Корабль-база гидросамолетов «Westfalen», предназначенный для обеспечения перелётов по маршруту Германия – Южная Америка

Данный материал был переведен уважаемым коллегой NF. Перевод был выполнен в июне 2015 года.

С первых дней авиации вопрос перелета через океан для многих людей был вопросом первостепенной важности. Первый перелёт через канал, разделяющий Британию и Европейский континент, отозвался необычайно сильным эхом в мировой прессе, поскольку впервые удалось по воздуху связать разделенные морем страны.

Когда в 1919 году английский боевой самолёт со сбрасываемым шасси под управлением Элкока и Брауна взлетел в Сен-Джонсе, Ньюфаундленд, пересёк Северную Атлантику и совершил посадку в Западной Ирландии и когда вскоре после этого английский дирижабль R 34 совершил успешные перелёт из Британии в США в обратном направлении во всём мире были полностью уверены, что регулярные перелёты через океан это дело ближайшего времени.

Однако планомерные исследования возможности выполнения трансокеанских полётов вскоре столкнулись с большими сложностями, среди которых дальность полёта самолётов была решающей и самой большой проблемой.

Из года в год росло число спортивных перелётов на самолётах через Атлантический и Тихий океаны. Как правило, это были полеты одномоторных самолетов, летевших от материка к материку при попутном ветре и без какой-либо полезной нагрузки. Беспосадочный перелет из Нью-Йорка в Париж, совершенный Чарльзом Линдбергом 20-21 мая 1927 года стал поворотным пунктом в борьбе за освоение воздушного пространства над океаном и дал американскому народу первый сильный стимул к развитию гражданских грузопассажирских авиаперевозок. Еще одним важным событием в этой борьбе стал выполненный в 1928 году перелет Кёля (Köhl), фон Хюнефельда (v. Hünefeld) и Фитцмориса (Fitzmaurice). В отличие от предшественников «Bremen» – самолет этой отважной тройки – летел через Атлантический океан против ветра с востока на запад.

На первый взгляд казалось невозможным на морских самолетах – как на летающих лодка, так и на поплавковых гидросамолётах – с их огромным аэродинамическим сопротивлением совершать трансатлантические перелёты без промежуточных посадок, так как поплавки или лодочный корпус значительно увеличивали вес, что так же снижало дальность беспосадочного перелёта. В связи с этим и возникло предложение создания специальных кораблей обеспечения, которые находясь в определённых районах океана могли бы пополнить запасы топлива и масла для морских самолётов совершающих перелёты через океан и значительно уменьшить длину отдельных участков маршрута.

С американской стороны было предложено создать в океане искусственные плоские плавучие сооружения большой площади, состоящие из большого количества скреплённых между собой поплавков. Эти плавучие сооружения предполагалось крепить на якорях в океане на расстоянии примерно 1600 км друг от друга. Расстояние между подобными сооружениями 1600 км позволили бы т.н. самолётам-«амфибиям» увеличить вес перевозимой полезной нагрузки. Эти самолеты должны были взлетать, используя колесное шасси, и убирать стойки шасси внутрь машины, в то время как посадка должна была совершаться на воду. В случае каких-либо неполадок самолёт имел бы возможность выполнить посадку вблизи этих сооружений для их устранения.

Рис.2 Взлёт перегруженного самолёта дальнего радиуса действия с корабля обеспечения «Westfalen». При взлёте использовалась установленная в передней части корабля катапульта Heinkel K 6

Было произведено большое количество расчетов и исследований, в которых были применены различные модели. В итоге пришли к выводу, что с технической точки зрения подобные идеи по созданию искусственных островов были вполне реальны. Только не было понятно, каким образом в Атлантическом океане с его очень большими глубинами удастся обеспечить надёжное удерживание искусственных островов при помощи якорей. Для этого потребовалось бы сооружение довольно массивных приспособлений, которые позволяли бы нормально использовать якоря и удерживать искусственные острова на месте несмотря на воздействие сильных течений, волнений и ветров. Если бы и эти проблемы были бы удачно разрешены, что тогда можно было бы приступать к разработке. Но в итоге всё споткнулось о вопрос финансирования, поскольку все разработка и эксплуатация искусственных островов были бы чрезвычайно дорогими.

