Реактивная авиация Второй мировой войны
Шрифт:
В 1917 г. француз Мориз представил проект двигательной установки для самолетов, в составе которой были воздушный компрессор, топливные форсунки и камера сгорания с выхлопным соплом. Однако осуществить свою идею на практике Мориз не сумел.
В 1926 г. немец Людгер Фольперт начал свои попытки разработать мотокомпрессорный двигатель для самолета, создающий реактивную тягу только за счет воздушной струи (без дополнительного сжигания топлива). Фактически, эти работы стали попытками совершенствовать двигатель Коанды. Работая в Гамбурге, Фольперт разработал и испытал 11 вариантов двигателя, после чего приступил к постройке самолета для проверки эффективности своего изобретения. Первые испытания самолета состоялись в июне 1931 г., однако при разбеге он смог развить скорость всего лишь 18 км/ч. В результате дальнейших многочисленных доработок самолет смог совершать подлеты высотой два-три десятка сантиметров. Вскоре Фольперт построил еще два самолета, но и эти конструкции оказались неудачными. Двигатели такой же концепции разрабатывались на фирме «Хейнкель» в 1939–1942 гг. (HeS 50 и HeS 60), но дальнейшего развития эти работы не получили.
Итальянец Л. Стипа во второй половине 1920-х гг., так же как и Л. Фольперт, работал над усовершенствованием двигателя Коанда, в 1932–1933 гг. в исследовательском центре итальянских ВВС успешно летал его самолет C.S. С 1931 г. проблемой создания ВРДК заинтересовался итальянский инженер Секондо Кампини. В начале февраля 1934 г. его фирма получила заказ от итальянских ВВС на разработку и постройку самолета с ВРДК. 27 августа 1940 г. первый в мире самолет с ВРДК конструкции С. Кампини под обозначением CC.2/N.1 совершил свой первый полет.
В Советском Союзе с 1931 г. профессор А.В. Квасников в Московском авиационном институте (МАИ) занимался разработкой теории сложных силовых установок различных схем. В частности, им были изучены процессы в прототипах ВРДК, имевших в своем составе поршневой двигатель, компрессор, газовую турбину и реактивный патрубок (сопло) постоянного давления. В одной из схем применялось дополнительное сжигание топлива перед реактивным соплом. А.В. Квасниковым была получена формула для определения эффективной мощности на валу воздушного винта ВРДК в зависимости от параметров режимов работы каждого из его агрегатов.
Кстати сказать, хотя заслуги А.В. Квасникова в области авиационной науки широко известны и общепризнанны, однако мало кто знает, что он во время Первой мировой войны одним из первых в России разработал конструкцию пусковой ракетной установки для самолета и применил ракетное оружие в боевых условиях. В середине августа 1917 г. прапорщик А.В. Квасников на своем оборудованном пусковой установкой самолете «Ньюпор-17» вылетел на боевое задание с целью уничтожения немецкого привязного аэростата, с которого корректировался огонь вражеской артиллерии и велось наблюдение за перемещениями частей русской армии. Линию фронта он перелетел на большой высоте, после обнаружения цели выключил двигатель и ввел самолет в пикирование. Когда до цели оставалось меньше ста метров, летчик произвел первый залп двумя ракетами, но ракеты прошли мимо цели. Подкорректировав траекторию самолета, он произвел второй залп: вторая пара ракет попала в аэростат. Оболочка аэростата сначала загорелась в местах попадания ракет, затем вспыхнула вся, после чего горящий аэростат упал на землю, где и продолжал догорать. Возвращаться на свой аэродром пришлось под сильным огнем зенитной артиллерии противника. Так состоялось первое в России боевое применение ракет класса «воздух – воздух».
В 1941–1943 гг. работы по ВРДК велись в Центральном институте авиационных моторов (ЦИАМ), а в Центральном аэрогидродинамическом институте (ЦАГИ) под научным руководством профессора Г.Н. Абрамовича было разработано несколько проектов самолетов с ВРДК, в том числе однодвигательный самолет С-1ВРДК-1 и двухдвигательный самолет С-2ВРДК-1. Авиационные ОКБ разработали проекты Су-ВРДК, Як-9ВРДК и Ла-5ВРДК. Однако ни один из этих проектов не реализовывался. Параллельно разрабатывались проекты самолетов с винтомоторной силовой установкой и дополнительным ВРДК – истребители Су-5 (И-107) и МиГ-13 (И-250, в 1948–1950 гг. состоял на вооружении советских ВВС).
Японская авиапромышленность летом 1945 г. выпустила небольшую партию самолетов МХY7 «Ока», предназначенных для летчиков-камикадзе, однако окончание войны прекратило все работы в этом направлении.
