Страница:
Другое дело – переключение привода с колес (гусеницы) на воздушный винт и обратно. К сожалению, в опубликованных материалах пока не удалось найти описание трансмиссии, а как показал опыт, ее создание при тогдашнем уровне техники представляло сложнейшую задачу. Это, видимо, и помешало взлететь аэротанку…
Кстати, Кристи прорабатывал варианты «летающего танка» с более мощным двигателем – 1 тысяча лошадиных сил. Предлагал и просто возить танки на транспортных самолетах специальной конструкции. Причем приземляться они должны были также непосредственно на поле боя. Подобный способ получил развитие в 1950-е годы.
Вслед за Кристи идею «летающего танка» выдвинул и советский авиаконструктор А. Рафаэлянц. Судя по немногочисленным сохранившимся материалам, проект был схож с американским, но и имел ряд отличий и преимуществ.
Во-первых, толкающий, а не тянущий винт с приводом монтировался на кормовой части танка, что делало ненужной специальную трансмиссию. Во-вторых, грузовой планер был монопланной схемы на собственном шасси, что позволяло использовать его и для транспортировки других грузов. В этом варианте вместо танка к нему крепили кабину, в которой размещали грузы и находилось место для пилота. С конструктивной точки зрения планер представлял собой крыло большой площади. По концам прямоугольного центроплана крепились стойки шасси форменного типа с большей колеей (значит, устойчивые при движении по земле), между которыми и размещали танк типа ВТ с экипажем. К крылу и фермам шасси четырьмя трубчатыми балками присоединяли однокилевое хвостовое оперение. Собственное шасси позволяло использовать планер многократно.
…Так что, как видите, отнюдь не специалисты третьего рейха были родоначальниками данной идеи.
В 1945 году и японцы построили аналогичный аппарат, правда, размером поменьше, для доставки по воздуху специально спроектированного для этого небольшого танка. Планер Ку-6 имел крыло площадью 60,3 квадратных метра, полетная масса всего комплекса составляла 3,5 тонны, но в воздух он не поднимался.
С появлением в 1950-е годы тяжелых военно-транспортных самолетов с большими грузовыми кабинами и аппарелями, а также мощных парашютных систем вопрос о «крылатом танке», как говорится, был снят с повестки дня.
Однако опыт, накопленный в ходе работы над подобными конструкциями, не пропал даром. Он был в какой-то мере реализован при создании самолета непосредственной поддержки пехоты – бронированного штурмовика ИЛ-2, прозванного красноармейцами «летающим танком», а гитлеровцами – «черной смертью». Противопоставить что-либо этой машине они так и не смогли до конца войны.
Зато они вполне могли отыграться на другом изобретении…
История создания ракетного самолета является частью истории развития ракет, а сам ракетный самолет может быть назван побочным продуктом ракетных исследований. Вот, например, какую версию развития этой отрасли техники предлагает известный американский историк и популяризатор ракетного дела Вилли Лей. В 1928 году немецкий изобретатель Макс Валье предлагал превратить обычный самолет в ракетный путем простой замены двигателей внутреннего сгорания ракетными. Он утверждал, что в дальнейшем, постепенно совершенствуя двигатели и сокращая площадь несущих поверхностей, можно будет создать из такого самолета пилотируемую космическую ракету.
Первые опыты Валье проводились летом 1928 года; они были составной частью экспериментов Опеля по использованию на самолетах ракетных двигателей. Самолет представлял собой планер – тогда еще нового типа – «утка». 11 июня 1928 года этот самолет в первый и последний раз поднялся с горы Вассеркуппе в Западной Германии.
Ракетные двигатели для эксперимента были созданы Зандером, самолет предоставлен обществом «Рён-Росситен Гезельшафт», а финансировал все это дело сам Опель. Перед испытанием полноразмерного планера испытывались небольшие его модели. Опытами руководил А. Липпиш, а обязанности пилота этого первого ракетного планера выполнял Фридрих Штамер. Для испытаний Зандер разработал пять типов ракет, три – для моделей планеров и два – для полноразмерного планера.
Естественно, что первые испытания были проведены на моделях. Это были так называемые «бесхвостки» с размахом крыла немногим более 210 сантиметров и весом около 13 килограммов. На первой из них установили одну из мощных ракет с тягой 75 килограммов. Как и следовало ожидать, крылья и элероны модели оказались для столь мощной ракеты просто помехой; ракета мгновенно подняла модель вертикально вверх, а когда кончилось топливо, модель упала на землю.
В третьем опыте модель, снабженную небольшой ракетой на твердом топливе, запустили с деревянной пусковой направляющей с помощью автоматически сбрасываемого резинового троса. Модель оказалась достаточно устойчивой в воздухе и совершила длительный полет. Четвертое испытание во многом походило на первое. Модель с установленной на ней очень мощной ракетой покинула направляющую, по выражению Липпиша, «как снаряд», и поднялась на высоту около 100 метров. Теперь уже было совершенно ясно, что одна ракета достигла бы в десять раз большей высоты; крылья же, встречая огромное сопротивление воздуха, резко снижали эффективность. Достигнув максимальной высоты, модель перевернулась на спину, пролетела так еще несколько секунд, а затем, совершив переворот через крыло, приняла нормальное положение и долго планировала.
В пятом испытании крылья модели не выдержали. Они не были рассчитаны на перегрузки, которые возникают при разгоне до скорости 560 километров в час меньше чем за 3 секунды. Крылья сломались, и модель камнем упала на землю, когда двигатель перестал работать.
Тем не менее эти опыты позволили сделать определенные выводы относительно возможности установки ракет на планер. Экспериментаторы отказались от ракет с тягой 360 килограммов, а остановились на двух типах ракет с тягой соответственно 12 и 15 килограммов. Поскольку пилот мог допустить ошибку, воспламенение ракет осуществлялось электрическим запалом, рассчитанным на последовательное включение ракет. Это была правильная предосторожность. Для запуска планера с земли использовался обычный резиновый трос. Пилот не должен был включать ракеты, пока планер не поднимался в воздух и не освобождался от троса.
