Экспериментальный самолёт с ракетным двигателем Heinkel He 176 V1. Германия

Данный материал был переведен уважаемым коллегой NF и немного доработан мной.

Содержание:

В память о докторе Вернере фон Брауне

16 июня 1977 года умер человек, без которого состояние сегодняшней космонавтики было бы невозможно. Пресса внутри страны и за её пределами, телевидение отреагировали на это событие и по достоинству оценили вклад Вернера фон Брауна.

Издание «Luftfahrt International» также не обошло вниманием это событие и вновь вспомнило про гениальные способности этого человека. Мы не хотим еще раз повторять то, что в более чем достаточном количестве упоминалось многими средствами массовой информации. Нашей целью является упоминание о роли этого человека в развитии самолётостроения, о которой многие почти забыли.

Самолёт Вернера фон Брауна

Широко известно, что фон Браун был не очень сильно заинтересован в использовании ракетных двигателей в качестве составного элемента какой-либо системы вооружения. В значительно большей степени он уделял внимание применению этих двигателей на самолётах и, конечно, на космических кораблях. После ряда многолетних исследований, проведённых разработчиками этой новой техники и в том числе и фон Брауном, для этих целей был построен опытный самолёт Heinkel He 176 V1. Инициатива в постройке этого самолёта принадлежит Вернеру фон Брауну.

Рис. 1. Heinkel He 176 V1

Первые попытки применения ракетного двигателя на Не 112

В истории первые попытки установки реактивных двигателей на самолётах (если не принимать во внимание совершенные в 1920-х года Адамом фон Опелем (Adam v. Opel) попытки несколько иного свойства) мы можем увидеть в довольно полно освещающем эту проблему описании самолёта, созданном на основании материалов, предоставленных фирмой Эрнста Хейнкеля. Фотографии из нашего архива дополняют данную информацию.

Рис. 2. Фюзеляж Heinkel He 112A с установленным на него ракетным двигателем. Heinkel He 112A размещен на стенде для замеров тяги силовой установки в Пенемюнде, 1937 год

В фирме Heinkel по данному поводу писали следующее:

«Идеи использования ракет в качестве силовых установок для самолётов сформировались, когда возникли условия получать контролируемую тягу силовой установки в течении сравнительно продолжительного периода времени. В 1935 году Вернер фон Браун приступил к работам над подобными агрегатами, которые можно было устанавливать на самолёты. Для проведения практических работ по этой теме Вернер фон Браун первоначально получил от фирмы Heinkel фюзеляж Не 112 (см. рис. 2).

После многочисленных успешных огневых испытаний силовой установки камера сгорания взорвалась и разрушила фюзеляж самолета. Последовавшие затем испытания на полностью комплектном Не 112 в итоге привели к желаемому результату, и в июне 1937 года Не 112 взлетел с комбинированной силовой установкой, и после остановки поршневого мотора самолёт смог продолжить полёт при помощи дополнительного ракетного двигателя (см. рис.3).»

Heinkel He 176 V1

После этого фирма Heinkel приступила к созданию специального ракетного самолёта, размеры которого подходили для размещения на нем силовой установки нового типа. Вернер фон Браун разрабатывал свои ракетные двигатели с расчетом их использования в качестве вспомогательных стартовых ускорителей, в то время как располагавшаяся в городе Киль фирма Walter разрабатывала специальные реактивные двигатели, при помощи которых самолёты могли бы вполне нормально летать. Фирма Heinkel для этих целей разработала самолёт He 176 и надеялась получше исследовать эту проблему. Многочисленные технические проблемы, возникшие при достижении высоких скоростей, потребовали в свою очередь проведения прочих многочисленных исследовательских программ, результаты которых были использованы и при работах над другими проектами самолетов. В первую очередь это касалось пилотских кабин, которые в случае необходимости должны были отделяться от фюзеляжа, опускаться на парашюте и позволять пилоту без затруднений покидать кабину. Кабина пилота, располагавшегося в ней почти горизонтально, имела обеспечивавшую прекрасный обзор большую площадь остекления. Для разработки кабины также необходимо было провести ряд исследований. Предпринятые на Heinkel He 111 попытки сброса кабины показали, что использовавшийся для этих целей тормозной парашют не всегда надёжно открывался. Это, в свою очередь, потребовало разработки для тормозного парашюта специальных направляющих.

