Авиация и космонавтика 2012 05
Шрифт:
Эскизный проект Me 309 включал и вариант самолета, фонарь кабины которого не выступал из фюзеляжа
Опытные самолеты Bf 109V23 и V31
Уже в конце 1940 года, когда в полной мере были усвоены уроки Битвы за Англию, конструкторское бюро Мессершмитта в Аугсбурге приступило к работе над истребителем, в котором решено было воплотить новейшие достижения самолетостроения, включая полностью убираемое трехстоечное шасси (тут не обошлось без влияния знаменитой «Аэрокобры»), гермокабину (причем
Главными чертами нового самолета должны были стать высочайшие скорость и огневая мощь. Мало того, наличие носовой стойки и широко расставленных основных опор шасси, обещало не только улучшить взлетно-посадочные характеристики самолета, но и использовать для торможения при пробеге реверс тяги воздушного винта. Все это в какой-то мере заинтересовало военных. Проекту дали зеленый свет, и он получил в министерстве авиации обозначение Me 309.
Проработка чертежей Me 309 была закончена уже к началу 1942 г. К этому времени были проведены натурные испытания шасси с носовой опорой, новых радиаторов и системы наддува гермокабин на нескольких Bf 109F.
Тем временем, исходя из реалий войны, интерес люфтваффе к Me 309 снижался все больше и больше. Тотальная война требовала не просто хороших самолетов, а большого количества более-менее приемлемых самолетов. Вот почему люфтваффе делали ставку на установку более мощных двигателей и вооружения на уже отработанный в производстве Bf 109, что не влекло задержек в работе сборочных линий. Тем не менее работа над опытным Me 309V1 продолжалась. Собранную машину выкатили из цеха в июне 1942 г. Сначала на закрепленном и загруженном балластом самолете провели прогоны двигателя. Уже этого оказалось достаточно для задержки – из-за вибрации двигателя на самолете полопались трубопроводы системы охлаждения. После решения этой проблемы приступили к рулежкам на земле. При этом выявилась серьезная вибрация (шимми) носового колеса и «вихляние» самолета на больших скоростях рулежки.
Наиболее серьезные проблемы с шасси удалось разрешить к середине июля. 18 июля состоялся первый полет самолета под управлением Карла Бауэра, но через семь минут полет был прерван из-за резкого роста температуры охлаждающей жидкости. Оказалось, что при наборе высоты, когда двигатель работал на максимальных оборотах, носовая стойка шасси, убираясь под двигатель с поворотом на 90 градусов, практически полностью затеняла колесом подфюзеляжный радиатор, а мощности гидравлики было недостаточно для быстрой уборки шасси. Эту проблему решили увеличением мощности гидросистемы, сократив тем самым время затенения радиатора носовой стойкой.
Подготовка первого опытного Me 209V1 к испытаниям
Me 309V1 и его схема
7 сентября 1942 г. Me 309V1 получил новый винт с возможностью реверса.
Первый полет с ним состоялся на следующий день. Во время второй посадки Бауэр использовал реверс винта сразу после касания. Торможение при этом было настолько резким, что самолет развернуло, в результате чего сломалась носовая стойка шасси. После ремонта испытания реверсивного винта прошли с чуть большим успехом. Бауэр отработал прием торможения самолета, который он эффектно продемонстрировал перед комиссией – на рулежке перед наблюдателями летчик резко дал реверс, и самолет тут же встал, как вкопанный, а с голов членов комиссии слетели шляпы.
Летные испытания показали скорость отрыва при весе 3700 кг в 180 км/ч, которая возрастала при весе 4100 кг до 200 км/ч.
При этом Me 309V1 на испытаниях постоянно норовил сойти со взлетной полосы. Большой каплевидный фонарь явно затенял вертикальное оперение. В результате пришлось ставить новый киль увеличенной площади. В конце ноября был проведен учебный бой с Bf 109G, прошедший явно не в пользу новейшего истребителя. Ветеран люфтваффе оказался более маневренным. Как отмечается практически во всех публикациях, касающихся как самого Вилли Мессершмитта, так и его самолетов, Me 309 в том показательном бою спасла только большая скорость полета. Вот только насчет скорости немцы, похоже, слукавили. Чудес в природе не бывает. Мощность силовой установки более крупного и гораздо более тяжелого Me 309 была сопоставима с мощностью двигателя Bf 109G, а расположение достаточно большого радиатора прямо под центропланом крыла в зоне максимального сечения приводило к значительному аэродинамическому сопротивлению самолета в целом, особенно на больших скоростях полета. Это было, пожалуй, главным просчетом разработчиков «Триста девятого».
Стоит отметить, что на первый взгляд Me 309 выглядит весьма эффектно – эдакая стремительная капля, да еще с убирающимся радиатором системы охлаждения двигателя. Но это лишь видимость. И тут, наверное, стоит вспомнить о так называемом правиле площадей.