Несмотря на все эти приготовления, первые две попытки поднять в воздух планер закончились неудачей: что-то случилось с резиновым тросом, а Штамер включил один из двигателей еще до того, как планер оказался в воздухе. Топливо выгорело, но скорость планера не увеличилась. Во второй раз Штамеру удалось подняться в воздух, но при выравнивании планера он обнаружил какую-то неисправность и сделал посадку, пролетев около 200 метров. Планер был возвращен на стартовую площадку, и второй двигатель был снят. После осмотра системы зажигания на планер установили два ракетных двигателя на твердом топливе с тягой по 20 килограммов. Расстояние, которое планер пролетел на этот раз, составило около 1,5 километров, а весь полет длился немногим более одной минуты.
При следующем полете предполагалось перелететь через небольшую гору. Запуск прошел хорошо, и, когда планер поднялся в воздух, была включена первая ракета. Через 1—2 секунды она с грохотом взорвалась. Горящие куски пороха мгновенно подожгли планер, однако пилот сумел резким маневром сбить пламя и посадить планер. Сразу после посадки загорелась, но, к счастью, не взорвалась вторая ракета. Планер был почти уничтожен, и потому общество «Рён-Росситен Гезельшафт» отказалось от продолжения опытов. Его руководители, по-видимому, пришли к выводу, что ракеты для этой цели не годятся.
После этого разработкой планера с ракетным двигателем стала заниматься фирма «Рааб-Катценштейн» в Касселе. Она построила бесхвостый самолет, сходный по конструкции с «бесхвосткой» Липпиша, но рассчитанный на одного пилота и, возможно, даже на пассажира. По неизвестным причинам первые полеты закончились неудачно, и фирма также отказалась от опытов. Не сдался один только Опель, который тоже был как-то связан с этим проектом.
Планер Опеля был готов к летным испытаниям 30 сентября 1929 года. Для запуска применялась деревянная направляющая длиной около 21 метра. Здесь не было ни резинового троса, ни какого-либо другого стартового устройства: взлет осуществлялся только с помощью ракет. Первые два испытания, проведенные ранним утром 30 сентября, не были успешными. Ракетные двигатели не развили достаточной тяги, чтобы оторвать планер от земли; он сделал всего лишь несколько коротких прыжков.
После завтрака Опель сделал еще одну попытку, на этот раз удачную. Планер поднялся в воздух и совершил полет продолжительностью около 10 минут; максимальная скорость планера составила 160 километров в час. Но во время посадки загорелись крылья, в результате чего аппарат сильно пострадал и оказался совершенно непригодным для дальнейшего использования. Каким-то чудом Опелю удалось спастись из разрушившегося при посадке планера, но на том его эксперименты завершились.
Зенгер начал карьеру специалиста-ракетчика с широкой серии испытаний ракетных двигателей в лабораториях Венского университета. В то время он работал главным образом с одной моделью – сферической камерой сгорания диаметром около 50 миллиметров. Сопло двигателя было необычайно длинным (25 сантиметров), причем диаметр среза сопла равнялся диаметру камеры сгорания. Камера сгорания и примыкающая к ней часть сопла были снабжены рубашкой охлаждения, в которую под большим давлением подавалось топливо. Оно выполняло две функции: охлаждало камеру сгорания и компенсировало давление, создаваемое в ней продуктами сгорания.
В качестве горючего Зенгер использовал летучие продукты нефти; впрыск производился насосами такого типа, которые применяются в дизельных двигателях. Кислород подавался непосредственно в камеру сгорания под давлением; но вместо жидкого кислорода Зенгер использовал газообразный, подаваемый непосредственно из обычного стального баллона, имевшего редукционные клапаны.
Небольшой ракетный двигатель подвешивался к каркасу из стальных труб, который мог перемещаться только в горизонтальном направлении, сжимая пружинное устройство замера тяги.
Время работы двигателей Зенгера было необычно большим. Испытание продолжительностью 15 минут являлось для него вполне нормальным. Многие двигатели работали в течение 20 минут, а один – в течение получаса. Двигатели развивали тягу порядка 25 килограммов, при этом скорость истечения составляла, как правило, 2000—3500 м/сек. Зенгер еще тогда был уверен – и дальнейшее развитие ракетной техники подтвердило правильность его взглядов, – что проблемы создания более крупных ракетных двигателей практически вполне разрешимы.
Зенгер значительно опередил время, он потряс своим проектом не только немецких, но и советских, а также американских исследователей.
Уже после войны его труд, выпущенный в 1944 году весьма ограниченным тиражом (100 экземпляров) под грифом «Совершенно секретно», в качестве военного трофея достался генералу Болховитинову и его сотрудникам. Те быстро перевели отчет и были потрясены.
В работе, озаглавленной «Дальний бомбардировщик с ракетным двигателем», очень обстоятельно анализировались технические возможности создания пилотируемой крылатой ракеты большого тоннажа. Авторы – Э. Зенгер и И. Бредт – убедительно показывали на основе номограмм и графиков, что с предлагаемым жидкостным ракетным двигателем тягой в 100 тонн возможен полет на высотах 50—300 километров со скоростями 20 000—30 000 километров в час и дальностью полета 20 000—40 000 километров! Были подробно исследованы физико-химические процессы сгорания топлив при высоких давлениях и температурах, энергетические свойства топлив, включая эмульсии легких металлов в углеводородах; предложена схема замкнутой прямоточной паросиловой установки в качестве системы, охлаждающей камеру сгорания и приводящей в действие турбонасосный агрегат.
