Текст книги "Реактивная авиация Второй мировой войны"

BMW Flugelrad

Параллельно с группой Шривера фирма BMW вела собственные разработки дисковых аппаратов. Работа началась в 1943 г. с опытным образцом BMW Flugelrad I («Летающее колесо»), который представлял собой одноместный реактивный автожир. Конструктивно Flugelrad имел центральный корпус, в котором размещалась кабина пилота, закрытая полусферическим куполом, корпус аппарата окружался ротором диаметром 6 м с 16 лопастями изменяемого угла установки. Под ротором в нижней части корпуса размещался ТРД BMW 003 с реактивным дефлектором, топливные баки и четырехколесное шасси без тормозов и амортизаторов. Первый полет аппарат, весивший 3000 кг, выполнил на аэродроме в Прага-Кбеле в августе – сентябре 1943 г. Аппарат выехал из ангара собственным ходом, после чего ротор начал раскручиваться с помощью дефлектора двигателя. Поднявшись на высоту 1 м, автожир пролетел около 300 м и совершил жесткое приземление.

Этот состоявшийся полет подтвердил один свидетель, курсант-летчик, обучавшийся в то время на аэродроме Прага-Кбеле. После войны он заявил, что «блюдце было от 5 до 6 м в диаметре и высотой в рост человека, толщина аппарата по внешнему контуру составляла 30–40 см. Аппарат был «алюминиевого» цвета и опирался на четыре тонкие и длинные опоры. Наблюдаемая дальность полета была приблизительно 300 м на высоте около одного метра».

В 1944 г. началась работа над вторым опытным образцом первой версии, получившим обозначение Flugelrad I V2. На сей раз кабину увеличили, чтобы разместить в ней двух пилотов, сзади кабины установили киль с рулем направления, фиксированное шасси заменили полувыдвигающимся шасси. Диаметр ротора увеличился до 8 м, но количество лопастей осталось прежним – 16. Эта машина была окрашена желтой краской и выполнила первый полет в конце осени 1944 г. на аэродроме завода BMW в Нойбиберге. Серьезные проблемы со стабильностью преследовали машину, и руль направления оказался бесполезным. В 1945 г. был построен первый опытный образец второй версии аппарата, получивший обозначение BMW Flugelrad II V1, который сохранил тот же самый корпус, но отверг неудавшийся руль. Диаметр ротора диска был увеличен до 12,6 м. Первый испытательный полет аппарата состоялся на аэродроме Прага-Кбеле в феврале 1945 г., при этом аппарат фактически не летал, а только совершил разбег с подскоком на небольшую высоту.

Второй опытный образец этой версии, BMW Flugelrad II V2, впервые взлетел в апреле 1945 г. Аппарат имел кабину для экипажа из четырех человек, диаметр ротора увеличился до 14,4 м, а количество лопастей увеличилось до 24. Силовая установка состояла из двух ТРД BMW 003, расположенных в нижней части корпуса бок о бок. Третий опытный образец, BMW Flugelrad II V3, был в стадии окончания разработки и отличался от второго образца этой версии наличием 21 лопасти в роторе. До конца войны успели начать проектирование автожира третьей версии – BMW Flugelrad III. Аппарат имел кабину для экипажа из 6 человек, диаметр ротора составлял 24 м, количество лопастей увеличили до 32. Силовая установка состояла из двух ТРД BMW 018 (один двигатель сверху над ротором, другой под ротором) с двумя реактивными соплами на каждый двигатель, шасси выполнили убирающимся. Однако вся работа прекратилась с подходом советских войск к Праге. Все опытные образцы и документацию при отступлении уничтожили специальные команды СС.

Проекты Р. Мите

О Рихарде Мите сохранилось крайне мало биографических сведений, однако некоторые источники утверждают, что он был близким другом фон Брауна и участвовал в разработке ракеты Фау-2. С начала 1940-х гг. Р. Мите работал над созданием дисковых аппаратов в Пенемюнде, именно здесь и был разработан его первый проект горизонтально взлетающего реактивного дископлана. Аппарат оснащался двенадцатью реактивными двигателями, которые устанавливались по периметру на его нижней поверхности. Кабина летчика размещалась в хвостовой части аппарата, за кабиной находилось двухкилевое оперение с горизонтальной поверхностью управления между килями. Аппарат имел фиксированное шасси в виде двух лыж. Помимо этой версии Мите прорабатывал и другие варианты аппарата: с двигателями, установленными внутри корпуса, аппарат без хвостовых килей и пр.

