Михаил Козырев - Реактивная авиация Второй мировой войны
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
Ракетным двигателем твердого топлива (РДТТ) называется двигатель, в котором горючее и окислитель представляют собой единую твердую массу, находящуюся непосредственно в камере сгорания, что исключает необходимость в использовании баков для хранения компонентов и систем для их подачи. Простейшим примером такого двигателя является пороховая ракета.
Наиболее древним документальным источником, подтверждающим первое военное применение пороховых ракет, является китайская хроника «Тунлян Канму». В этой хронике рассказывается о том, что при осаде Пекина монголами в 1232 г. оборонявшиеся китайцы использовали новый вид оружия, так называемые «огненные стрелы», которые являются первыми ракетами на черном порохе, полученном из древесного угля и селитры.
Согласно древней легенде, первую в мире попытку полета при помощи ракет предпринял в 1500 г. китайский мандарин Ван Гу. Его летательный аппарат состоял из двух больших воздушных змеев с закрепленным между ними креслом, в качестве двигателя использовались 47 пороховых ракет. Итог этого полета был неутешителен – мандарин погиб.
Прошли столетия, прежде чем изобретатели обратились к идее применения пороховых ракет в качестве двигателя в воздухоплавании. 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.
Однако только в 20-х гг. ХХ в. началось практическое применение твердотопливных ракет в качестве двигателей летательных аппаратов. Впервые РДТТ применил на транспортном средстве немецкий автомобилестроитель Фриц фон Опель. Последовательно испытав ракетные двигатели на велосипеде и мотоцикле, он установил на своем гоночном автомобиле Opel-Rak I блок из 12 пороховых ракет, во время испытаний 12 апреля 1928 г. этот автомобиль достиг максимальной скорости 112 км/ч. Модернизированный автомобиль Opel-Rak II, который имел двигатель из 24 ракет, достиг 23 мая 1928 г. максимальной скорости 200 км/ч.
Следующим шагом стала установка РДТТ на летательный аппарат. В Германии был разработан первый самолет-ракетоплан Opel RК 22, испытанный в мае 1928 г. За ним появился самолет Александра Липпиша Ente («Утка»), который представлял собой планер, оснащенный двумя пороховыми ракетами. Во время испытаний 11 июня 1928 г. Ente пролетел расстояние в 1200 м за одну минуту. Фон Опель пилотировал 30 сентября 1928 г. планер, оснащенный уже 16 пороховыми ракетами, планер во время полета развил максимальную скорость 152 км/ч. Немец Г. Эспенлауб начал в 1928 г. постройку своего самолета (ракетопланера) E-15 с РДТТ. Во время первого испытательного полета 22 октября 1929 г. ракетопланер загорелся, но Эспенлауб сумел благополучно посадить аппарат.
В Советском Союзе эксперименты по применению твердотопливных реактивных двигателей в качестве стартовых ускорителей для самолетов начались с 1930 г. в Газодинамической лаборатории (ГДЛ) под руководством В.И. Дудакова. Первый полет учебного самолета У-1 с РДТТ в качестве дополнительного двигателя состоялся в мае 1931 г. Вскоре после этого начались исследования возможности оснащения ускорителями тяжелого бомбардировщика ТБ-1. В 1933 г. на ТБ-1 устанавливались шесть ускорителей, по три с каждой стороны фюзеляжа в местах разъема консолей крыла и центроплана. Существовало два варианта их размещения: в первом варианте все ускорители крепились сверху крыла (самолет № 614), во втором варианте – по одному ускорителю сверху и по два снизу (самолет № 726). Общий вес порохового заряда составлял 60 кг, а средняя величина тяги достигала 10 400 кгс в течение 2 секунд. Завершившиеся в октябре 1933 г. испытания показали, что в результате установки шести пороховых ракет длина разбега самолета ТБ-1 весом 7000 кг уменьшается с 330 до 80 м, а при весе самолета 8000 кг – с 480 до 110 м.