Новыми для наших аэродинамиков оказались и проблемы аэродинамики самолета, имеющего скорость, в 10—20 раз превышающую скорость звука. Далее описывались системы стартовых устройств, динамики взлета и посадки. Особо тщательно, видимо, чтобы заинтересовать военных, были разработаны вопросы бомбометания с учетом огромной скорости бомбы, сбрасываемой с такого самолета до подхода к цели.
Интересно, что уже тогда, в начале 1940-х годов, Зенгер показал, что для космического самолета старт без вспомогательных средств неприемлем. Им предлагался старт при помощи катапульты с горизонтальной дорожки с доведением скорости самолета до величины, большей скорости звука.
Комментируя расчет и наглядные графики полета, Зенгер и Бредт писали: «Взлет осуществляется при помощи мощного ракетного устройства, связанного с землей и работающего в течение примерно II секунд. Разогнавшись до скорости 500 м/с, самолет отрывается от земли и на полной мощности двигателя набирает высоту от 50 до 150 километров по траектории, которая вначале наклонена к горизонту под углом 30°, а затем становится все более и более пологой…
Продолжительность подъема составляет от 4 до 8 минут. В течение этого времени, как правило, расходуется весь запас горючего… В конце восходящей ветви траектории ракетный двигатель останавливается, и самолет продолжает свой полет благодаря запасенной кинетической и потенциальной энергии путем своеобразного планирования по волнообразной траектории с затухающей амплитудой…
В заранее рассчитанный момент бомбы сбрасываются с самолета. Самолет, описывая большую дугу, возвращается на свой аэродром или на другую посадочную площадку, бомбы, летящие в первоначальном направлении, обрушиваются на цель…
Такая тактика делает нападение совершенно не зависящим от времени суток и погоды над целью и лишает неприятеля всякой возможности противодействовать нападению…
Соединение из ста ракетных бомбардировщиков способно в течение нескольких дней подвергнуть полному разрушению площади, доходящие до размеров мировых столиц с пригородами, расположенные в любом месте поверхности земного шара».
Общий взлетный вес конструкции бомбардировщика составлял 100 тонн, из них 10 тонн – вес бомб, посадочный вес принят 10 тонн. При этом за счет уменьшения дальности полета вес бомбовой нагрузки мог быть увеличен до 30 тонн.
Дальнейшие работы по воплощению в жизнь проекта ракетного бомбардировщика предлагалось подразделить на 12 стадий, в которых основное время отводилось стендовой отработке двигателя, стендовым испытаниям взаимодействия двигателя и самолета, испытаниям стартового устройства и, наконец, всем этапам летных испытаний.
Причин тому было несколько. Во-первых, нацистская верхушка оказалась неспособной воспринять революционность идеи. До Гитлера она вообще, кажется, не дошла. А если и дошла, то не была им воспринята. В ракетных же кругах проект Зенгера был воспринят весьма настороженно: его осуществление могло помешать программе создания ракеты А-4 и другим чисто ракетным программам Пенемюнде. И воспользовавшись тем, что речь тут шла все-таки о самолете, попытались спихнуть проект чинам «люфтваффе»; ракетная же техника находилась в ведении командования сухопутных войск.
Ну а там посчитали, что такой проект потребует не менее четырех-пяти лет напряженной работы до первого полета. До него ли сейчас? Да и вообще Зенгер с Бредтом были чужаками среди авиаторов…
В общем, проект потихоньку спустили на тормозах и постарались о нем забыть.
Насколько правы были критики проекта? Давайте рассуждать логически. После первого шока наших специалистов: как-никак в нашем РНИИ только в 1943 году получили надежный ЖРД с тягой 1,5 тонн, Исаев мечтал через год-два довести двигатель до тяги 2—3 тонны, а тут в 1944 году из Польши привезли двигатель «Фау-2» с тягой почти под 30 тонн, в 1945 году обнаружено предложение создать самолет с тягой двигателя в 100 тонн (!), пришло отрезвление.
Прилетевший в июне в Берлин из Москвы заместитель Болховитинова профессор МАИ Генрих Наумович Абрамович, познакомившись с трудом Зенгера, сказал, что такое обилие газокинетических, аэродинамических и газоплазменных проблем требуют глубокой научной проработки. И до конструкторов дело дойдет, дай бог, лет через десять: «Ракету сделать легче, чем такой самолет».
Но и он оказался чрезмерным оптимистом. Ныне мы можем сказать, что предложение Зенгера опередило время по крайней мере на 25 лет. Первый космический самолет в виде «Спейс шаттла» полетел впервые только в 1981 году. Но он стартовал вертикально, как вторая ступень ракеты. А настоящего воздушно-космического аппарата с горизонтальным стартом нет до сих пор.
В современной Германии проектируется воздушно-космическая система, названная в честь пионера этой идеи «Зенгер». В работе над этой программой участвуют крупнейшие немецкие авиационные фирмы. Космический самолет проектируется на базе перспективной, но реализуемой техники и предназначается для транспортировки различных грузов в космос при снижении стоимости, обеспечении безопасности, надежности и универсальности применения.
От проекта 1940-х годов он отличается принципиально тем, что горизонтальный разгон осуществляет не катапульта, а специальный самолет-разгонщик, на спине которого укреплен собственно космический самолет, способный вывести на околоземную орбиту высотой до 300 километров те же 10 тонн.
Конечно, Эйгену Зенгеру в 1944 году и не снились те материалы, двигатели, методы навигации и управления, над которыми работают теперь немецкие ученые, имеющие доступ к достижениям передовых космических технологий. В конце концов, видимо, он и сам понял некоторую фантастичность своей разработки. Он умер относительно недавно, примирившись с мыслью, что уже не увидит самолет, названный его именем.