После налета союзных бомбардировщиков 17 августа 1943 г. Мите перевели в Бреслау, где он собрал новую конструкторскую группу. Здесь он в рамках Projekt Amerika работал над созданием диска с большой дальностью полета. Напомним читателю, что целью этого проекта было создание летательного аппарата с большой дальностью полета, способного осуществить атаку на Нью-Йорк с территории Германии. Как известно, для этой цели фон Брауном разрабатывалась двухступенчатая ракета A9/A10, а О. Зенгер разрабатывал свою концепцию ракетного бомбардировщика. Судя по послевоенным заявлениям Г. Кляйна, который курировал разработку дисковых аппаратов, Мите удалось создать беспилотную версию диска. Этот аппарат, опять же по утверждению Г. Кляйна, в апреле 1944 г. успешно взлетел с побережья Балтийского моря в районе Пенемюнде, совершил полет в район Шпицбергена, но там разбился. О полете диска руководство СС доложило Гитлеру.

Существует предположение, что Мите опробовал в конструкции этой модели разновидность радиального ТРД большого диаметра, изобретенную до войны французом Рене Ледюком и доставшуюся немцам во время оккупации Франции. В отличие от обычного (осевого) ТРД, у которого все его элементы располагаются по продольной оси самолета последовательно друг за другом (компрессор, камеры сгорания, турбина, реактивное сопло), у этой разновидности радиального двигателя компрессор (ротор) вращается непосредственно вокруг кабины летчика, установленной на оси аппарата. Именно поэтому аппарат мог иметь только одну форму, в которую вписывался такой двигатель, – форму диска или тарелки. Если смотреть на такой аппарат снаружи, то у него не видно никаких вращающихся частей. У этого типа двигателя выхлоп продуктов сгорания осуществлялся вниз по периферии диска, создавая вертикальную тягу, при переходе аппарата в горизонтальный полет продукты сгорания перепускались в хвостовые сопла, производя горизонтальную тягу.

Летом 1944 г. руководство СС перевело Мите в Прагу, чтобы он совместно со Шривером приступил к работе над проектом Flugkreisel. Мите через некоторое время предложил собственную конструкцию этого аппарата, в которой несущий ротор приводился во вращение с помощью десяти небольших ПВРД, для горизонтального движения в хвосте были установлены четыре ТРД (два над ротором и два под ротором). Взлет аппарата осуществлялся путем первоначальной раскрутки ротора при помощи стартовых ускорителей, подвешенных под ПВРД. По достижении определенного числа оборотов в работу вступали ПВРД, а стартовые ускорители сбрасывались. Величина подъемной силы регулировалась путем изменения угла установки лопастей ротора, в горизонтальном полете лопасти выставлялись в нулевой угол, путевое управление осуществлялось дифференцированием тяги маршевых ТРД или отклонением их выхлопных сопел. Однако этот аппарат не пошел в дальнейшую разработку, а Мите вместе с профессором Беллуццо приступил к разработке вертикально взлетающего диска.

Аппарат, известный в литературе как V7 (седьмой опытный), был рассчитан на экипаж из 2–3 человек и имел круглый в плане корпус диаметром 18–21 м без каких-либо движущихся частей снаружи. Вертикальная тяга создавалась большим винтом, приводимым во вращение двигателем, установленным по оси аппарата. По периметру диска внутри корпуса устанавливались небольшие реактивные двигатели, сопла которых могли поворачиваться на 90° (от вертикального положения до горизонтального), обеспечивая управление аппаратом в полете. По утверждению Г. Кляйна, прототип последнего варианта аппарата взлетел 14 февраля 1945 г. на аэродроме в Прага-Кбеле, при подходе советских войск к Праге он был уничтожен эсэсовцами.