Рис.3 Катапульта Heinkel K 6, установленная в носовой части корабля обеспечения «Westfalen»

С немецкой стороны такое предложение по разработке и постройке искусственных островов не нашло поддержки по финансовым соображениям. Вместо создания искусственных островов были предприняты попытки решить проблему трансокеанских перелётов другими методами, которые так же позволили бы получить желаемые результаты. Еще в годы Первой Мировой войны был получен некоторый опыт по применению кораблей-носителей поплавковых самолётов, который можно было бы как то использовать при организации трансокеанских перелетов. В Германии при перелетах через океан основное внимание уделялось безопасности полетов. Для этого велись исследования, целью которых было создание оптимальных по форме и конструкции поплавков для самолётов или корпусов для летающих лодок. Однако вслед за увеличением прочности конструкции следовал неизбежный рост массы и вследствие этого, несмотря на улучшения аэродинамики, рост дальности полета был незначительным.

Из-за того что в Германии сознательно отказались и от создания плавучих аэродромов и от посадки непосредственно на борт корабля-носителя, возникла необходимость обеспечить возможность посадки на поверхность воды в открытом океане неподалёку от корабля обеспечения. В этом случае взлёт полностью загруженного самолёта с поверхности воды не представлялся возможным, хотя мореходность самолетов была значительно улучшена. Успешные испытания, проведённые авиакомпанией Lufthansa A.-G. вместе со скоростными пароходами «Bremen» и «Europa», позволили принять решение по обеспечению возможности взлёта самолёта при помощи катапульты с борта корабля, находящегося в открытом океане.

Эти рассуждения сделали необходимым прежде всего установить: возможна ли посадка самолёта в открытом океане в ходе выполнения регулярных полётов, то есть при любой погоде. В Южной Америке после Первой Мировой войны было предпринято достаточно много попыток улучшить мореходность немецких морских самолётов, поскольку в той части света система материально-технического обеспечения самолетов была гораздо хуже чем в Европе.

Первая немецкая авиационная служба, связавшая европейские страны с Южной Америкаой, представляла собой действовавшие в тесной связи компании Syndicato-Condor, Hamburg-Süd и Deutschen Lufthansa. Самолёты компании Syndicato Condor вблизи острова Фернанду-ди-Норонья (Fernando de Noronha) передавали перевозимую ими почту пароходам или наоборот принимали доставленную ими почту. Вблизи Африки авиакомпания Lufthansa у Канарских островов принимала почту и доставляла ее в Берлин, равно как и доставляла берлинскую почту. Эта довольно простая комбинация пароходов и самолётов позволила добиться неплохих результатов в доставке почты. Со своей стороны Франция при доставке почты из Европы в Южную Америку использовала пересекавшие Атлантический океан скоростные катера.

Осуществлявшаяся без серьёзных проблем доставка почты самолётами и пароходами подтвердила, что посадка самолётов в открытом океане при соблюдении определённых условий может осуществляться регулярно и с высокой надёжностью. Таким образом, путь для воздушного сообщения между Европой и Южной Америкой и помощи кораблей снабжения, находившихся в середине Атлантического океана между Африкой и Южной Америкой.

