Реактивная авиация Второй мировой войны

Введение

Первые реактивные самолеты появились перед началом Второй мировой войны. В 1939 г. в воздух поднялись экспериментальные самолеты Не 176 (20 июня) и Не 178 (27 августа), созданные в Германии на фирме «Хейнкель». Затем с небольшой разницей во времени совершили свои первые полеты самолеты других стран – РП-318-1 (СССР) весной 1940 г., СС.2 (Италия) в августе 1940 г., E.28/39 (Англия) в мае 1941 г. К концу войны реактивные самолеты уже состояли на вооружении военно-воздушных сил четырех стран – Германии (Ar 234, He 162, Me 163, Me 262), Англии (G.41А Meteor), США (P-59А Airacomet, P-80A Shooting Star) и Японии (самолеты-снаряды «Ока»).

Такое бурное развитие авиационной техники впечатляет – ведь всего за немногим более трех с половиной десятков лет, прошедших со времени полета первого в мире самолета братьев Райт (США) в 1903 г., появились мощные реактивные двигатели, а максимальная скорость самолетов увеличилась с 80–90 до почти 1000 км/ч. Однако при внимательном рассмотрении оказывается, что в этом нет ничего сверхъестественного, так как подготовительный этап создания реактивной авиации начался, фактически, еще задолго до появления первых самолетов братьев Райт, А. Сантос-Дюмона, Л. Блерио, Г. Вуазена, А. Фармана и др. К идее применения реактивной тяги для осуществления полета летательного аппарата человечество пришло еще в первой половине XIX в.

Так, например, немец Ф. Маттис в 1835 г. указывал на возможность применения порохового двигателя для полета воздушного змея, а также упоминал о возможности создания на этом принципе пилотируемого летательного аппарата. Спустя два года, также в Германии, В. фон Сименс опубликовал проект реактивного самолета, использовавшего реактивное действие струй водяных паров или сжатого углекислого газа. Однако оба этих проекта имели существенный недостаток – для практических целей они не годились, так как время работы двигателя было очень маленьким, да и самих двигателей в то время не существовало.

В середине 60-х гг. XIX в. француз Ш. де Луврие предложил проект самолета, оснащенного двумя реактивными двигателями – предшественниками пульсирующих воздушно-реактивных двигателей. Испанец П. Маффиотти разрабатывал проект аппарата с двигателем, который являлся прообразом прямоточного воздушно-реактивного двигателя. В России Н.М. Соковнин работал над проектом управляемого аэростата, приводимого в движение реактивным двигателем, а Н.А. Телешов – над проектом самолета с воздушно-реактивным двигателем, прообразом пульсирующего двигателя. В Англии Д. Батлер и Э. Эдвардс запатентовали конструкцию реактивного самолета с паровым двигателем.

В 80-х гг. XIX в. проблемой использования реактивного двигателя для летательных аппаратов занимался русский изобретатель С.С. Неждановский. Среди его разработок были аппараты с реактивными двигателями, работающими на сжатом газе, водяном паре, смеси нитроглицерина со спиртом или глицерином и воздухом. В 1881 г. Н.И. Кибальчич разработал проект пилотируемого порохового ракетного летательного аппарата, в 1886 г. А.В. Эвальд провел опыты с моделью самолета, снабженной пороховым ракетным двигателем. В 1887 г. киевский инженер Ф.Р. Гешвенд опубликовал брошюру «Общее основание устройства воздухоплавательного парохода (паролета)», в которой он описал аэроплан с паровой реактивной установкой. По оценке Ф.Р. Гешвенда перелет «паролета» с одним летчиком и тремя пассажирами на борту по маршруту Киев – Петербург мог быть осуществлен за шесть часов с пятью-шестью остановками для заправки горючим (керосин).

В 1903 г. русский ученый К.Э. Циолковский опубликовал свой труд «Исследование мировых пространств реактивными приборами», в котором, в частности, предложил пилотируемую ракету с двигателем на жидком топливе (кислородноуглеводородное и кислородно-водородное). Генерал-майор М.М. Поморцев проводил в 1902–1907 гг. эксперименты с крылатыми ракетами собственной конструкции. Помимо этого М.М. Поморцев в 1905 г. предложил проект «пневматической» ракеты, использующей в своем двигателе в качестве окислителя сжатый воздух, а в качестве горючего – бензин или эфир, этот двигатель, фактически, стал прообразом жидкостного ракетного двигателя. В 1907 г. Н.В. Герасимов подал заявку и в 1912 г. получил привилегию (патент) на устройство пороховой ракеты с гироскопической стабилизацией.