Рис. 3. Опытный ракетный самолёт Heinkel He 112R

Разработка Heinkel He 176 вплоть до его сборки проводилась в Росток–Мариэнэ в режиме строжайшей секретности. Затем для обеспечения более подходящих условий для работы эти исследования были перенесены в Пенемюнде (Peenemünde), где в это время Вернер фон Браун уже в течение некоторого времени занимался своими исследованиями. Проект разрабатывавшегося им двигателя развивал тягу почти в два раза большую, чем смог развить проект фирмы Walter, и было решено использовать двигатель фон Брауна к качестве силовой установки для второго опытного самолёта фирмы Heinkel. Этот самолёт еще предстояло разработать с учетом опыта, полученного при испытаниях He 176 V1. При помощи оснащенного мощным компрессорным двигателем с рабочим объёмом в 7,6 литра автомобиля фирмы Mercedes на песчаном пляже острова Узедом (Usedom) были проведены первые прогоны He 176 по песку пляжа, при которых была развита скорость 155 км/ч. В начале марта 1939 года Не 176 начал выполнять первые короткие, похожие на прыжки вверх, подъёмы в воздух с включенным ракетным двигателем. Вызвано это было наличием на борту самолёта минимального количества топлива. 20 июня 1939 года лётчик-испытатель фирмы Heinkel Варзитц (Warsitz) выполнил первый официальный полёт на He 176 V1, доказав тем самым возможность применения ракетных двигателей на самолётах. Уже на следующий день высокопоставленные руководители RLM, включая Удета и Мильха, прибыли в Пенемюнде для ознакомления с Heinkel He 176. В Пенемюнде на них в большей степени произвела впечатление опасность, связанная с испытаниями этого нового самолёта, чем его лётные характеристики и значение подобных самолётов для развития техники. Удет за чрезвычайно маленькие размеры консолей крыла самолёта назвал их «подножками для ракеты» и сразу же запретил выполнение дальнейших испытаний из-за высокой опасности, связанной с крайне ненадёжной силовой установкой, и вообще приостановил всё развитие данной программы (см. рис. 4).

Рис. 4. После состоявшегося в Пенемюнде 21 июня 1939 года ознакомления с Не 176 Удет запретил дальнейшие полёты, чем очень обескуражил профессора Хейнкеля (слева в пальто без шляпы). В центре в белом комбинезоне сидит заводской лётчик-испытатель фирмы Heinkel Варзиц, который в своё время выполнил первый полёт на Не 176

Лишь после интенсивной переписки профессору Хейнкелю удалось добиться не только возобновления работ по данной программе, но и общего одобрения идеи применения ракетных двигателей на самолётах. И тем не менее профессор Хейнкель не смог до конца убедить руководство в необходимости разработки ракетных самолётов. Хотя запрет на проведение дальнейших исследований был снят, возник ряд серьёзных проблем, касавшихся лично профессора Хейнкеля.

Рис. 5. Ознакомление Гитлера с He 176 в Рогентхайне (Rogenthien), 3 июля 1939 года. «Сообщество» перед штабным He 111 V16 GF+UN (ранее D-ASAR)

Рис. 6. В центре со светлой шляпой в руке Вернер фон Браун во время презентации He 176

Рис. 7. В центре рейхсмаршал Геринг, слева от него Адольф Гитлер, справа от Геринга стоит Удет

К тому времени фирма Heinkel по личной инициативе профессора и его ближайшего окружения в основном работала над реактивными двигателями, и для начала дальнейшие работы по Не 176 были приостановлены. Только позднее, когда реактивные двигатели получили всеобщее признание в авиастроении и помимо прочего возникла необходимость их использования в военных целях для защиты страны от массированных бомбардировок, к ранее проводившимся работам фирмы Heinkel стали относиться совершенно иначе и начались разработки нового проекта, на основе которых был создан истребитель-перехватчик He P 1077 «Julia». К моменту капитуляции Германии он был построен в двух экземплярах (Смотрите: «Luftfahrt International», выпуск 1/1974 и «Luftfahrt-Lexikon»-Nr. 3103-100-1).

Рис. 8. He 176 V1 в полёте

Не 176 долгое время бесцельно простоял на предприятии в Росток–Мариэнэ. Затем он был разобран, упакован в ящики и отправлен в Берлин для того, чтобы занять место среди прочих экспонатов, но еще не успели его распаковывать, когда при очередном налёте авиации союзников он был разрушен.