Так что и в данном случае надежда на чудо-оружие не оправдалась бы, будь на ее осуществление и брошены все силы третьего рейха. Так что в Пенеменюнде правильно отдали предпочтение проекту А9. И мы еще будем говорить об этом подробно в следующей главе.
Пока же давайте поговорим вот о чем.
В некоторых двигателях Вальтера она использовалась в качестве окислителя с определенным топливом; эти двигатели получили название «горячих». В других двигателях 80-процентная перекись водорода служила источником энергии, получаемой в результате ее каталитического разложения; эти двигатели стали называться «холодными».
Первым ракетным двигателем Вальтера для самолетов был двигатель R. I., прошедший летные испытания в 1937 году на самолете «Хейнкель», на котором был оставлен и обычный поршневой двигатель. На испытаниях двигатель создавал тягу около 350 килограммов при секундном расходе топлива порядка 3,3 килограмма.
«Строить проще и быстрее!» – таков был лозунг того времени в Германии, оказавшейся на грани военной катастрофы. Никаких дорогих материалов, ничего несбыточного. Надо учиться делать самолеты из того, что под руками.
Модель, предложенная Липпишем, – Р 12 – в точности отвечала всем требованиям. Планировалось, что новый самолет оснастят прямоточным воздушно-реактивным двигателем, несложным и дешевым, – именно таким двигателем была снабжена «летающая бомба» Fi 103. Топливо тоже было самым доступным: смесь угольного гранулята и мазута.
На том, впрочем, конструктор не успокоился. После многочисленных переделок на его чертежной доске возник Р 13а: проект «бесхвостого» самолета, который состоял фактически из двигателя и крыла…
В общем, Липпиш предложил сверхзвуковой истребитель, отличительной особенностью которого стало свободнонесущее треугольное крыло: стреловидность по его передней кромке равнялась 60 градусам, а толщина профиля достигала 15 процентов. Посредине крыла был размещен прямоточный воздушно-реактивный двигатель (ПВРД); топливом служил уголь, а регулировать в широком диапазоне выхлопных газов помогали клапаны.
Кроме того, конструктор предлагал оснастить самолет Р 13а еще и ракетным двигателем, чтобы разогнать машину до скорости 150 километров в час, когда включится ПВРД.
Вертикальное оперение, по идее Липпиша, выглядело так: треугольный киль, частично остекленный и установленный по линии симметрии крыла, то есть посредине его. Стреловидность киля тоже равнялась 60 градусам. Внутри него и помещался пилот. Толщина профиля составила 17,5 процентов; все кромки крыла и носовая часть руля были скруглены. Дизайн не предусматривал никаких шасси. Вместо этого имелись полозья – они располагались по центру крыла и выдвигались перед посадкой.
Чтобы проверить летные особенности этой необычной модели, в мае 1944 года на горе Шпитцерберг под Веной начались летные испытания модели Р 13 уменьшенных размеров. В августе 1944 года поведение модели стали изучать в Геттингене, в сверхзвуковой аэродинамической трубе, принадлежавшей Аэродинамическому испытательному обществу (AVA). Наконец, решено было опробовать на практике пилотируемую модель, выполненную один к одному, с точным соблюдением размеров – но из дерева и без двигателя.
Заказ на строительство этого самолета получила летно-техническая группа (FFG), действовавшая при Дармштадтском политехническом институте. Однако в ночь с 11-го на 12-е сентября 1944 года были разбомблены помещения и цеха, принадлежавшие летно-технической группе. Все, что удалось спасти, вывезли в другие города.
Тогда Липпишу помог Лео Шмидт. Он представлял Немецкий экспериментальный аэронавигационный институт и курировал работу летно-технической группы. Благодаря его стараниям недостроенную модель D 33 доставили на аэродром в местечке Прин, что на озере Химзе. Там располагался ангар мюнхенской летно-технической группы, там – при участии ее сотрудников – можно было достроить самолет. Теперь его назвали DM 1 (буква D означала Дармштадт, М – Мюнхен).
Планировалось, что буксир выведет ракетоплан, прикрепленный к нему с помощью трехточечной сцепки, на определенную высоту. Здесь их разъединят, и летательный аппарат будет скользить по наклонной траектории. Пороховые ракеты помогут разогнать его до 800 километров в час. Такова была схема испытания.
В начале 1945 года в распоряжении испытателей были два новеньких аппарата «Siebel 204 A». Они предназначались для буксировки. За аэромеханику и летные характеристики машины, а также за предстоявший полет отвечал Ханс Цахер. Он был сотрудником Немецкого научно-исследовательского института планеризма. По всей вероятности, он стал бы и первым пилотом DM-1, но война уже подходила к концу и опробовать новый самолет на практике так и не пришлось.
Третьего мая 1945 года американские войска заняли аэродром в Прине и обнаружили там наполовину достроенную модель DM 1. Американцы тотчас взяли под строгую охрану эту уникальную «небесную птицу», рассчитывая достроить и испытать ее.
Кстати, Кристи прорабатывал варианты «летающего танка» с более мощным двигателем – 1 тысяча лошадиных сил. Предлагал и просто возить танки на транспортных самолетах специальной конструкции. Причем приземляться они должны были также непосредственно на поле боя. Подобный способ получил развитие в 1950-е годы.
Вслед за Кристи идею «летающего танка» выдвинул и советский авиаконструктор А. Рафаэлянц. Судя по немногочисленным сохранившимся материалам, проект был схож с американским, но и имел ряд отличий и преимуществ.
Во-первых, толкающий, а не тянущий винт с приводом монтировался на кормовой части танка, что делало ненужной специальную трансмиссию. Во-вторых, грузовой планер был монопланной схемы на собственном шасси, что позволяло использовать его и для транспортировки других грузов. В этом варианте вместо танка к нему крепили кабину, в которой размещали грузы и находилось место для пилота. С конструктивной точки зрения планер представлял собой крыло большой площади. По концам прямоугольного центроплана крепились стойки шасси форменного типа с большей колеей (значит, устойчивые при движении по земле), между которыми и размещали танк типа ВТ с экипажем. К крылу и фермам шасси четырьмя трубчатыми балками присоединяли однокилевое хвостовое оперение. Собственное шасси позволяло использовать планер многократно.