В 1908 г. француз Рене Лорен предложил использовать на летательном аппарате в качестве силовой установки прообраз мотокомпрессорного воздушно-реактивного двигателя, или, как его часто называют, ВРДК. Идею создания ВРДК практически одновременно и независимо друг от друга развивали Рене Лорен, Анри Коанда и Александр Горохов. В годы Первой мировой войны Р. Лорен совместно с французской фирмой «Леблан» разработал проект самолета-снаряда с ВРДК.

Практические же работы по созданию реактивных двигателей и реактивных самолетов начались в 1920-х гг., в основном благодаря усилиям энтузиастов. В 1921 г. американец Р. Годдард провел испытание первого экспериментального жидкостного ракетного двигателя. 16 марта 1926 г. им был осуществлен первый запуск экспериментальной ракеты с двигателем, работавшим на жидком кислороде и бензине. В Германии в 1928 г. впервые совершили полеты экспериментальные планеры с пороховыми ракетами в качестве двигателя – в мае Opel RК 22, а в июне Ente («Утка»). В 1929 г. Г. Оберт приступил к стендовым испытаниям своих ЖРД.

Италия стала первой страной, в которой реактивная авиация начала официально разрабатываться для военных целей. Самолет Caproni-Campini СС.2, впервые взлетевший в августе 1940 г., финансировался в рамках контракта, который Regia Aeronautica (королевская авиация Италии) выдала еще в 1934 г. Однако, несмотря на принятую в 1938 г. на государственном уровне «Программу R», целью которой было количественное и качественное совершенствование итальянской авиации, для реализации «Программы R» денег у правительства не хватило, поэтому до выхода Италии из войны в сентябре 1943 г. самолет СС.2 так и остался на стадии испытаний двух опытных образцов.

В Германии сразу же после создания в 1934 г. министерства авиации (Reichsluftfahrtministerium – RLM), которое возглавил Г. Геринг, развитие боевой реактивной техники стало одной из первоочередных задач. Уже в феврале 1935 г. майор В. фон Рихтгофен, руководитель исследовательского отдела технического департамента RLM, выдвинул идею создания ракетного истребителя-перехватчика. Осенью 1938 г. представитель RLM Х. Шельп посетил различные двигателестроительные фирмы страны, чтобы поторопить их начать работы над реактивными двигателями различных типов, в том числе и над турбореактивными двигателями. Фирмам, изъявившим желание работать в данной области, таким как BMW, «Брамо» и «Юнкерс», в течение 1939 г. были предоставлены первые контракты на научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы. Вся информация о реактивных двигателях была строго засекречена, обработкой ее и рассылкой по самолетным фирмам занималась специальная комиссия по реактивным двигателям Arbeitsgemeinschaft Strahltriebwerke, созданная при RLM в декабре 1942 г.

Первой немецкой фирмой, приступившей к работам по реактивным самолетам, стала фирма «Хейнкель», затем к работам в этом направлении подключились «Физелер», «Мессершмитт», а затем «Арадо», «Бахем», «Блом и Фосс», BMW, «Дорнье», «Фокке-Вульф», «Гота», «Хеншель», «Юнкерс», «Шкода», «Зомбольд», «Цеппелин», то есть практически все ведущие самолетостроительные фирмы Германии. Со второй половины 1942 г., когда инициатива постепенно стала переходить к союзникам, количество программ создания новых типов немецкой авиатехники резко возросло, причем большая часть из них касалась разработки реактивных самолетов и крылатых ракет. В рамках этих программ, например, разрабатывались такие реактивные самолеты, как:

– тяжелый истребитель;

– средний бомбардировщик;

– дальний бомбардировщик, способный достичь Атлантического побережья США (программа Amerika-Bomber);

– скоростной ударный самолет (программа «1000–1000– 1000»);

– легкий истребитель (программа Volksjager);

– истребитель-«малютка» (программа Miniaturjager);

– носимые истребители и бомбардировщики;

– объектовый истребитель-перехватчик;

– составные самолеты схемы «Мистель» (программа «Бетховен»);

– пилотируемый самолет-снаряд и т. п.