Для осуществления первых перелётов пароход «Westfalen», принадлежавший компании Norddeutschen Lloyd, в1932 году был зафрактован авиакомпанией Lufthansa, а в 1933 году авиакомпания уже приобрела этот пароход.  «Westfalen» развивал скорость 11,5 узлов, водоизмещение составляло 5124 брутто-регистровых тонн. В Бремене корабль был соответствующим образом переоборудован концерном Deutschen Schiff- und Maschinenbau-A.-G. (Deschimag). Было установлено подходящее специальное оборудование, которое позволяло осуществлять прием самолета на борт корабля, его техническое обслуживание и ремонт, а также взлёт самолета с помощью катапульты при любой погоде. По ряду разъясненных ниже причин на корме корабля «Westfalen» был установлен кран на вращающейся платформе. Поскольку катапульта находилась в носовой части корабля, то в связи с этим возникла необходимость перемещать самолет с кормовой оконечности корабля «Westfalen» в носовую. Перемещавшаяся по рельсам платформа позволяла перемещать самолёт к катапульте и, таким образом, взлёт можно было выполнять без помех. В итоге «Westfalen» в качестве корабля снабжения имел возможность довольно долгое время находиться в середине Атлантического океана между Африкой и Южной Америкой и постоянно осуществлять перевозку почты по этому маршруту. Для приёма и передачи почты было установлено соответствующее оборудование, которое вместе с уже имевшимся создало все условия для осуществления полётов, отдыха экипажа самолёта и пополнения запасов.

Средства беспроводной связи, работавшие как на длинных, так и на коротких волнах, были поставлены немецкой компанией Deutschen Betriebsgesellschaft für drahtlose Telegraphie m.b.H. (Debeg), Берилн-Шарлоттенбург (Berlin-Charlottenburg). Длинноволновый передатчик был изготовлен фирмой Telefunken G.m.b.H., Берлин; он имел диапазон 500-3000 метров и оснащался дистанционно управляемой круглой антенной. Мощность передаваемого сигнала составляла 800 Вт при потребляемой мощности 5,5 кВт. Коротковолновый передатчик был изготовлен берлинской компанией C. Lorenz, A.-G.. Этот передатчик работал в диапазоне волн с длиной от 15 до 90 метров. Мощность передаваемых сигналов, находившихся в диапазоне 15-90 метров, составляла от 600 до 800 Вт при потребляемой мощности так же равной 5,5 кВт. Передатчик дополняли два длинноволновых, один средневолновый и два коротковолновых приёмника.

Особое значение уделялось бесперебойному обеспечению связи, что позволяло вести наблюдение за самолётами во время их длительных перелётов над океаном и передавать им необходимые сведения. Пеленгатор был поставлен фирмой Telefunken, G.m.b.H., Берлин. В ходе опытных полётов и в первых регулярных перелётах самолётов с почтой средства связи зарекомендовали себя отлично. Даже при самых плохих погодных условиях самолёты постоянно выходили в океане на корабль снабжения/базу гидросамолетов «Westfalen» без излишних поисков в океане. Само собой разумеется, что и самолёты перевозившие почту так же получили самые лучшие средства связи и пеленгаторы.

Экипажи самолётов располагались в светлых проветриваемых кабинах. Продукты для экипажа, включавшие в свой состав овощи, мясо и консервы, хранились в холодильниках, работавших от бортовых источников электропитания с производительностью 7000 килокалорий/час при температуре испарения –10°С и температуре охлажающей воды 25° С. Эти холодильники были изготовлены компанией Waggon- und Maschinenbau A.-G., Гёрлиц (Görlitz).

Во время Первой Мировой войны самолёты морской авиации поднимались на борт плавучих баз гидросамолетов или на борт боевых кораблей при помощи бортовых кранов, расположенных в наименее колебавшейся при волнении средней части корабля. С другой стороны это имело и недостаток, поскольку гидросамолёт должен был приближаться очень близко к кораблю, а это могло примести к его повреждению от удара о борт. Поэтому была предложена идея погрузки самолётов с кормы корабля при помощи подъёмного устройства, стрела которого могла бы очень быстро поднимать и опускать самолёты даже при волнующемся море. Разрабатывавшиеся проекты подобных подъёмных приспособлений должны были приводиться в действие при помощи находящихся под давлением воды или воздуха. Эти устройства должны были быть способными быстро помещать поднимаемые на палубу корабля самолёты на специальные установленные на рельсы тележки. Позднее уровень развития техники позволил изготавливать подобные подъёмные устройства, но, тем не менее, стоимость подобного оборудования оставалась высокой.

