Бомбардировщик с крылом обратной стреловидности Юнкерс Ju.287. Германия
Через месяц после того как американские войска ушли из зоны оккупации Германии, которую согласно решению Ялтинской конференции заняла Советская армия, меня (Льва Берне) отправили в составе одной из бригад ИКАЛ в Дессау — столицу "Юнкерса" крупнейшей немецкой авиастроительной фирмы. Перед нами стояла главная задача найти и отправить на завод 300, который возглавлял А.А.Микулин, техническую документацию по газотурбинным двигателям.
НКАПовский трудяга Ли-2 доставил нас на главный испытательный аэродром фирмы — Брандис Последние месяцы войны на нем базировались истребители Ме-163 из эскадрильи "400" ПВО и самолеты 1-й школы слепых полетов. Поэтому союзники его побаивались и почти не бомбили.
Когда мы улетали из Дессау, нас предупредили посмотрите, что есть интересного на аэродроме .Действительно, по окраинам летного поля валялось много техники. В основном это разбитые Me-163. Но мое внимание привлек самолет, напоминавший Не-177. В поисках двигателей я залез под крыло, которое, к моему удивлению, оказалось с вынесенными вперед консолями. Самолет был хорошо замаскирован, может быть, поэтому и остался целым. Офицеры нашего БАО (батальон аэродромного обслуживания — прим.ред ) марку машины не знали и лишь позже стало известно, что это Ju.287V2.
В конце 1942-го главный аэродинамик фирмы "Юнкерс" Ганс Вокке получил задание разработать компоновку бомбардировщика с четырьмя ТРД Jumo 004. Самолет должен был обладать невиданной для того времени скоростью — не менее 800 км/ч. Технический департамент министерства авиации одобрил аванпроект и присвоил ему обозначение Ju.287. Одним из главных препятствий на пути создания самолета стал выбop аэродинамической компоновки крыла. Несмотря на трудности военного времени, исследования в аэродинамических трубах фирмы в Дессау проводились достаточно интенсивно.
Стремясь увеличить критическое число Маха, решили применить стреловидное крыло, используя давно известный в аэродинамике принцип скольжения. Исследования проводились с крыльями как прямой (КПС), так и обратной стреловидности (КОС). Недостатком КПС является преждевременный срыв потока на его концах, приводящий к потере эффективности элеронов и снижению запаса продольной устойчивости. КОС свободно от таких явлений, но как выяснилось позже, обладает другими недостатками.
Первоначально Вокке предложил КПС с углом 29 град., при расчетной скорости полета М=0,8. Это крыло имело заметные преимущества на больших скоростях по сравнению с прямым и недостаточно хорошие характеристики на малых. Впоследствии он остановил свой выбор на КОС.
На подобном крыле пограничный слой, накапливаясь вблизи фюзеляжа, приводит к преждевременному срыву потока. Сама компоновка КОС на самолете дает существенное преимущество на режимах взлета и посадки, с увеличением угла атаки консоли крыла не приближаются к взлетно-посадочной полосе (эта опасность присуща лишь схеме низкоплана с отрицательным поперечным V), как у КПС, а, наоборот, удаляются на безопасную дистанцию, облегчая пилотирование. Но есть одно "но", полет с КОС на больших углах атаки способствует появлению дивергенции.
Дивергенция элементов конструкции ЛА (от латинского слова diverqo — отклоняюсь) характеризуется увеличением (вплоть до бесконечно большого знамения) производной коэффициента — Су -по углу атаки. Вследствие этого, под действием аэродинамических сил происходит потеря статической устойчивости конструкции крыла с последующим его скручиванием и разрушением С ростом скорости дополнительные аэродинамические силы, вызванные деформациями несущей плоскости, еще больше возрастают.
Исследования крыла в АДТ, подтвержденные позже летными испытаниями, позволили определить для Ju.287 оптимальный угол стреловидности ло передней кромке -23 град. При больших углах прочность крыла оставляет желать лучшего, и ее запас необходимо увеличивать. Многочисленные исследования, проведенные в аэродинамических лабораториях в Дессау, Геттингене и Берлине, подтвердили правоту Вокке и позволили задать ограничения по критическим значениям скоростей и углам атаки. В процессе проектировании боевой машины главные технические решения решили проверить на полномасштабной летающей модели.
Новым крылом и ТРД оснастили фюзеляж от Не-177АЗ. Хвостовое оперение взяли от Ju-188. Так как шасси спрятать в крыло, требующее повышенной жесткости, не представлялось возможным то решили использовать неубираемые опоры. Носовую двухколесную стоику шасси заимствовали от трофейного "Либерейтора" В-24, а основные, с колесами от транспортного — Ju-352, — прикрепили к переднему лонжерону крыла, усилив их подкосами и закрыв обтекателями. Все доработки выполнили в апреле 1944-го.