В результате с 1944 г. на вооружение люфтваффе последовательно поступили ракетный перехватчик Ме 163, тяжелый истребитель Me 262, разведчик Ar 234, самым последним успел войти в строй легкий истребитель He 162.

В январе 1930 г. англичанин Ф. Уиттл подал в патентное ведомство заявку на конструкцию первого в мире турбореактивного двигателя с центробежным компрессором. Однако реализовать свое изобретение он смог только в 1937 г. за счет собственных средств, и только после этого получил контракт от английских ВВС на производство своего двигателя. Помимо этого министерство авиации подключило в помощь к Ф. Уиттлу фирмы «Роллс-Ройс», «Ровер», «Де Хэвиленд» и др., в результате чего в мае 1941 г. впервые поднялся в воздух экспериментальный самолет фирмы «Глостер» G.40 Pioneer, а на вооружение ВВС Англии в середине 1944 г. поступила первая партия истребителей G.41 Meteor F.Mk I, которые до конца войны применялись в системе ПВО страны.

Во Франции работы в области реактивной авиации начались в середине 1930-х гг. с создания самолетов с прямоточным воздушно-реактивным двигателем, но были прерваны в 1940 г. в связи с оккупацией Франции немецкими войсками.

В Советском Союзе работы по применению реактивных двигателей в авиации начались в конце 1920-х – начале 30-х гг. в ГДЛ и ГИРД, а после слияния ГИРД и ГДЛ продолжились в РНИИ НКТП. В 1936 г. известный советский авиаконструктор К.А. Калинин приступил к проектированию первого в мире истребителя-«бесхвостки» К-15 с ракетным двигателем и дельтовидным крылом. Однако вскоре К.А. Калинин был репрессирован по ложному обвинению, а работы по истребителю прекратили. Летом 1938 г. планировались летные испытания первого советского ракетоплана РП-318-1 С.П. Королева, но из-за волны репрессий, прошедшей по стране, самолет смогли подготовить и поднять в воздух только в конце февраля 1940 г. К этому времени первым в мире ракетопланом уже стал экспериментальный самолет Не 176.

В СССР с 1931 г. под руководством А.В. Квасникова велись исследования в области сложных силовых установок различных схем. В частности, им были изучены процессы в прототипах ВРДК, а также была получена формула для определения эффективной мощности на валу воздушного винта ВРДК в зависимости от параметров режимов работы каждого из его составляющих агрегатов. В 1934 г. под руководством В.В. Уварова была создана и успешно испытана первая высокотемпературная газотурбинная установка ГТУ-1, ставшая прообразом будущих турбовинтовых и турбореактивных двигателей. В 1936 г. был разработан первый в мире проект самолета с турбореактивным двигателем конструкции А.М. Люльки. На основе исследований, проводившихся с 1937 г., А.М. Люлька подал в 1938 г. заявку на изобретение двухконтурного турбореактивного двигателя, авторское свидетельство на это изобретение ему выдали 22 апреля 1941 г.

Однако в довоенное время советское руководство относилось к реактивной авиации настороженно, считая ее экзотикой. И для этого были серьезные основания. Дело в том, что в довоенные годы основным тормозом в развитии нашего самолетостроения было низкое качество поршневых двигателей. С целью ускорения выхода из создавшегося положения был закуплен за рубежом в 1935 г. ряд лицензионных двигателей для их производства на вновь построенных авиамоторостроительных заводах. В Рыбинске на заводе № 26 на основе французского двигателя «Испано-Сюиза» выпускались отечественные аналоги М-100, М-100А, а затем М-103, М-104, М-105. В Перми на заводе № 19 на основе американского двигателя «Райт» выпускался аналог М-25, а позднее М-62, М-63, М-82. В Запорожье на заводе № 29 было запущено производство французского двигателя «Гном-Рон» под обозначением М-85, а затем М-86, М-87, М-88А, М-88. В Москве на заводе № 24 выпускались двигатели М-34 (АМ-34Р, АМ-34РН, АМ-34ФРН), АМ-35, АМ-35А.