 




Рис.04-08. Серия снимков показывает порядок подъема летающей лодки Dornier Wal на борт корабля при помощи буксира и подъёмного крана летающей лодки. По рельсам, закреплённым на верхней палубе корабля, самолёт перемещался к стартовой катапульте. При этом самолёт на уровне надстроек корабля при помощи поворотной тележки разворачивали на 180°

Авиакомпания Lufthansa опробовала специальное буксирное приспособление из парусины, которое позволило бы дополнить буксировочный трос специальным эластичным элементом, обеспечивавшим свободную от рывков связь между самолетом и кораблем. По этой изготовленной из парусины платформе самолёт должен был подниматься на борт корабля. Испытания не привели к желательному результату, поскольку данная парусиновая платформа создавала большое сопротивление, а ее материал испытывал значительные нагрузки. В итоге скорость корабля необходимо было снижать, от чего его управляемость ухудшалась. Необходимо было искать какое-то промежуточное решение, которое позволило бы использовать более дешевые подъёмные приспособления. Для этого необходимо было создать аналогичное ранее предложенному приспособление с эластичным элементом, при помощи которого колебаний кормы корабля и самолёта были бы менее резкими, и самолёт можно было бы безопасно для экипажа и самой машины крепить к подъёмным тросам и осуществлять подъём краном. После многочисленных опытов с моделями, а также после практических опытов удалось создать необходимое буксирное приспособление из парусины. Данное приспособление оказалось очень удачным. Его можно было использовать и во время шторма и при движении корабля на сравнительно высокой скорости. В каждом из этих случаев буксировка самолёта за кормой корабля не имела резких рывков опасных для его конструкции. Буксировочное устройство состояло из куска парусины, крепившегося к поперечной балке. На его нижней стороне в направлении движения располагался открытый карман. После посадки на воду летающая лодка двигалась к медленно движущемуся кораблю и заходила на буксировочное устройство .После этого корабль набирал скорость и поднимал самолёт из воды.

Опыт, полученный немецкими моряками при эксплуатации корабельных кранов с поворотной платформой на боевых и торговых кораблях, показал, что эти краны при сильном волнении зарекомендовали себя не самым лучшим образом. Но, тем не менее, эксплуатацию данных кранов вместе с предназначенным для буксировки и подъема на борт устройством из парусины посчитали приемлемой.

Компания E. Becker, Берлин-Райникендорф (Berlin-Reinickendorf) к этому времени уже имела соответствующий опыт по созданию подъёмных приспособлений для боевых кораблей и ей и выдали заказ на разработку подобного крана для корабля обеспечения. От крана требовалась плавная работа и большая постоянная прочность в режиме отсутствия нагрузки. Грузоподъёмность крана должна была составлять до 15 тонн, погрузка и разгрузка должны были выполняться при крене корабля до 15°. С технической точки зрения кран мало чем отличался от обычных на то время поворотных кранов. Однако новыми требованиями были  предотвращение резких перемещений и изменения нагрузки стрелы во время подъема самолета. Для этого были предусмотрены специальные демпфирующие устройства, обеспечивавшие вертикальное перемещение крюка крана до двух метров при заданном предварительном натяжении. Первые испытания разрешить эту проблему при помощи стальных пружин были неудачными, после чего было решено создать специальное устройство с зажимом, заказ на изготовление которого был выдан компании Deutschen Werken Kiel.

Рис.09 Для подъема летающей лодки на борт использовалось изготовленное из парусины буксировочное устройство, способное выполнять подъем самолета и на большой скорости корабля

Рис.10 Перемещение самолёта с кормы к расположенной в носовой оконечности стартовой катапульте осуществлялось при помощи поворотной тележки, которая двигалась при помощи тросов

Еще в годы Первой Мировой войны возникли идеи обеспечить самолётам морской авиации возможность взлета не с поверхности воды, куда их должен был опускать кран корабля, а с помощью установленной на борту корабля катапульты. Взлёт с помощью катапульты мог бы устранить опасность разрушения хрупкой конструкции самолёта при волнении водной поверхности. Эти идеи не были забыты и в 1928 году авиакомпания Deutsche Lufthansa в тесном контакте с бременской компанией Norddeutschen Lloyd провела соответствующие исследования. В итоге 22 июля 1929 года впервые с борта находившегося вблизи от морского побережья парохода «Bremen» при помощи бортовой катапульты взлетел самолёт. Затем был проведен еще ряд подобных экспериментов, позволивших надёжно отработать взлёт самолётов с помощью катапульты.