Новым было двухлонжеронное крыло со скоростным профилем разработанным на фирме "Юнкерс". На передней кромке корневой части крыла поставили неподвижный предкрылок. При посадке щелевые закрылки могли опускаться на 40 град., а элероны — зависать на 23 град, обеспечивая требуемую подъемную силу крыла. Два из четырех ТРД Jumo 004 крепились к носовой части фюзеляжа, з остальные под крылом. Летающей модели присвоили обозначение Ju.287 V1.
На совещании, состоявшемся в Оберзальцбурге в мае 1944-го, ведущий конструктор фирмы "Юнкерс" профессор Гертелъ доложил Герингу, что сборка заканчивается и в ближайшие дни Ju.287V1 доставят на аэродром Брандис. Спустя три месяца, в августе летчик-испытатель Зигфрид Хольцбауер впервые поднял машину в воздух.
Для взлета использовались многоразовые ускорители с ЖРД "Вальтер" HVK109-502 тягой по 500 кгс, крепившиеся под мотогондолами. В хвостовой части самолета укладывался большой тормозной парашют. Всего в Брандисе произвели 17 полетов, во время которых Ju-288V1 показал себя с хорошей стороны, чего нельзя сказать о ненадежных ТРД Jumo 004В1 и взрывавшихся ускорителях. Несмотря на необычную компоновку, самолет оказался приятным в управлении. Особенно отмечалась маневренность и управляемость по крену, что соответствовало расчетам.
Выпуск закрылков совершенно не влиял на управляемость. Скорость захода на посадку, несмотря на высокую удельную нагрузку на крыло — 305.6 кг/м , была 240 км/ч, посадочная — 190 км/ч.
Одной из главных задач полетов являлось исследование аэродинамики крыла на малых скоростях. Для этого на его верхней поверхности укрепили шелковинки. Перед оперением установили кинокамеру, которая снимала на отклонение в полете.
Геометрическая форма КОС и распределение давления по ее хорде приводит к его закручиванию с увеличением угла атаки, смещал центр приложения подъемной силы к законцовкам. Единственное, что можно сделать в этом случае, усилить каркас. Исследование крыла Ju.287 показало, что при заданной его жесткости закручивание было незначительным.
Несмотря на то, что Ju.287V1 предназначался в основном для исследований но малых скоростях, его максимальную скорость на пикировании удалось довести до 650 км/ч.
Много позже исследования в ЦАГИ показали, что развитие срывного обтекания в корневой части КОС можно ослабить установкой горизонтального оперения перед крылом или с помощью переднего наплыва крыла. Эти идеи реализовали уже в наши дни на самолете ОКБ им. П.О.Сухого — С-37(Су-47).
Были у Ju.287 и другие особенности. Так, при крутых виражах и выходе иэ пикирования эффективность руля высоты заметно снижалась (видимо из-за попадания оперения в спутный след от крыла). Зато на других режимах запаса продольной устойчивости самолета вполне хватало.
Испытания выявили также недостаток размещения двигателей в передней части фюзеляжа, вызвавшие трудности с балансировкой. Поэтому расположение ТРД и их число (тяги явно не хватало) на втором опытном Ju.287V2 решили изменить. В октябре 1944-го работы по бомбардировщику согласно приказу Геринга прекратили, сосредоточив все усилия на выпуске истребителей ПВО. В начале 1945-го неожиданно получили новые указания — готовить крупносерийное производство самолета.
Работы на опытном Ju.287V2 и прототипе серии продолжались на небольших заводах фирмы "Юнкерс", располагавшихся на окраинах Лейпцига, недалеко от аэродрома Брандис. Крыли Ju.287V2 осталось то же, что и на первом самолете, но фюзеляж, оперение и шасси, полностью убиравшееся в фюзеляж, были новыми. При этом колесо передннй стойки при уборке поворачивалось на 90 град.
Из-за неясности с ТРД менялись и решения об использовании сначала нового Jumo 0l2. затем HeS-011. BMW 003 и Jumo 004. Различие в тяге двигателей (от 2900 до 800 кгс) сопровождалось изменением их числа. Например, двухдвигательныи вариант с ТРД Jumo 012 предусматривал их подвеску под крылом. Но этот двигатель еще не был готов и пришлось временно удовлетвориться четырьмя Не-011 с тягой по 1300 кгс, размещавшимися как на Ju.287V1. При этом следовало считаться с тем, что в кабине от них будет значительный шум, но учитывая военное назначение самолета, это сочли несущественным. Когда началась сборка машины, выяснилось, что этих двигателей тоже нет.