Тем не менее принятые меры не смогли кардинально решить вопрос с серийным выпуском мощных и надежных силовых установок. Наши авиаконструкторы, в большинстве своем, разрабатывали свои самолеты под двигатели, которые либо находились в стадии разработки, либо в опытном производстве, а в лучшем случае это были двигатели опытной серии, но еще не доведенные до нужного уровня надежности. Поэтому лишь с появлением в последние годы войны у немцев серийных реактивных самолетов Государственный Комитет Обороны принял решение об активизации работ по постройке реактивных двигателей и реактивных самолетов. Несмотря на то что до окончания войны в Советском Союзе было разработано несколько проектов реактивных самолетов, на вооружение советских ВВС такие самолеты не поступали.

США позже, чем Англия, СССР и Германия, включились в процесс создания реактивной авиации. Поскольку реактивные двигатели в то время американская промышленность не производила, то этот вопрос решили другим путем – весной 1941 г. между США и Англией было достигнуто соглашение о помощи американской стороне в налаживании производства ТРД Ф. Уиттла. И уже через четыре года, в мае 1945 г., на вооружение ВВС США поступили первые самолеты Р-59 и Р-80, оснащенные американскими двигателями, но в боевых действиях они не участвовали.

В Японии, как и в США, своих реактивных двигателей не было ни в предвоенные годы, ни в первой половине войны. Ход войны стал вызывать беспокойство у японского командования в 1942–1943 гг., когда вооруженные силы союзников все ближе подбирались к Японским островам. Именно тогда стал обсуждаться вопрос о необходимости использования в боевых действиях реактивной авиации. Этот вопрос японцы решили, обратившись за технической помощью к Германии, своему политическому партнеру по пакту ось Берлин – Рим– Токио. К концу войны в Японии было разработано несколько проектов реактивных самолетов («Ока» моделей 33, 43 и 53, Ки-162, J9Y, К-200 и др.), но в боевых действиях успели принять участие только самолеты-снаряды «Ока», пилотируемые летчиками-камикадзе.

В настоящей книге приводятся сведения о проектах самолетов с различными типами реактивных двигателей, разрабатывавшихся как в довоенные годы, так и во время Второй мировой войны в Англии, Германии, Италии, СССР, США, Франции и Японии. Часть из этих проектов была доведена до стадии серийного производства или опытного образца, часть не завершена из-за окончания войны, часть прекращена на стадии проектирования из-за изменившейся обстановки на фронтах, а некоторые так и остались на уровне технических предложений.

Даны краткие сведения об истории развития реактивных двигателей (РДТТ, ЖРД, ПВРД, ПуВРД, ВРДК, ТРД и др.), приведены характеристики летательных аппаратов, оснащенных соответствующими двигателями, а также сведения о боевых операциях, в которых эти летательные аппараты участвовали. Большой объем иллюстративных материалов поможет читателю получить более полное представление об этапе зарождения реактивной авиации. Книга предназначена для широкого круга читателей.

1. Самолеты с ракетными двигателями твердого топлива

Германия

Me P.1103/I

В 1944 г. фирма «Мессершмитт» разрабатывала два варианта мини-перехватчика Ме Р.1103. Первый вариант проекта, Me P.1103/I Panzerjager («Бронированный истребитель»), был разработан к 6 июля 1944 г. Конструкция самолета выполнялась в основном из дерева, крыло имело стальной лонжерон. Летчик залезал в кабину через верхний люк и располагался в ней лежа. Под ложем летчика устанавливалась пушка MK 108 калибра 30 мм и могла подвешиваться ракета 21-cm-Nebelwerfer, в качестве силовой установки под фюзеляжем располагались четыре РДТТ Rheinmetall-Borsig RI 502.

Перехватчик взлетал на сбрасываемой стартовой тележке на буксире за самолетом-буксировщиком Bf 109G или Me 262. После отцепки от буксировщика летчик перехватчика запускал ракетные двигатели, осуществлял атаку цели и уходил из зоны боевых действий на свою базу. Затем, сбросив носовую часть кабины, летчик покидал самолет с парашютом, самолет же опускался на своем парашюте на землю, чтобы использоваться повторно. Дальше проекта дело не пошло.