Следующим шагом развития данных исследований стало создание катапульты способной обеспечивать взлёт самолётов с взлётным весом до 15 тонн. До сих все исследования проводились для самолетов, чей вес не превышал 3,5 тонн. Из-за большего максимального веса самолёта длину катапульты на корабле «Westfalen» пришлось увеличить. Это позволило не увеличивать величину среднего ускорения запускаемого самолёта и сохранить ее на том уровне, какой был в предыдущих опытах с самолетами, имевшими меньший взлётный вес. Поскольку от поворотной части катапульты на корабле «Westfalen» было решено отказаться, то запуске самолёта судно можно было просто разворачивать в желательном для успешного осуществления взлёта направлении.

Катапульта была изготовлена компанией Heinkel-Flugzeugwerken G.m.b.H., Варнемюнде. Максимальный взлётный вес самолетов, которые можно было запускать при помощи этой катапульты, был равен 14-15 тонн. Взлётная скорость самолёта при штиле составляла 150 км/ч. Общая длина рампы катапульты вместе с участком для торможения стартовой тележки была равна около 42 метра. Из этих 42 метров 32 метра рампы катапульты использовались для разгона. Время разгона составляло 1,5 сек, максимальная величина ускорения была равна 3,5g. В зависимости от силы ветра величину давления, приводившего в действие катапульту, можно было регулировать в пределах от 50 до 100 единиц.

Было очень подробно исследовано, где именно в кормовой или носовой оконечностях корабля лучше всего разместить катапульту, поскольку ее размещение в обеих оконечностях корабля имело свои преимущества. При размещении катапульты на корме корабля самолет не требовалось перемещать с кормы к его носовой оконечности. В данном варианте самолёт вообще можно было бы сразу же устанавливать на катапульту. Однако недостатком при таком расположении катапульты было то, что для запуска самолёта корабль должные был останавливаться и в этом случае было бы сложнее маневрировать с целью занятия более удобного положения относительно ветра.

При расположении катапульты в носовой оконечности положительным моментов было то, что двигаясь против ветра пароход увеличивал бы подъёмную силу и ускорение катапульты при взлёте можно было бы немного снизить. Еще одним преимуществом при таком расположении катапульты было то, что с мостика корабля катапульта была хорошо видна, что до взлёта значительно упрощало организацию обмена информацией между экипажем корабля и пилотом самолёта. С другой стороны имелись и серьёзные недостатки. Самолёт необходимо было перемещать с кормовой оконечности корабля в носовую. Саму носовую часть необходимо было переделать, установив там соответствующее оборудование. В итоге после тщательной оценки всех предложенных вариантов приняли решение установить катапульту в носовой части корабля «Westfalen».

При помощи крана, установленного на поворотной платформе на корме корабля, самолёт поднимали на его борт, затем по смонтированным на верхней палубе рельсам платформа с самолётом перемещалась в носовую оконечность, где самолёт устанавливали на катапульту.

Рис.11-14 Взлёт обладавшей большой дальностью полета летающей лодки Dornier Do Wal при помощи катапульты Heinkel K 6, установленной в носовой оконечности корабля «Westfalen»

Подвижная платформа, использовавшаяся для транспортировки самолёта от кормовой оконечности корабля в носовую, получила специальный поворотный круг с ручным приводом. Перемещалась платформа с установленным на ней самолётом при помощи вращаемого вручную барабана. Рельсы, по которым перемещалась платформа, были такими же, какие применяются на железнодорожных путях. Дополнительно были установлены устройства, предотвращавшие опрокидывание платформы при сильном волнении. Перемещение по рельсам выполнялось при помощи тянущих тросов, шедших через направляющие ролики и домкраты. Между рельсами имелась зубчатый рельс (Zahnschiene), благодаря которому и зубчатой передаче платформу с самолётом можно было перемещать по рельсам вручную.