Оставался выбор между BMW 003 и Jumo 004, которых требовалось не менее шести. Но реально оба типа ТРД министерство авиации забронировало для истребителей. Предполагалось два варианта установки двигателей. Первый — по три мотора в общей связке под крылом, второй — по паре ТРД под крыльями и в носу фюзеляжа по образцу Ju.287V1. Для второго опытного самолета выбрали первый вариант компоновки.
Все варианты размещения ТРД тщательно проверялись на моделях в аэродинамической трубе. Интересно, что еще о 1943-м определили: для уменьшения сопротивления на скоростях с большим числом "М" наиболее выгодным оказалось продольное расположение двигателей "лесенкой" что соответствовало "правилу площадей", о котором немецкие аэродинамики лишь догадывались. Однако с этим опоздали, поскольку преимущества этой компоновки определились, когда проект Ju.287 находился в стадии рабочего проектирования.
Кроме того, у самолета с силовыми установками, расположенными по "правилу площадей" усложнилась система управления ТРД (увеличилась протяженность и количество тяг управления), кроме того в случае отказа крайних моторов могли возникнуть сложности с пилотированием. С другой стороны, опасения, что расположенные рядом ТРД будут неблагоприятно воздействовать друг на друга, в ходе испытаний на наземном стенде не подтвердились.
Серьезным достоинством Ju287 со стреловидным крылом являлось размещение бомбоотсека длиной 4,6 м перед центропланом, вблизи центра тяжести и способного вмещать до 4 т бомб.
На летающей лаборатории Ju.287V1 было только два члена экипажа, на Ju.287 V2 и V3 — по три человека, причем на последней машине они размещались в гермокабине. На варианте V3 предусматривалась хвостовая башня с двумя 13-мм дистанционно-управляемыми пулеметами MG-131. Наведение оружия осуществлялось с помощью перископического прицела.
Все горючее размещалось в фюзеляжных баках.
После полетов в Брандисе. V1 перегнали на авиабазу в Рехлин, где продолжили испытания. Я видел отчеты летчиков-испытателей Пангерца и Вендта о полетах, выполненных 8 и 13 сентября 1944-го , Позже, в 1947-м на аэродроме ЛИИ летчик-испытатель фирмы "Юнкерс", а затем завода No.1, Пауль Юльге рассказывал, что он также выполнил несколько полетов на этой машине.
При подготовке серийного производства на стендах заводов фирмы "Юнкерс" провели испытания различных агрегатов и систем, включая топливную с имитацией возможных эволюции самолета, в том числе и перевернутого полета. Так же тщательно исследовалась и гидросистема с учетом предполагаемых повреждений, забросов давления и ненормированных перегрузок. Полностью подготовили и частично направили на заводы конструкторскую документацию.
Несмотря на бомбежки и постоянные перемещения предприятий по стране, в производственных подразделениях лежали готовые для монтажа узлы и агрегаты самолетов. На всей территории провинций Ангалы, Саксония. Тюрингия десятки небольших заводов и фабрик были готовы к началу серийного выпуска Ju.287.
Самолеты первой серии Ju.287А-1 планировали оснащать шестью BMW 003А-1, для серии В1 ждали четыре "Хейнкиль-Хирт 0О1-1А", для Ju.287B-2 — два BMW 018 с тягой по 3400 кгс. Однако никаких серьезных работ по последним вариантам немцы провести не успели.
На заводе в Дессау собрали лишь Ju.287V2. Но с машины, отправленной в Брэндис, вскоре сняли двигатели. Чтобы спасти от бомбежек, самолет затащили на опушку леса, установив носовой частью в сторону от аэродрома. Поэтому американцы, рассматривая результаты аэрофотосъемки, пришли к выводу, что немцы построили самолет по схемо "утка" с КПС.
Несмотря на то, что Ju.287 перед приходом американцев подорвали, крыло почти не пострадало. Впоследствии все, что уцелело, вернули в Дессау и частично использовали для дальнейшей работы.
Больше повезло Ju.287V3. К моменту прихода американцев самолет, начатый постройкой, оказался под обломками сбо-рочного цеха, но почти не пострадал. Американцы не заинтересовались разрозненными узлами и в дальнейшем их использовали для сборки EF-131, но об этом позднее.
Источник — http://www.airwar.ru/enc/bww2/ju287.html
