В. Шунков - Реактивные самолеты Люфтваффе

Сверхдальний бомбардировщик Зенгера

В 1942 году в Германии были приостановлены работы по реализации одного из наиболее фантастических проектов Третьего Рейха. Речь идет о так называемом “бомбардировщике-антиподе”, идею которого австрийский инженер д-р Зенгер изложил в 1933 году в своей книге “Техника ракетного полета”. Суть идеи заключалась в том, что при быстром снижении самолета с очень большой высоты (порядка 250 км) в плотные слои атмосферы он должен рикошетировать от верхних слоев атмосферы, вновь поднимаясь в безвоздушное пространство; повторяя многократно это движение, самолет должен описывать волнообразную траекторию, подобную траектории плоского камня, многократно рикошетирующего от поверхности воды. Каждое погружение самолета в плотные слои атмосферы будет сопровождаться некоторой потерей кинетической энергии, вследствие чего последующие прыжки самолета будут постепенно уменьшаться и, в конце концов, он перейдет на планирующий полет.

Конструкция самолета воплощает в себе целый ряд уникальных особенностей.

Хотя он сохраняет очертания обычного самолета, его особые аэродинамические свойства, вызываемые исключительно большой скоростью и специальной техникой полета, обусловливают необходимость придания фюзеляжу самолета острой оживальной формы в носовой части. Фюзеляж как бы срезан горизонтально по всей длине так, что его нижняя часть представляет собой плоскую поверхность. Ширина фюзеляжа больше его высоты и позволяет разместить два ряда цилиндрических баков для топлива. Сравнительно небольшие трапециевидные крылья предназначены главным образом для стабилизации самолета в полете и для использования при посадке. Крыло имеет обычный профиль с максимальной толщиной, равной 1/20 хорды. Установочный угол атаки крыла такому самолету не нужен; при низком расположении крыла несущие поверхности фюзеляжа и крыла образуют единую плоскость. Вертикальное оперение размещено на концах горизонтального стабилизатора самолета.

Рисунок бомбардировщика Зенгера

На самолете предполагалось установить ракетный двигатель, работающий на жидком кислороде и нефти с тягой 100 тыс. кг, постройка которого уже была начата.

Взлетный вес самолета проектировался в 100 т, вес самолета без топлива Юти полезная нагрузка 0,3 т. Взлет самолета, должен был осуществляться с горизонтального рельсового пути длиной 2,9 км при помощи мощных стартовых ускорителей, способных сообщить самолету скорость на взлете порядка 500 м/сек; угол набора высоты должен был составлять 30°. Предполагалось, что при полном выгорании топлива самолет разовьет скорость 5900 м/сек и достигнет высоты 250 км, откуда он будет пикировать до высоты около 40 км, а затем, отразившись от плотного слоя атмосферы, вновь уйдет ввысь.

Большое влияние на конструкцию самолета оказало стремление к уменьшению лобового сопротивления и снижению до минимума эффекта трения поверхности самолета о воздух в полете при больших числах Маха. Максимальная дальность полета самолета проектировалась 23 400 км.

Работы по созданию этого самолета проводились д-ром Зенгером с 1936 года в специально созданном Научно-исследовательском институте техники ракетного полета в немецком городе Грауэн.

К 1939 г. было закончено строительство лабораторий, цехов, испытательных стендов и административного здания института, и д-р Зенгер с небольшим, но опытным штатом сотрудников приступил к осуществлению сложной десятилетней программы исследований и экспериментов, главной целью которых являлось создание самолетного ракетного двигателя с тягой 100 т и максимально возможной скоростью истечения газов. В эту программу также входило создание помп и другого оборудования для ракетного двигателя, изучение вопросов аэродинамики самолета при скоростях полета в пределах чисел Маха от 3 до 30, разработка сверхзвуковой стартовой катапульты и х д.

Однако в 1942 году стало ясно, что в условиях военного времени реализация этого грандиозного проекта невозможна и работы по нему были приостановлены в пользу баллистических ракет д-ра фон Брауна.

Одним из любопытных проектов реактивных самолетов, разрабатывавшихся в Германии в период войны, можно считать так называемый “Triebflugel Flugzeug”, который имеет три крыла, расположенные, как оперение авиационной бомбы, и несущие на концах прямоточные воздушно-реактивные двигатели. Для старта предполагалось использовать ракеты, установленные на хвостовом оперении. В передней части сигарообразного фюзеляжа расположены вооружение и одноместная пилотская кабина. Самолет совершает взлет вертикально, без всякого разбега. Для посадки требуется минимальная площадь, так как при этом самолет задирается носом вверх, уменьшается тяга, и самолет в вертикальном положении опускается на землю хвостом вперед. Нет сведений, в каком состоянии разработки находился данный проект.

Рисунок истребителя-перехватчика "Triebflugel Flugzeug”

Двигатель Jumo-004B был выпущен фирмой Юнкерс в 1941 году. В конце войны двигатель устанавливался на немецких реактивных самолетах Мессершмитт Ме- 262, Арадо Ar-234 и др.

Основными частями двигателя являются: осевой восьмиступенчатый компрессор, шесть прямоточных камер сгорания, осевая одноступенчатая прямоточная турбина и реактивное сопло с регулирующей иглой.

При работе двигателя воздух засасывается через входной патрубок (коллектор) в компрессор. Из компрессора сжатый воздух направляется в камеры сгорания, куда через форсунки впрыскивается топливо. Впрыск топлива производится навстречу потоку воздуха. Воздух, поступающий в камеру сгорания, делится на две части. Одна часть, составляющая примерно 1/3 всего количества воздуха, поступившего в камеру, проходит через завихритель во внутреннюю часть камеры — жаровую трубу и, перемешиваясь с топливом, образует рабочую смесь, воспламеняющуюся от пламени факела (при этом коэффициент избытка воздуха а=1,4–1,5). Воспламенение топлива при пуске осуществляется с помощью запальных свечей, установленных в трех камерах сгорания.

Другая часть воздуха, не входящая в жаровую трубу, обтекает ее стенки, охлаждая их, а затем добавляется к продуктам сгорания, смешивается с ними и образует газовоздушную смесь с температурой, безопасной для работы турбины (примерно 800 “С; коэфициент избытка воздуха этой смеси равен 4–4,5).

Газовоздушная смесь, пройдя кольцевой газосборник (ресиверсмеситель), поступает на лопатки соплового аппарата, а затем на лопатки турбинного диска, после чего через реактивное сопло выбрасывается с большой скоростью в атмосферу.

Регулирование двигателя осуществляется двумя автоматическими регуляторами — регулятором оборотов и регулятором иглы сопла.

Регулятор оборотов представляет собой всережимный центробежный регулятор с переменной настройкой, которая осуществляется летчиком при перемещении рычага дросселя. Регулятор поддерживает заданное летчиком число оборотов двигателя, изменяя подачу топлива в форсунки. Так как при изменении оборотов двигателя изменяется и тяга, то регулирование числа оборотов является одновременно и регулированием тяги. Регулятор иглы сопла изменяет положение игаы и, следовательно, величину проходного сечения реактивного сопла в зависимости от числа оборотов двигателя, скорости и высоты полета.