Dusenscheibe

О том, что во время войны в Пенемюнде разрабатывались дисковые аппараты, впервые стало известно из статьи в газете Augsburger Neue Presse от 2 мая 1980 г., в которой инженер Генрих Флейсснер рассказал о разработках дискообразной машины, известной под обозначением Dusenscheibe («Диск с реактивными соплами»).

Флейсснер, родом из Аугсбурга, работал во время войны в Пенемюнде инженером-гидравликом в составе группы, занимавшейся созданием реактивного диска для люфтваффе. По утверждению Флейсснера, работа проводилась под непосредственным руководством Г. Геринга, для которого и предназначалась эта машина. Компоненты и агрегаты для машины втайне изготавливались в разных областях рейха, в Пенемюнде осуществлялась сборка и ее испытания. Там диск и оставался до тех пор, пока его не затребовали в Берлин. Последний полет аппарата состоялся 24 апреля 1945 г. в Берлин-Лихтенфельде, дальнейшая его судьба неизвестна. В этой же статье Флейсснер утверждал, что он знает очевидца, наблюдавшего взлет четырех дисков такой же конструкции.

То, что в Пенемюнде велись секретные разработки дисковых аппаратов, подтверждается показаниями бывшего заключенного концлагеря, которые были опубликованы в 1995 г. в журнале UFO Magazine. В сентябре 1943 г. этот человек, занимаясь вместе с другими заключенными строительными работами недалеко от взлетно-посадочной полосы в зоне ответственности люфтваффе в Пенемюнде, стал случайным свидетелем испытаний необычного аппарата. По его словам, четыре человека выкатили из ангара на бетонную полосу странно выглядевший аппарат. Он был круглой формы, имел каплеобразную кабину в центре и стоял на маленьких надувных колесах, подобно перевернутой «вверх дном ванне». После того как был дан сигнал, этот аппарат серебристого цвета начал издавать шипящий звук, а затем взлетел, паря на высоте приблизительно 5 м непосредственно над полосой. Внезапно аппарат резко подпрыгнул и стал набирать высоту по беспорядочной траектории. В какой-то момент порывом ветра со стороны Балтийского моря аппарат перевернуло вверх колесами, он упал на землю и загорелся, пилот погиб.

В 1955 г. Флейсснер подал в патентное ведомство США заявку на конструкцию дискового аппарата, аналогом которому был, по всей видимости, Dusenscheibe, и получил в 1960 г. патент № 2939648, но этот аппарат никогда не строился. Dusenscheibe представлял собой диск с куполообразной кабиной, несущий ротор расположен внутри корпуса и имел несколько небольших ПВРД, установленных снизу на ободе и приводивших его во вращение. При работе ротор засасывал воздух через щели в верхней обшивке корпуса аппарата и отбрасывал его вниз, создавая подъемную силу. Для горизонтального движения служили два маршевых ТРД, установленные снизу корпуса аппарата.

Fw 500

К концу войны на фирме «Фокке-Вульф» разрабатывался дископодобный вертолет-штурмовик Fw 500. Под кабиной по периметру аппарата был установлен несущий ротор, представлявший собой силовое кольцо с закрепленными на нем лопастями. Ротор приводился во вращение небольшими двигателями Пабста, установленными на кольце. Для горизонтального полета предназначались ТРД, установленные в корпусе аппарата, два воздухозаборника располагались в передней части корпуса в верхней и нижней его частях. Предполагалось оснастить штурмовик шестью пушками MK 213, четырьмя ракетами R100BS и автоматической системой Oberon для стрельбы вверх. Сведений о характеристиках аппарата и его дальнейшей судьбе нет, в литературе только встречается упоминание о том, что подобный аппарат видели в последний месяц войны взлетающим из укрытия в лесу около шоссе Берлин – Гамбург.

«Летающий треугольник» М. Вибо

Мишель Вибо родился в Лилле (Франция). Вскоре после окончания Первой мировой войны он основал фирму Societe des Avions недалеко от Парижа. Хотя в то время в ходу были бипланы, Вибо разработал несколько проектов истребителей и транспортных самолетов схемы моноплан, кроме того, в конструкциях своих самолетов он использовал дюралюминий. Его транспортный самолет WP-282, сопоставимый с немецким самолетом «Юнкерс» Ju 52, эксплуатировался во Франции с начала 1930-х гг. В 1922 г. Вибо стал работать консультантом в английской авиакомпании «Виккерс» и, очевидно, поддерживал связи с британской промышленностью в течение многих лет. Во время Второй мировой войны Вибо жил в США и работал консультантом в различных авиационных фирмах, в частности Republic Aircraft.