…Так что, как видите, отнюдь не специалисты третьего рейха были родоначальниками данной идеи.
В 1945 году и японцы построили аналогичный аппарат, правда, размером поменьше, для доставки по воздуху специально спроектированного для этого небольшого танка. Планер Ку-6 имел крыло площадью 60,3 квадратных метра, полетная масса всего комплекса составляла 3,5 тонны, но в воздух он не поднимался.
С появлением в 1950-е годы тяжелых военно-транспортных самолетов с большими грузовыми кабинами и аппарелями, а также мощных парашютных систем вопрос о «крылатом танке», как говорится, был снят с повестки дня.
Однако опыт, накопленный в ходе работы над подобными конструкциями, не пропал даром. Он был в какой-то мере реализован при создании самолета непосредственной поддержки пехоты – бронированного штурмовика ИЛ-2, прозванного красноармейцами «летающим танком», а гитлеровцами – «черной смертью». Противопоставить что-либо этой машине они так и не смогли до конца войны.
Зато они вполне могли отыграться на другом изобретении…
История создания ракетного самолета является частью истории развития ракет, а сам ракетный самолет может быть назван побочным продуктом ракетных исследований. Вот, например, какую версию развития этой отрасли техники предлагает известный американский историк и популяризатор ракетного дела Вилли Лей. В 1928 году немецкий изобретатель Макс Валье предлагал превратить обычный самолет в ракетный путем простой замены двигателей внутреннего сгорания ракетными. Он утверждал, что в дальнейшем, постепенно совершенствуя двигатели и сокращая площадь несущих поверхностей, можно будет создать из такого самолета пилотируемую космическую ракету.
Первые опыты Валье проводились летом 1928 года; они были составной частью экспериментов Опеля по использованию на самолетах ракетных двигателей. Самолет представлял собой планер – тогда еще нового типа – «утка». 11 июня 1928 года этот самолет в первый и последний раз поднялся с горы Вассеркуппе в Западной Германии.
Ракетные двигатели для эксперимента были созданы Зандером, самолет предоставлен обществом «Рён-Росситен Гезельшафт», а финансировал все это дело сам Опель. Перед испытанием полноразмерного планера испытывались небольшие его модели. Опытами руководил А. Липпиш, а обязанности пилота этого первого ракетного планера выполнял Фридрих Штамер. Для испытаний Зандер разработал пять типов ракет, три – для моделей планеров и два – для полноразмерного планера.
Естественно, что первые испытания были проведены на моделях. Это были так называемые «бесхвостки» с размахом крыла немногим более 210 сантиметров и весом около 13 килограммов. На первой из них установили одну из мощных ракет с тягой 75 килограммов. Как и следовало ожидать, крылья и элероны модели оказались для столь мощной ракеты просто помехой; ракета мгновенно подняла модель вертикально вверх, а когда кончилось топливо, модель упала на землю.
В третьем опыте модель, снабженную небольшой ракетой на твердом топливе, запустили с деревянной пусковой направляющей с помощью автоматически сбрасываемого резинового троса. Модель оказалась достаточно устойчивой в воздухе и совершила длительный полет. Четвертое испытание во многом походило на первое. Модель с установленной на ней очень мощной ракетой покинула направляющую, по выражению Липпиша, «как снаряд», и поднялась на высоту около 100 метров. Теперь уже было совершенно ясно, что одна ракета достигла бы в десять раз большей высоты; крылья же, встречая огромное сопротивление воздуха, резко снижали эффективность. Достигнув максимальной высоты, модель перевернулась на спину, пролетела так еще несколько секунд, а затем, совершив переворот через крыло, приняла нормальное положение и долго планировала.
В пятом испытании крылья модели не выдержали. Они не были рассчитаны на перегрузки, которые возникают при разгоне до скорости 560 километров в час меньше чем за 3 секунды. Крылья сломались, и модель камнем упала на землю, когда двигатель перестал работать.
Тем не менее эти опыты позволили сделать определенные выводы относительно возможности установки ракет на планер. Экспериментаторы отказались от ракет с тягой 360 килограммов, а остановились на двух типах ракет с тягой соответственно 12 и 15 килограммов. Поскольку пилот мог допустить ошибку, воспламенение ракет осуществлялось электрическим запалом, рассчитанным на последовательное включение ракет. Это была правильная предосторожность. Для запуска планера с земли использовался обычный резиновый трос. Пилот не должен был включать ракеты, пока планер не поднимался в воздух и не освобождался от троса.
Несмотря на все эти приготовления, первые две попытки поднять в воздух планер закончились неудачей: что-то случилось с резиновым тросом, а Штамер включил один из двигателей еще до того, как планер оказался в воздухе. Топливо выгорело, но скорость планера не увеличилась. Во второй раз Штамеру удалось подняться в воздух, но при выравнивании планера он обнаружил какую-то неисправность и сделал посадку, пролетев около 200 метров. Планер был возвращен на стартовую площадку, и второй двигатель был снят. После осмотра системы зажигания на планер установили два ракетных двигателя на твердом топливе с тягой по 20 килограммов. Расстояние, которое планер пролетел на этот раз, составило около 1,5 километров, а весь полет длился немногим более одной минуты.