Характеристики Ме P.1103/I: экипаж – 1 человек, силовая установка – 4 х РДТТ Rheinmetall-Borsig RI 502 тягой по 1500 кгс, размах крыла – 6,2 м и его площадь – 5,8 м2, длина самолета – 4,7 м, взлетный вес – 1100 кг, максимальная скорость – 810 км/ч, вооружение – 1 пушка MK 108 калибра 30 мм.

Rammer

Истребитель Rammer («Таран») разрабатывался на фирме «Цеппелин» (Luftschiffbau Zeppelin GmbH) в ноябре 1944 г. Истребитель должен был доставляться в район атаки самолетом-буксировщиком Bf 109, после отцепки атаковать самолеты противника неуправляемыми ракетами, а при необходимости применить таран.

Rammer имел усиленное прямоугольное крыло и нормальное однокилевое хвостовое оперение, под фюзеляжем находилась выдвижная посадочная лыжа. В хвостовой части фюзеляжа размещался твердотопливный ракетный двигатель «Шмиддинг-533» тягой 1000 кгс, время работы которого составляло около 12 секунд, летчик располагался в кабине сидя. Под сбрасываемым носовым обтекателем находилась батарея с 14 неуправляемыми ракетами R4M калибра 55 мм. Кабина летчика имела бронезащиту, толщина брони спереди составляла 28 мм, сзади – 20 мм, сверху и снизу – 40 мм, стекло имело толщину 80 мм. В аварийной ситуации летчик мог покинуть самолет с парашютом, отстыковав от фюзеляжа кабину, которая крепилась разрывными болтами.

Летные испытания опытного образца самолета без двигателя проводились в январе 1945 г. в Немецком институте планеризма (DFS). По результатам испытаний была запланирована постройка начальной партии из 16 самолетов, но этим планам не суждено было сбыться, так как завод фирмы «Цеппелин» был разрушен во время налета союзных бомбардировщиков.

Характеристики Rammer: экипаж – 1 человек, силовая установка – 1 х РДТТ Schmidding 533 тягой 1000 кгс, размах крыла – 4,95 м и его площадь – 6,0 м2, длина самолета – 5,1 м, высота – 1,75 м, стартовый вес – 860 кг, максимальная скорость – 780 км/ч, вооружение – 14 ракет R4M калибра 55 мм.

DFS Eber

В августе 1944 г. DFS приступил к разработке мини-перехватчика Eber («Кабан»). Работы возглавлял руководитель отдела аэродинамики DFS профессор Пауль Руден.

В конструкции истребителя использовались крыло и секции хвостового оперения от крылатой ракеты Fi 103 (Фау-l). Деревянный фюзеляж перехватчика оснащался бронированной кабиной для пилота, который располагался в ней лежа. Первоначально предполагалось установить одну или две пушки MK 108 калибра 30 мм и 24 ракеты R4M класса «воздух– воздух». Предполагалось, что Eber для выполнения перехвата должен буксироваться самолетом-буксировщиком Fw 190 или Ме 262 на высоту, превышавшую 300 м, высоту полета формирования союзных бомбардировщиков. Затем он отцеплялся на расстояние 5—10 км позади формирования, включал силовую установку и пикировал на выбранную цель, обстреливая ее из пушек и выпуская ракеты. После израсходования боеприпасов Eber должен был зайти на вторую атаку с применением тарана. Пилот при таране сбрасывал фонарь кабины, после чего маленький парашют выдергивал пилота вместе с его ложем из самолета. В случае если таран не предусматривался заданием, самолет должен был совершить планирующий полет на свою базу.

Первоначально в качестве силовой установки, располагавшейся в хвостовой части самолета, рассматривались два РДТТ Rheinmetall-Borsig RI 502 тягой каждый по 1500 кгс, продолжительностью работы 6 секунд, габаритными размерами 17,8 см (диаметр) х 1,27 м (длина) и весом 48 кг или один ПуВРД разработки DFS тягой 200 кгс. Окончательно было решено использовать твердотопливные двигатели.