В Англии во время войны проводились исследования модификации ВРДК с приводом компрессора от турбины, которая, в свою очередь, приводилась во вращение от ЖРД. Но эта модификация дальнейшего развития не получила.
Италия
C.S.
В то же самое время, что и немец Л. Фольперт, в Италии проблемой совершенствования двигателя Коанда, создающего реактивную тягу только за счет воздушной струи (без дополнительного сжигания топлива), занимался авиационный инженер Луиджи Стипа. В конце 1920-х гг. Л. Стипа, служивший в то время главным инспектором технического отдела в ВВС Италии, предложил оригинальную конструкцию самолета с использованием фюзеляжа-трубы для увеличения эффективности воздушного винта.
Министерство авиации Италии заключило с фирмой Caproni контракт на постройку опытного образца самолета Стипы. Самолет, получивший на фирме обозначение C.S. (Caproni-Stipa), внешне выглядел неуклюжим из-за своего короткого бочкообразного фюзеляжа-трубы, внутри которого спереди был установлен ПД de Havilland Gipsy III мощностью 120 л. с. с воздушным винтом. Сверху фюзеляжа располагалась двухместная кабина, шасси состояло из двух основных неубираемых колес и хвостового костыля. Крыло было усилено сверху и снизу расчалками. Киль и средняя часть хвостового стабилизатора располагались в зоне обдува воздушной струей, создаваемой винтом, что делало самолет очень устойчивым и хорошо управляемым в полете.
Опытный образец впервые взлетел 7 октября 1932 г., самолет неплохо летал и доказал, что установка внутри цилиндрического канала воздушного винта увеличивает эффективность силовой установки, а несущий фюзеляж большого диаметра дает приращение подъемной силы (до 37 %) по сравнению с обычным самолетом с подобным двигателем и такой же нагрузкой на крыло. Машина имела очень низкую посадочную скорость (68 км/ч) и была намного более тихой в полете, чем самолет обычной схемы.
В ходе испытаний самолет дорабатывался – увеличили площадь рулей высоты и немного изменили конструкцию хвостовой части фюзеляжа. По окончании испытаний самолет передали в исследовательский центр ВВС, где он получил регистрационный номер MM.187. Самолет успешно закончил и эти испытания. Однако полученные результаты не удовлетворили военных, в основном из-за низких маневренных качеств самолета, малого объема для полезной нагрузки и ограниченного обзора для летчика из кабины, поэтому в 1933 г. программу испытаний закончили, а самолет демонтировали.
Несмотря на отсутствие интереса со стороны ВВС Италии к самолету C.S., Л. Стипа разработал несколько проектов самолетов такой схемы для перевозки 100 пассажиров, в том числе и шестидвигательное «летающее крыло». Кроме того, он запатентовал свою схему в 1938 г. в Германии, Италии и Соединенных Штатах, а во Франции разрабатывался проект ночного бомбардировщика BN 4, по схеме напоминавшего самолет Л. Стипы.
Характеристики C.S.: экипаж – 2 человека, силовая установка – 1 х ПД de Havilland Gipsy III мощностью 120 л. с., размах крыла – 14,28 м и его площадь – 19,0 м2, длина самолета – 5,88 м, высота – 3,0 м, вес пустого – 595 кг, взлетный вес – 850 кг, максимальная скорость – 131 км/ч, продолжительность полета – 40 минут.
CC.2
В январе 1931 г. инженер Секондо Кампини основал в Милане собственную фирму VENAR (Velivole e Natanti a Reazione), предназначенную для разработок самолетов и катеров с реактивной тягой, и одновременно представил в министерство авиации Италии документацию на свой новый авиационный двигатель, обещавший достижение больших скоростей и высот. В январе и июле 1932 г. он получил два патента на конструкцию реактивного самолета.
Первым практическим применением научных исследований С. Кампини стал реактивный катер, построенный с участием фирмы Costruzioni Meccaniche Riva, работавшей в области создания гидравлического оборудования. В начале 1932 г. в Венеции испытывался катер, оснащенный изобретенным С. Кампини мотокомпрессорным воздушно-реактивным двигателем, в составе которого для привода трехступенчатого компрессора использовался поршневой двигатель Asso 200. Испытания показали, что катер с двигателем Кампини по характеристикам превосходит скоростные катера итальянского ВМФ, оснащенные обычными двигателями внутреннего сгорания. После этой демонстрации преимуществ ВРДК итальянские ВВС 5 февраля 1934 г. заключили с фирмой VENAR контракт стоимостью 4,5 млн лир, согласно которому к 31 декабря 1936 г. фирма должна была разработать и построить два опытных образца двухместного самолета с двигателем Кампини. Так как VENAR не располагала соответствующими производственными мощностями, то Кампини достиг договоренности с Джанни Капрони, владельцем фирмы Aeroplani Caproni, о финансовой и производственной поддержке контракта.