При следующем полете предполагалось перелететь через небольшую гору. Запуск прошел хорошо, и, когда планер поднялся в воздух, была включена первая ракета. Через 1—2 секунды она с грохотом взорвалась. Горящие куски пороха мгновенно подожгли планер, однако пилот сумел резким маневром сбить пламя и посадить планер. Сразу после посадки загорелась, но, к счастью, не взорвалась вторая ракета. Планер был почти уничтожен, и потому общество «Рён-Росситен Гезельшафт» отказалось от продолжения опытов. Его руководители, по-видимому, пришли к выводу, что ракеты для этой цели не годятся.
После этого разработкой планера с ракетным двигателем стала заниматься фирма «Рааб-Катценштейн» в Касселе. Она построила бесхвостый самолет, сходный по конструкции с «бесхвосткой» Липпиша, но рассчитанный на одного пилота и, возможно, даже на пассажира. По неизвестным причинам первые полеты закончились неудачно, и фирма также отказалась от опытов. Не сдался один только Опель, который тоже был как-то связан с этим проектом.
Планер Опеля был готов к летным испытаниям 30 сентября 1929 года. Для запуска применялась деревянная направляющая длиной около 21 метра. Здесь не было ни резинового троса, ни какого-либо другого стартового устройства: взлет осуществлялся только с помощью ракет. Первые два испытания, проведенные ранним утром 30 сентября, не были успешными. Ракетные двигатели не развили достаточной тяги, чтобы оторвать планер от земли; он сделал всего лишь несколько коротких прыжков.
После завтрака Опель сделал еще одну попытку, на этот раз удачную. Планер поднялся в воздух и совершил полет продолжительностью около 10 минут; максимальная скорость планера составила 160 километров в час. Но во время посадки загорелись крылья, в результате чего аппарат сильно пострадал и оказался совершенно непригодным для дальнейшего использования. Каким-то чудом Опелю удалось спастись из разрушившегося при посадке планера, но на том его эксперименты завершились.
* * *
Эстафету, оброненную Опелем, подхватил австрийский инженер Эйген Зенгер. Он, несомненно, был одним из первых конструкторов подобных самолетов, который решал задачи не вслепую, а на серьезной научной основе.Зенгер начал карьеру специалиста-ракетчика с широкой серии испытаний ракетных двигателей в лабораториях Венского университета. В то время он работал главным образом с одной моделью – сферической камерой сгорания диаметром около 50 миллиметров. Сопло двигателя было необычайно длинным (25 сантиметров), причем диаметр среза сопла равнялся диаметру камеры сгорания. Камера сгорания и примыкающая к ней часть сопла были снабжены рубашкой охлаждения, в которую под большим давлением подавалось топливо. Оно выполняло две функции: охлаждало камеру сгорания и компенсировало давление, создаваемое в ней продуктами сгорания.
В качестве горючего Зенгер использовал летучие продукты нефти; впрыск производился насосами такого типа, которые применяются в дизельных двигателях. Кислород подавался непосредственно в камеру сгорания под давлением; но вместо жидкого кислорода Зенгер использовал газообразный, подаваемый непосредственно из обычного стального баллона, имевшего редукционные клапаны.
Небольшой ракетный двигатель подвешивался к каркасу из стальных труб, который мог перемещаться только в горизонтальном направлении, сжимая пружинное устройство замера тяги.
Время работы двигателей Зенгера было необычно большим. Испытание продолжительностью 15 минут являлось для него вполне нормальным. Многие двигатели работали в течение 20 минут, а один – в течение получаса. Двигатели развивали тягу порядка 25 килограммов, при этом скорость истечения составляла, как правило, 2000—3500 м/сек. Зенгер еще тогда был уверен – и дальнейшее развитие ракетной техники подтвердило правильность его взглядов, – что проблемы создания более крупных ракетных двигателей практически вполне разрешимы.
* * *
Следующим шагом исследователей была разработка технических требований, предъявляемых к конструкции ракетного самолета. Оберт, работавший в свое время над этой проблемой, указывал, что самолет с ракетным двигателем может обладать большим радиусом действия, если он будет взлетать почти вертикально, выравниваться на большой высоте, развивать максимальную скорость за счет использования всего топлива в возможно короткое время и в дальнейшем переходить на скоростное планирование. Зенгер пришел примерно к тем же выводам, но он решал проблему в основном с точки зрения конструктора самолета. Он высказался в защиту наклонного старта под углом 30°, но в остальном его метод был таким же, как у Оберта. Приняв время горения равным 20 минутам, он рассчитал, что общее полетное время ракетного самолета составит несколько более… одного часа, а средняя скорость – 2500 километров в час.Зенгер значительно опередил время, он потряс своим проектом не только немецких, но и советских, а также американских исследователей.
Уже после войны его труд, выпущенный в 1944 году весьма ограниченным тиражом (100 экземпляров) под грифом «Совершенно секретно», в качестве военного трофея достался генералу Болховитинову и его сотрудникам. Те быстро перевели отчет и были потрясены.
В работе, озаглавленной «Дальний бомбардировщик с ракетным двигателем», очень обстоятельно анализировались технические возможности создания пилотируемой крылатой ракеты большого тоннажа. Авторы – Э. Зенгер и И. Бредт – убедительно показывали на основе номограмм и графиков, что с предлагаемым жидкостным ракетным двигателем тягой в 100 тонн возможен полет на высотах 50—300 километров со скоростями 20 000—30 000 километров в час и дальностью полета 20 000—40 000 километров! Были подробно исследованы физико-химические процессы сгорания топлив при высоких давлениях и температурах, энергетические свойства топлив, включая эмульсии легких металлов в углеводородах; предложена схема замкнутой прямоточной паросиловой установки в качестве системы, охлаждающей камеру сгорания и приводящей в действие турбонасосный агрегат.
Новыми для наших аэродинамиков оказались и проблемы аэродинамики самолета, имеющего скорость, в 10—20 раз превышающую скорость звука. Далее описывались системы стартовых устройств, динамики взлета и посадки. Особо тщательно, видимо, чтобы заинтересовать военных, были разработаны вопросы бомбометания с учетом огромной скорости бомбы, сбрасываемой с такого самолета до подхода к цели.