Практически нет информации относительно деятельности М. Вибо в США в период с 1945 по 1955 г., однако некоторые обстоятельства заставляют предположить, что он работал над дисками. Так, например, журнал Look опубликовал в начале 1950-х гг. рисунок дископодобного самолета, разработанного в Republic Aircraft, где работал Вибо, а 15 июля 1953 г. Вибо получил патент США на конструкцию дископодобного аппарата, который он назвал Gyropter.

Помимо этого М. Вибо после войны запатентовал конструкцию треугольного «летающего крыла» вертикального взлета и посадки. Самолет, имевший обозначение Gyroptere, содержал внутри корпуса большой центробежный ротор. Воздух из окружающей среды забирался через кольцевой воздухозаборник, располагавшийся вокруг кабины экипажа, сжимался в рабочем колесе ротора и выбрасывался в виде кольцевой струи снизу по периметру корпуса аппарата. Рабочее колесо ротора вращалось с помощью четырех камер сгорания, которые фактически являлись аналогами двигателя О. Пабста. Применив это техническое решение, Вибо устранил сложную трансмиссию привода ротора, обычно применяющуюся в вертолетах и использующую валы и коробки передач, а также свел к минимуму крутящий момент от ротора. При переходе аппарата в горизонтальный полет продукты сгорания перепускались в хвостовые сопла, производя горизонтальную тягу. Управление самолетом в режиме зависания осуществлялось с помощью системы из четырех связанных между собой балластных баков. Перекачивая, например, воду из бака в бак, можно было изменять координаты центра тяжести аппарата и тем самым управлять полетом аппарата. В горизонтальном полете работали обычные аэродинамические средства управления.

Имеется предположение, что Вибо работал над этим проектом еще до войны, а во время оккупации Франции на фирме S.A. Wibault, принадлежавшей братьям Вибо, под наблюдением немцев был построен прототип этого аппарата. По свидетельству бывшего немецкого солдата, который в конце мая – начале июня 1944 г. находился в районе французского побережья пролива Ла-Манш, он наблюдал таинственный «летающий треугольник», который «летел низко и медленно». Это, по всей видимости, и был прототип аппарата М. Вибо.

10. Летательные аппараты с электрическими ракетными двигателями

Электрический ракетный двигатель (ЭРД) – это двигатель, в котором источником энергии для создания тяги является электрическая энергия бортовой энергоустановки летательного аппарата (обычно в этом качестве используют солнечные или аккумуляторные батареи). По принципу действия ЭРД разделяются на электротермические, электростатические и электромагнитные ракетные двигатели.

Одними из первых появились электростатические РД, опыты с ними в 1916–1917 гг. проводил американец Р. Годдард, возможность их создания рассматривал в 1923 г. немец Г. Оберт в своей книге «Путь в мировое пространство». В электростатическом РД, например ионном, вначале производится ионизация рабочего тела двигателя, после чего положительные ионы при помощи системы электродов ускоряются в электростатическом поле и, истекая из реактивного сопла, создают тягу (для нейтрализации заряда реактивной струи в нее необходимо инжектировать электроны).

В СССР начало работ по ЭРД относится к 1929 г., когда в составе ГДЛ было организовано подразделение по разработке электрических и жидкостных ракетных двигателей и ракет. В 1928–1929 гг. В.П. Глушко, будущий генеральный конструктор ракетных двигателей, академик, работая над своим студенческим дипломом, предложил конструкцию «гелиоракетоплана» – космического корабля с ЭРД, питаемыми от солнечных батарей. «Гелиоракетоплан» представлял собой диск, поверхность которого покрывалась солнечными батареями, а в центре располагались куполообразная кабина и блок электротермических ракетных двигателей.