Для читателей нашего журнала, хорошо знакомых с авиационной техникой, нет смысла рассказывать об этом явлении. Однако в связи с тем, что журнал читают не только профессионалы, но и просто любители авиационной истории, не имеющие авиационного образования, вкратце напомним, что правило площадей подразумевает придание плавной веретенообразной формы не только фюзеляжу, но и всей комбинации фюзеляж-крылооперение. Другими словами: если все поперечные сечения самолета представить в виде осесимметричного тела, то общая картина распределения этих сечений должна стремиться к веретенообразной форме. На практике это достигается поджатием фюзеляжа в зоне крыла и кабины экипажа, или, наоборот, его расширением в зоне между крылом и хвостовым оперением. Правда, максимальный эффект от применения правила площадей проявляется на околозвуковых и малых сверхзвуковых скоростях, так что проектирование самолетов с использованием правила площадей получило широкое распространение лишь после войны при создании первых сверхзвуковых самолетов. Однако следует заметить, что многие самолеты периода Второй мировой на пикировании вплотную приближались к околозвуковым скоростям. Так что о взаимном влиянии крыла, фюзеляжа, фонаря кабины пилота и радиаторов все же не стоит забывать. Кстати, еще один самолет Мессершмитта – знаменитый реактивный истребитель Me 262 – в этом плане выглядит классическим примером того, как не нужно делать самолеты. Списать эту ошибку можно разве что на 1940 год, когда этот самолет (кстати, чем-то похожий на Me 309) находился в разработке, и когда никто не предполагал о том, что он вообще будет способен быстро летать. Несколько отвлекаясь от темы, следует заметить, что слава к Me 262 пришла не потому, что он оказался удачным истребителем, а потому, что просто был первым пошедшим в бой реактивным самолетом, применявшимся к тому же в достаточно больших количествах. И заслуга в этом не столько консгрукторов-самолетчиков, сколько двигателистов.
И еще одна реплика, касающаяся правила площадей…
Известный авиаконструктор, ближайший соратник А.Н.Туполева Сергей Михайлович Егер, читая в МАИ курс самолетостроения, рассказывал нам о том, что уже в начале 40-х годов наши конструкторы, разрабатывая самолеты с большой скоростью полета (а точнее – пикирования) интуитивно пришли к пониманию того самого правила площадей, которое через несколько лет стало основой при проектировании сверхзвуковых самолетов. Тогда этому явлению не было дано научное обоснование и соответствующее название, но при создании боевых самолетов оно уже применялось в той или иной мере. А вот конструкторская группа Мессершмитта, закладывая в проект Me 309 требования достижения больших скоростей, по привычке отталкивалась лишь от каплевидной формы фюзеляжа. В результате наибольшая площадь сечения фюзеляжа не только наложилась на максимальную площадь поперечного сечения крыла, но еще и дополнилась размещенным в этой зоне радиатором.
Авария первого опытного Me 309V1 и итог первого полета Me 309V2
Подломанная носовая стойка шасси
Вид на водяной радиатор Me 309V1
Конечно, в истории авиации было немало и других подобных «проколов». Примером являются британский Хоукер «Харрикейн» и наш Як-9, у которых помимо радиатора в зоне максимального сечения оказался еще и фонарь пилотской кабины. Но при этом следует учесть, что «Харрикейн» разрабатывался еще в первой половине 30- х годов, когда о скоростях свыше 600 км/ч никто и не мечтал, а наш Як-9 получился таким вынужденно, ибо представлял собой развитие двухместного учебно-боевого самолета Як-7, кабина и радиатор которого были сдвинуты вперед из компоновочных соображений. У исходного же истребителя Як-1 (особенно у последующего Як-3) радиатор располагался как раз в соответствии с правилом площадей. Кстати, на последних вариантах самолета Як-9 радиатор опять «вернулся» в нужное место. То же самое можно сказать и про работу конструкторов с фирмы «Хоукер», быстро «перетащивших» огромный радиатор в зону перед крылом, что было выполнено на самолетах «Тайфун»/«Темпест». А вот на Me 309 установить радиатор (тем более выдвигаемый) по примеру «Тайфуна», Як-3 или «Мустанга» немцы не могли по компоновочным соображениям. Совершенно иная конструкция крыла также не позволяла разместить радиаторы аналогично Bf 109. Скорее всего, все заявления представителей фирмы о высоких скоростях полета (по крайней мере на 50 км/ч большей, чем у Bf 109G, а это почти 700 км/ч), были ни чем иным, как попыткой приукрасить провал всей программы. Немецкие аэродинамики многое сделали в плане достижения высоких скоростей полета (достаточно вспомнить стреловидное крыло), но в данном случае явно просчитались. В этом отношении гораздо более удачным вырисовывался новейший истребитель Me 209-11 с лобовым радиатором и поджатыми боками. Но о нем чуть позже, а пока вернемся к «Триста девятому»…
Второй опытный Me 309V2, отличавшийся от VI только установкой вместо мотора DB-603A-1 нового DB-605B, был облетан 29 ноября 1942 г. Но при посадке носовая стойка сломалась, а самолет получил столь серьезные повреждения, что был списан. В марте 1943 г. оставшийся Me 309V1 тоже был оснащен двигателем DB-605B, а также новым килем. Кстати, киль меняли четыре раза, пока не были получены удовлетворительные характеристики устойчивости. В марте 1943 года полетел и Me 309V3 с мотором DB-605B – он якобы использовался для испытаний на больших скоростях. Каких? Это осталось неизвестным.