Интересно, что уже тогда, в начале 1940-х годов, Зенгер показал, что для космического самолета старт без вспомогательных средств неприемлем. Им предлагался старт при помощи катапульты с горизонтальной дорожки с доведением скорости самолета до величины, большей скорости звука.
Комментируя расчет и наглядные графики полета, Зенгер и Бредт писали: «Взлет осуществляется при помощи мощного ракетного устройства, связанного с землей и работающего в течение примерно II секунд. Разогнавшись до скорости 500 м/с, самолет отрывается от земли и на полной мощности двигателя набирает высоту от 50 до 150 километров по траектории, которая вначале наклонена к горизонту под углом 30°, а затем становится все более и более пологой…
Продолжительность подъема составляет от 4 до 8 минут. В течение этого времени, как правило, расходуется весь запас горючего… В конце восходящей ветви траектории ракетный двигатель останавливается, и самолет продолжает свой полет благодаря запасенной кинетической и потенциальной энергии путем своеобразного планирования по волнообразной траектории с затухающей амплитудой…
В заранее рассчитанный момент бомбы сбрасываются с самолета. Самолет, описывая большую дугу, возвращается на свой аэродром или на другую посадочную площадку, бомбы, летящие в первоначальном направлении, обрушиваются на цель…
Такая тактика делает нападение совершенно не зависящим от времени суток и погоды над целью и лишает неприятеля всякой возможности противодействовать нападению…
Соединение из ста ракетных бомбардировщиков способно в течение нескольких дней подвергнуть полному разрушению площади, доходящие до размеров мировых столиц с пригородами, расположенные в любом месте поверхности земного шара».
Общий взлетный вес конструкции бомбардировщика составлял 100 тонн, из них 10 тонн – вес бомб, посадочный вес принят 10 тонн. При этом за счет уменьшения дальности полета вес бомбовой нагрузки мог быть увеличен до 30 тонн.
Дальнейшие работы по воплощению в жизнь проекта ракетного бомбардировщика предлагалось подразделить на 12 стадий, в которых основное время отводилось стендовой отработке двигателя, стендовым испытаниям взаимодействия двигателя и самолета, испытаниям стартового устройства и, наконец, всем этапам летных испытаний.
* * *
Таким образом еще в разгар войны германские специалисты предлагали бомбардировщик, применение которого (да еще в сочетании с атомной бомбой) могло действительно повернуть ход истории. Но почему же на его исполнение не были брошены все силы немецкой индустрии?Причин тому было несколько. Во-первых, нацистская верхушка оказалась неспособной воспринять революционность идеи. До Гитлера она вообще, кажется, не дошла. А если и дошла, то не была им воспринята. В ракетных же кругах проект Зенгера был воспринят весьма настороженно: его осуществление могло помешать программе создания ракеты А-4 и другим чисто ракетным программам Пенемюнде. И воспользовавшись тем, что речь тут шла все-таки о самолете, попытались спихнуть проект чинам «люфтваффе»; ракетная же техника находилась в ведении командования сухопутных войск.
Ну а там посчитали, что такой проект потребует не менее четырех-пяти лет напряженной работы до первого полета. До него ли сейчас? Да и вообще Зенгер с Бредтом были чужаками среди авиаторов…
В общем, проект потихоньку спустили на тормозах и постарались о нем забыть.
Насколько правы были критики проекта? Давайте рассуждать логически. После первого шока наших специалистов: как-никак в нашем РНИИ только в 1943 году получили надежный ЖРД с тягой 1,5 тонн, Исаев мечтал через год-два довести двигатель до тяги 2—3 тонны, а тут в 1944 году из Польши привезли двигатель «Фау-2» с тягой почти под 30 тонн, в 1945 году обнаружено предложение создать самолет с тягой двигателя в 100 тонн (!), пришло отрезвление.
Прилетевший в июне в Берлин из Москвы заместитель Болховитинова профессор МАИ Генрих Наумович Абрамович, познакомившись с трудом Зенгера, сказал, что такое обилие газокинетических, аэродинамических и газоплазменных проблем требуют глубокой научной проработки. И до конструкторов дело дойдет, дай бог, лет через десять: «Ракету сделать легче, чем такой самолет».
Но и он оказался чрезмерным оптимистом. Ныне мы можем сказать, что предложение Зенгера опередило время по крайней мере на 25 лет. Первый космический самолет в виде «Спейс шаттла» полетел впервые только в 1981 году. Но он стартовал вертикально, как вторая ступень ракеты. А настоящего воздушно-космического аппарата с горизонтальным стартом нет до сих пор.
В современной Германии проектируется воздушно-космическая система, названная в честь пионера этой идеи «Зенгер». В работе над этой программой участвуют крупнейшие немецкие авиационные фирмы. Космический самолет проектируется на базе перспективной, но реализуемой техники и предназначается для транспортировки различных грузов в космос при снижении стоимости, обеспечении безопасности, надежности и универсальности применения.
От проекта 1940-х годов он отличается принципиально тем, что горизонтальный разгон осуществляет не катапульта, а специальный самолет-разгонщик, на спине которого укреплен собственно космический самолет, способный вывести на околоземную орбиту высотой до 300 километров те же 10 тонн.
Конечно, Эйгену Зенгеру в 1944 году и не снились те материалы, двигатели, методы навигации и управления, над которыми работают теперь немецкие ученые, имеющие доступ к достижениям передовых космических технологий. В конце концов, видимо, он и сам понял некоторую фантастичность своей разработки. Он умер относительно недавно, примирившись с мыслью, что уже не увидит самолет, названный его именем.
