопроизвольный переход в пике объяснили срывом потока на концах крыла. Поэтому вместо того, чтобы увеличить стреловидность, на Me-163В ее уменьшили до 23°.

Первый полет Me-163В с работающим двигателем.

В связи с возросшим весом Me-163В, кроме элевонов и балансировочных поверхностей под крылом установили посадочные щитки. В отличие от обычных щитков они были сдвинуты вперед к оси крыла и поэтому при отклонении сравнительно мало влияли на продольное равновесие самолета. Для сохранения работоспособности элевонов на больших углах атаки крыло снабдили фиксированными щелевыми предкрылками. Щель проходила по внешней части крыла, занимая примерно 40% его размаха.

Так как доводка HWK 109-509А затянулась, Me-163В долгое время испытывали как планер. Во время одного из полетов в 1942 г. случилось происшествие, чуть было не стоившее Диттмару жизни. При заходе на посадку он попал в непродуваемую ветром зону за большим ангаром, подъемная сила резко упала, и Me-163 с высоты 4 метров рухнул на бетонную площадку перед зданием. Масляный амортизатор посадочной лыжи смог поглотить лишь часть вертикальной скорости, и из-за сильнейшего толчка летчик серьезно повредил позвоночник. Он пробыл в госпитале почти до конца войны.

Хайни Диттмара сменил летчик-испытатель Рудольф Опиц. В августе 1943 г. он впервые опробовал Me-163В с двигателем. При взлете пилот оказался на краю гибели — во время разбега колесная тележка отделилась от истребителя раньше времени и самолет заскользил по полосе на посадочной лыже. Опиц чудом смог поднять Me-163 в воздух. Но не успел он с облегчением вздохнуть, как в кабину стали проникать едкие пары ракетного топлива. Со слезящимися глазами, почти вслепую, летчик все же сумел приземлиться на аэродром.

Только в феврале 1944 г., после многочисленных доработок, Me-163В начал поступать на вооружение, всего же до конца войны было построено 279 таких самолетов. С мая 1944 г. они принимали участие в боевых действиях в качестве истребителей-перехватчиков на Западном фронте. Так как радиус действия Me-163В был невелик — всего около 100 км, предполагалось создать целую сеть специальных групп перехвата, расположенных на расстоянии примерно 150 км друг от друга и защищающих Германию с северного и западного направлений.

Серийный Ме-163В.

Из-за большой тяги двигателя Me-163В значительно превосходил по скорости другие самолеты и обладал невиданной прежде скороподъемностью: 80 м/с. Однако его боевую эффективность сильно снижала очень малая продолжительность полета. Вследствие большого удельного расхода горючего и окислителя жидкостно-ракетным двигателем (5 кг в секунду) их запаса хватало всего на 6 минут работы ЖРД на полной тяге. Поэтому после набора высоты 9—10 км летчик имел время только на одну короткую атаку.

Устойчивость и управляемость истребителя-"бесхвостки" были вполне удовлетворительными. Это подтверждают результаты изучения двухместного варианта Me-163В в ЛИИ (из-за отсутствия в СССР подходящего ракетного топлива самолет испытывался как планер). "Рациональный выбор аэродинамической схемы и конструктивных параметров бесхвостого самолета дает возможность обеспечить ему достаточно хорошие характеристики продольной и боковой устойчивости и управляемости в области дозвуковых скоростей полета", — отмечалось в выводах по испытаниям.[5] Однако из-за необычного шасси и большой посадочной скорости взлет и посадка были сложными. Это, а также частые случаи остановки двигателя при взлете и большая вероятность взрыва ракетного топлива при ударе явились причиной множества катастроф.

Технические недостатки самолета усугублялись нехваткой ракетного топлива и недостаточным числом летчиков в Германии в конце войны. В результате только четверть от всех построенных Me-163В смогла принять участие в боевых действиях. Ракетный истребитель не оказал сколь-либо заметного влияния на ход войны: реально боеспоспособным было только одно подразделение, на счету которого оказалось 9 сбитых бомбардировщиков при собственных потерях 14 самолетов.[6]

В перерыве между полетами. На аэродроме Брандис, Германия, 1944 г.

В конце 1944 г. немцы попытались усовершенствовать самолет. Чтобы увеличить продолжительность полета двигатель оборудовали вспомогательной камерой сгорания для полета на крейсерском режиме с уменьшенной тягой, увеличили запас топлива, вместо отделяемой тележки установили обычное колесное шасси. До конца войны удалось построить и испытать только один образец, получивший обозначение Ме-263.