В электротермическом РД электрическая энергия, полученная от солнечных батарей, применяется для нагрева рабочего тела с целью превращения его в газ высокой температуры, который, истекая из реактивного сопла, создает тягу. В 1929–1930 гг. в ГДЛ теоретически и экспериментально была доказана работоспособность таких ЭРД, использующих в качестве рабочего тела, например, непрерывно подаваемые металлические проволоки, взрываемые с заданной частотой электрическим током в камере с соплом.

В Германии к работам по созданию ракет с силовой установкой на основе электроракетных двигателей, использующих энергию солнечных батарей, приступил в начале 1930-х гг. доктор Франц Филипп. Сведения о его работах очень скудны, известно лишь то, что с 1934 г. он сконцентрировал свои усилия на исследованиях в достижении Луны с помощью так называемой солнечной ракеты, в этом ему оказывал покровительство сам Гитлер, с которым Филипп вместе служил во время Первой мировой войны. Были предприняты попытки запуска ракеты, конструктивно походившей на ранние ракеты фон Брауна из A-ряда, но покрытой плоскими солнечными батареями. Хотя в своей послевоенной книге «Немецкий космический полет начиная с 1934: Очень неприятная книга» Филипп утверждал, что запуск прошел успешно, но этому нет никаких документальных подтверждений.

Перед войной доктор Филипп разработал ряд проектов летательных аппаратов под названием Frali. Первый из них, Frali I, был предложен в сентябре 1938 г., конструктивно он представлял собой дирижабль с хвостовым килем, напоминавшим рыбий хвост, но его корпус был покрыт панелями солнечных батарей. Последний из этого ряда, Frali VI, имел цилиндрическую форму корпуса с коническим носом и квадратным хвостовым килем, аппарат по всей поверхности корпуса был покрыт панелями солнечных батарей.

Во время войны Филипп разработал два проекта дископодобных аппаратов. Первый из аппаратов назывался Greif («Грифон») и оснащался четырьмя ЭРД, установленными по периметру корпуса. Двигатели использовали энергию, получаемую от панелей солнечных батарей. Последний аппарат, Sonnenflieger («Солнечный летчик»), представлял собой диск большого диаметра с куполообразной кабиной в центре. Корпус аппарата был покрыт панелями солнечных батарей, на земле аппарат стоял на телескопических опорах. Однако до конца войны ни один из проектов аппаратов Филиппа не был доведен до реализации.

Параллельно с Ф. Филиппом проблемой создания летательного аппарата с ЭРД занимался австрийский физик доктор Карл Новак. В марте 1943 г. он получил немецкий патент № 905847 на двигатель, работающий на основе реакции взаимодействия атмосферных кислорода и азота при высоких температурах. Суть заключалась в том, что в камере сгорания двигателя создавалась череда высоковольтных разрядов, приводящих, по расчетам автора изобретения, к повышению температуры в камере до нескольких тысяч градусов Цельсия. Этот процесс напоминал процесс, происходящий при ударе молнии в атмосфере. Однако такую высокую температуру не может выдержать ни один из конструкционных материалов, поэтому стенки камеры сгорания должны были охлаждаться жидким гелием, который в результате нагревания испарялся и вместе с образовавшимся оксидом азота подавался в реактивное сопло, увеличивая тягу двигателя.

Двигатель подобной конструкции запатентовал уже после войны Бруно Швентайт, участник работ по созданию немецких дископодобных летательных аппаратов. Он же утверждал, что исследования такого типа двигателя велись в рамках проектов дисков, над которыми работали Мите, Шривер, Хабермоль и др. (см. выше). Однако сведений о практической реализации ЭРД в качестве силовой установки летательного аппарата в военный период нет.

Тем не менее исследования ЭРД в довоенный и военный периоды позволили определить область их эффективного применения – для полетов в космосе. После войны двигатели этого класса нашли практическое применение в космических аппаратах для обеспечения ориентации и коррекции траектории полета. Впервые в мире Советским Союзом в реальных условиях полета по космическим орбитам были применены ионные и плазменные ЭРД на корабле «Восход» и автоматической станции «Зонд-2» в 1964 г. В ряде стран разрабатываются образцы ЭРД, предназначенные для использования в качестве основных двигателей для дальних межпланетных полетов.