Так что и в данном случае надежда на чудо-оружие не оправдалась бы, будь на ее осуществление и брошены все силы третьего рейха. Так что в Пенеменюнде правильно отдали предпочтение проекту А9. И мы еще будем говорить об этом подробно в следующей главе.
Пока же давайте поговорим вот о чем.
* * *
Доктор Зенгер не имел ничего общего с ракетными самолетами, построенными или проектировавшимися немцами во время Второй мировой войны, такими как «Мессершмитт» Ме-163В («Комета»), самолет-разведчик DFS-228 или разведывательный вариант двухдвигательного бомбардировщика DFS-346, способного теоретически подняться на 30 километров и развить скорость 2700 километров в час. На всех этих самолетах были установлены ракетные двигатели, разработанные на заводе Вальтера в Киле. Как уже говорилось, впервые в Германии перекись водорода высокой концентрации была получена в промышленных масштабах в 1936 году.В некоторых двигателях Вальтера она использовалась в качестве окислителя с определенным топливом; эти двигатели получили название «горячих». В других двигателях 80-процентная перекись водорода служила источником энергии, получаемой в результате ее каталитического разложения; эти двигатели стали называться «холодными».
Первым ракетным двигателем Вальтера для самолетов был двигатель R. I., прошедший летные испытания в 1937 году на самолете «Хейнкель», на котором был оставлен и обычный поршневой двигатель. На испытаниях двигатель создавал тягу около 350 килограммов при секундном расходе топлива порядка 3,3 килограмма.
* * *
В том же году министерство авиации Германии обратилось к Липпишу с просьбой спроектировать скоростной истребитель, при этом ему была указана только мощность двигателя, который должен был быть установлен на самолете. Проект, разработанный Липпишем, условно обозначался DFS-194 – по начальным буквам названия немецкого научно-исследовательского института безмоторного полета, где Липпиш проработал много лет.«Строить проще и быстрее!» – таков был лозунг того времени в Германии, оказавшейся на грани военной катастрофы. Никаких дорогих материалов, ничего несбыточного. Надо учиться делать самолеты из того, что под руками.
Модель, предложенная Липпишем, – Р 12 – в точности отвечала всем требованиям. Планировалось, что новый самолет оснастят прямоточным воздушно-реактивным двигателем, несложным и дешевым, – именно таким двигателем была снабжена «летающая бомба» Fi 103. Топливо тоже было самым доступным: смесь угольного гранулята и мазута.
На том, впрочем, конструктор не успокоился. После многочисленных переделок на его чертежной доске возник Р 13а: проект «бесхвостого» самолета, который состоял фактически из двигателя и крыла…
В общем, Липпиш предложил сверхзвуковой истребитель, отличительной особенностью которого стало свободнонесущее треугольное крыло: стреловидность по его передней кромке равнялась 60 градусам, а толщина профиля достигала 15 процентов. Посредине крыла был размещен прямоточный воздушно-реактивный двигатель (ПВРД); топливом служил уголь, а регулировать в широком диапазоне выхлопных газов помогали клапаны.
Кроме того, конструктор предлагал оснастить самолет Р 13а еще и ракетным двигателем, чтобы разогнать машину до скорости 150 километров в час, когда включится ПВРД.
Вертикальное оперение, по идее Липпиша, выглядело так: треугольный киль, частично остекленный и установленный по линии симметрии крыла, то есть посредине его. Стреловидность киля тоже равнялась 60 градусам. Внутри него и помещался пилот. Толщина профиля составила 17,5 процентов; все кромки крыла и носовая часть руля были скруглены. Дизайн не предусматривал никаких шасси. Вместо этого имелись полозья – они располагались по центру крыла и выдвигались перед посадкой.
Чтобы проверить летные особенности этой необычной модели, в мае 1944 года на горе Шпитцерберг под Веной начались летные испытания модели Р 13 уменьшенных размеров. В августе 1944 года поведение модели стали изучать в Геттингене, в сверхзвуковой аэродинамической трубе, принадлежавшей Аэродинамическому испытательному обществу (AVA). Наконец, решено было опробовать на практике пилотируемую модель, выполненную один к одному, с точным соблюдением размеров – но из дерева и без двигателя.
Заказ на строительство этого самолета получила летно-техническая группа (FFG), действовавшая при Дармштадтском политехническом институте. Однако в ночь с 11-го на 12-е сентября 1944 года были разбомблены помещения и цеха, принадлежавшие летно-технической группе. Все, что удалось спасти, вывезли в другие города.
Тогда Липпишу помог Лео Шмидт. Он представлял Немецкий экспериментальный аэронавигационный институт и курировал работу летно-технической группы. Благодаря его стараниям недостроенную модель D 33 доставили на аэродром в местечке Прин, что на озере Химзе. Там располагался ангар мюнхенской летно-технической группы, там – при участии ее сотрудников – можно было достроить самолет. Теперь его назвали DM 1 (буква D означала Дармштадт, М – Мюнхен).
Планировалось, что буксир выведет ракетоплан, прикрепленный к нему с помощью трехточечной сцепки, на определенную высоту. Здесь их разъединят, и летательный аппарат будет скользить по наклонной траектории. Пороховые ракеты помогут разогнать его до 800 километров в час. Такова была схема испытания.
В начале 1945 года в распоряжении испытателей были два новеньких аппарата «Siebel 204 A». Они предназначались для буксировки. За аэромеханику и летные характеристики машины, а также за предстоявший полет отвечал Ханс Цахер. Он был сотрудником Немецкого научно-исследовательского института планеризма. По всей вероятности, он стал бы и первым пилотом DM-1, но война уже подходила к концу и опробовать новый самолет на практике так и не пришлось.
Третьего мая 1945 года американские войска заняли аэродром в Прине и обнаружили там наполовину достроенную модель DM 1. Американцы тотчас взяли под строгую охрану эту уникальную «небесную птицу», рассчитывая достроить и испытать ее.