Краткое описание

Фюзеляж Не 176 имел симметричную каплеобразную форму с несколько вытянутой вперёд носовой оконечностью. В передней части имелось достаточно места для пилота, который размещался почти лёжа. Вследствие наличия больших по площади стеклянных панелей пилот имел прекрасный обзор. В случае необходимости кабина могла отстреливаться от фюзеляжа. Пневматическое устройство, смонтированное в кабине, вытягивало парашют, который в свою очередь помогал пилоту покинуть кабину. Сзади за кабиной пилота за разделительной перегородкой располагались баки с метанолом и диоксидом водорода. Там же располагался приводимый в движение парами пероксида топливный насос.

Рис. 9. Схемы He 176 V1

Предложенный Вернером фон Брауном ракетный двигатель развивал тягу почти в 2 раза большую, чем двигатели фирмы Walter, но из-за больших размеров и веса эта силовая установка плохо подходила для установки на Не 176. Двигатель Walter-HWK-R-I 203 устанавливался в средней части фюзеляжа, камера сгорания этой силовой установки располагалась в хвостовой части. Фюзеляж Не 176 был, как обычно, выполнен из лёгких металлов в виде отдельных секций.

Рис. 10. Вариант окраски He 176 V1

Несущие плоскости изначально предназначались для размещения в них герметичных интегральных топливных баков. В ходе работ выяснилось, что при сварке конструкций из Hydronalium (?) (Hydronalium-Konstruktion) возникают серьёзные технологические проблемы. Тогда было сконструировано и изготовлено другое крыло, выполненное по обычной схеме с двумя лонжеронами. Консоли крыла площадью всего по 5,4 м² имели эллиптическую форму с передней прямой кромкой. Столь маленькое по площади крыло с размахом всего 5 метров по вполне понятным причинам имело очень высокую нагрузку, составлявшую при взлётном весе 1620 кг почти 300 кг/м².

Шасси, имевшее колею шириной 0,8 метра, убиралось при помощи сжатого воздуха. Из-за очень узкой колеи устойчивость самолёта при взлёте и посадке была крайне низкой.

Технические характеристики He 176 V1

Экипаж: 1 человек

Силовая установка: ракетный двигатель Walter HWK-R 1 203 с высокой температурой сгорания

тяга
• стартовая 600 кг
• номинальная на высоте 5000 метров 630 кг
• номинальная на высоте 9000 метров 690 кг
расход топлива (диоксид водорода в смеси с метанолом) на максимальном режиме работы силовой установки 4,8 гр/кг.тяги×сек
вес силовой установки 98 кг

Размеры:

размах крыла 5 м
длина 5,2 м
высота 1,44 м
площадь крыла 5,4 м²
удельная нагрузка на крыло 300 кг/м²
удельная нагрузка на мощность: 2,7 кг/кг.тяги

Вес:

пустого 780 кг
дополнительного оборудования 120 кг
снаряженная масса 900 кг
вес пилота 90 кг
вес топлива 430 кг
вес контрольно-измерительной аппаратуры 200 кг
максимальный взлётный вес 1620 кг

Летные характеристики:

максимальная скорость (Vmax)
• на уровне моря 630 км/ч
• на высоте 2000 метров 700 км/ч
• на высоте 4000 метров 750 км/ч
экономическая скорость (Vr) при 90 % тяги силовой установки:
• на уровне моря 600 км/ч
• на высоте 2000 метров 680 км/ч
• на высоте 4000 метров 710 км/ч
посадочная скорость 135 км/ч
оптимальная дальность полёта
• на Vmax 85 км
• на Vr 95 км
• на наиболее экономичном режиме работы силовой установки 110 км
время набора высоты
• 4000 метров 1,1 мин
• 6000 метров 1,7 мин
• 8000 метров 2,5 мин
потолок 9000 м
длина разбега при старте 480 м
длина разбега и протяженность полёта с набором высоты 15 метров 550 м
длина пробега и протяженность полёта при посадке с высоты 15 метров 540 м

Вооружение: отсутствует.

источник: «Raketenantrieb — Versuchsflugzeug Heinkel He 176 V 1», LUFTFAHRT international  23