Дмитрий Соболев - Столетняя история “летающего крыла”

7. Нортроп. С. 4. По проведенным в ЦАГИ расчетам, ХВ-35 имел несколько больший С хо=0,016 (И.К.Ломова. Техническое описание самолета Нортроп ХВ-35 типа "летающее крыло". М., 1948. С. 3). Но и в таком случае это — рекордно малая величина.

8. Т.Coleman. Jack Northrop and the flying wing. The story behind the stealth bomber. New York, 1988. P. 116-117.

9. American piston-engines bombers // Flight. 1948. № 2078. P. 481—484.

10. O.Douglas. Jet flight story told by Douglas // Northrop News. 1947. № 7. P. 1.

11. Air Power History. 1994. Vol. 41. № 4. P. 46—47.

Мысль о применении схемы "бесхвостка" при создании самолета с реактивным (ракетным) двигателем возникла еще на заре авиации. [1]Отсутствие оперения и короткая задняя часть фюзеляжа, характерные для данной схемы, позволяли избежать проблем, связанных с компоновкой реактивного двигателя и воздействием струи горячих газов на горизонтальное оперение.

Вначале для изучения реактивного полета использовали пороховые ракеты. Опыты, проведенные в 1928 г. в Германии М.Валье и А.Липпишем, дали впечатляющие результаты: модель "бесхвостки" размахом 4 м с ракетой, развивающей тягу 175 кгс, в одном из полетов достигла скорости около 500 км/ч. [2]

Следующим этапом стали пилотируемые полеты. В конце 1929 г. немецкий летчик и авиаконструктор Г.Эспенлауб установил две пороховые ракеты на крыле планера обычной схемы. Ему удалось осуществить короткий реактивный полет, но после посадки пилот увидел, что вертикальное оперение сильно обгорело. Поэтому следующий опыт Эспенлауб проводил на бесхвостом планере типа "Шторх" с размахом крыла 12 м. Аппарат весил 220 кг, из них 70 кг приходилось на пороховые ракеты. Испытание состоялось в октябре 1930 г. на аэродроме в Дюссельдорфе. Под действием реактивной тяги ракетоплан взлетел и достиг скорости 90 км/ч. [3]

Из-за недостатков, присущих пороховому двигателю: кратковременности работы, невозможности регулирования силы тяги и выключения — включения в полете, он не нашел применения в качестве авиационной силовой установки. Большие надежды связывали с использованием на самолетах жидкостного ракетного двигателя (ЖРД).

Планер Г.Эспенлауба с ракетным двигателем.

Я уже писал о неудавшейся попытке создания ракетоплана РП-1 на основе бесхвостого планера Черановского БИЧ-8: конструкторам не удалось создать надежно работающий ЖРД. Первый самолет-"бесхвостка" с ЖРД появился только десять лет спустя. Это был знаменитый немецкий ракетный истребитель Me-163.

Работы по самолету начались в январе 1939 г. Тогда по предложению Исследовательского отдела Министерства авиации для А.Липпиша на фирме Мессершмитт в Аугсбурге был создан специальный отдел "L" по разработке ракетного истребителя. На самолете должен был стоять жидкостный ракетный двигатель Вальтер R1-203 с тягой 400 кгс.

В качестве прототипа реактивной машины Липпиш выбрал свою наиболее удачную "бесхвостку" DFS-39. Однако в процессе трансформации этого винтомоторного аппарата в реактивный в его конструкцию внесли столько изменений, что в результате получился новый самолет — DFS-194. Он имел обычное вертикальное оперение с рулем направления, была устранена поперечная V-образность крыла, установлены предкрылки, колесное шасси заменили отделяемой после взлета тележкой и посадочной лыжей. Размах крыла — 10,4 м — почти не изменился, а вот длина самолета возросла с 5,1 до 6,4 м. Стреловидность крыла менялась от 19° у корня до 27° на краях. Как и на других "бесхвостках" Липпиша, продольная балансировка достигалась сочетанием S-образности корневых профилей и отрицательной крутки концов крыла. На каждом крыле имелось две секции отклоняемых поверхностей: внешняя являлась элевоном, внутренняя — балансировочной поверхностью типа переставного стабилизатора.

В 1940 г. DFS-194 перевезли из Аугсбурга в немецкий ракетный центр в Пенемюнде, где на нем установили двигатель и топливную систему. После серии наземных проб в августе 1940 г. Х.Диттмар совершил первый полет с работающим двигателем. Была достигнута скорость 550 км/ч — на 200 км/ч больше, чем на экспериментальном Не-176 "классической" схемы, оборудованном таким же двигателем (1939 г.). Устойчивость и управляемость "бесхвостки" не вызывали нареканий. Можно было приступать к созданию боевого самолета — Me-163.

DFS-194 — прототип истребителя Me-163.

Первую такую машину, получившую обозначение Ме-163А V-1, подготовили к полетам летом 1941 г. На ней стоял новый ЖРД Вальтер R2-203 с тягой 750 кгс. По схеме самолет мало отличался от DFS-194, но был компактнее (размах крыла — 8,85 м, длина фюзеляжа — 5,6 м) и имел большую стреловидность крыла: 27° у основания и 32° на концах. Фюзеляж — металлической конструкции, крыло — деревянное. Взлетный вес самолета равнялся 2400 кг.

Летные испытания Ме-163А начались в июле 1941 г. Скорость полета после обычного взлета достигала 800 — 900 км/ч, затем двигатель, израсходовав все топливо, прекращал работать. 2 октября, после буксировки Ме-163А другим самолетом на высоту 4000 м, Диттмар сумел разогнать машину до фантастической по тем временам скорости — 1003 км/ч. [4]Так как работы по Me-163 были засекречены, этот результат не обнародовали и несколько лет он являлся неофициальным абсолютным рекордом скорости.

В декабре 1941 г. из сборочного цеха вышел первый экземпляр серийного истребителя Me-163В, еще без двигателя. На нем должен был стоять ЖРД HWK 109-509А с увеличенной температурой сгорания топлива и значительно большей тягой. По сравнению с экспериментальным Ме-163А самолет имел больший запас топлива, пушечное вооружение (2x30 мм) и бронезагциту пилота.

Во время рекордного полета Me-163А при скорости 1000 км/ч самолет стало затягивать в пикирование, и только выключив двигатель Диттмар смог выравнять машину. Это произошло из-за перераспределения аэродинамических сил на крыле при приближении к скорости звука. Сейчас это явление хорошо известно и одним из средств борьбы с ним является увеличение стреловидности крыла. Однако в начале 40-х годов об этом еще не знали и самопроизвольный переход в пике объяснили срывом потока на концах крыла. Поэтому вместо того, чтобы увеличить стреловидность, на Me-163В ее уменьшили до 23°.

Первый полет Me-163В с работающим двигателем.

В связи с возросшим весом Me-163В, кроме элевонов и балансировочных поверхностей под крылом установили посадочные щитки. В отличие от обычных щитков они были сдвинуты вперед к оси крыла и поэтому при отклонении сравнительно мало влияли на продольное равновесие самолета. Для сохранения работоспособности элевонов на больших углах атаки крыло снабдили фиксированными щелевыми предкрылками. Щель проходила по внешней части крыла, занимая примерно 40% его размаха.