Рис.15 Корабль обеспечения «Westfalen» (сверху). Первый вариант подъёмного крана (внизу слева). Подъёмное устройство крана и устройство для намотки троса соединены вместе.
Улучшенный вариант подъёмного устройства (внизу справа): a – грузовой трос; b – вспомогательный амортизатор; c и d – двойной канат; e – барабан; f – устройство для натяжения троса; g – барабан для намотки троса f.

Рис.16 Кран на поворотной платформе, установленный на корме корабля «Westfalen». Летающая лодка прикреплена к вспомогательному удерживающему устройству
—— вспомогательный амортизатор
— — — — грузовой трос

Это оборудование было необходимо для того, чтобы самолёт по правому борту корабля было возможно переместить с кормовой оконечности на носовую оконечность. Мимо надстроек корабля самолёт без разворота переместить было невозможно. Во время испытаний со специально для этих целей построенными моделями было установлено как высоко должен был располагаться рельсовый путь, по которому двигалась тележка, с самолётом и какие из надстроек корабля необходимо было убрать. Рассматривалась возможность оставить только часть ходового мостика и дымовой трубы корабля. Задняя мачта и задние надстройки необходимо было сместить в вперёд.

Перемещение самолёта вкратце можно описать следующим образом. Самолёт хвостом вперёд должен был на подвижной платформе перемещаться по рельсовому пути до тех пор, пока правая консоль крыла самолёта не приближалась к мачте корабля на минимальное расстояние. Затем платформа с установленным на ней самолётом поворачивалась относительно оси и одновременно платформа продвигалась далее в направлении носа корабля до тех пор, пока хвост самолёта не оказывался между мачтой и дымовой трубой. Затем платформа с самолётом поворачивалась далее и медленно перемещалась в направлении носовой оконечности корабля, двигаясь мимо дымовой трубы. В итоге самолёт перемещали к катапульте установленной в носовой оконечности корабля уже носом вперёд.

Рис.17 Основные элементы конструкции катапульты производства компании Ernst Heinkel. Flugzeugwerke, G.m.b.H., Варнемюнде: a – резервуар со сжатым воздухом; b – главный вентиль; c – рабочий цилиндр; d – поршень; e – труба дросселя; f – шток поршня; g – шесть шкивов для тросов; h – стартовый трос; i – отверстия в рабочем цилиндре; k – тормозные колодки для торможения стартовой тележки l

В отличии он многих мнений, которые подвергали сомнению как хорошую работу отдельных устройств, было установлено, что маневрирование в открытом море могло выполняться достаточно хорошо и что установленное на корабле оборудование отвечало своему предназначению и было пригодно для использования. Неприятные сюрпризы, которые можно было бы ожидать, полностью отсутствовали.

После того как испытания на корабле «Westfalen» в Атлантике были успешно завершены, в Германии результаты испытаний были тщательно изучены и различные переделки, которые поначалу считали временными изменениями в конструкции, были приняты в окончательном виде.

В начале октября 1933 года в Южной Атлантике были еще раз проведены испытания, результаты которых были удовлетворительными, и с 3 февраля 1934 года была организована регулярная перевозка почты. В начале график перевозок был подобран таким образом, чтобы исключить ночные полёты. Однако затем было решено осуществлять перевозки и в ночное время для того, чтобы служба доставки почты могла работать круглосуточной. Продолжительность полета Штутгарта или Берлина до Южной Атлантики и обратно была установлена в 5 дней, однако почти в каждом полёте это время сокращалось. Это обеспечивало временной лаг, позволявший избежать каких-либо нарушений регламента полётов. В итоге удалось выполнять перелёты в обоих направлениях – как по ветру так и против него – в течении менее чем трех дней.

Источник: «Flugstützpunkt «Westfalen». Für die Flugverbindung Deutschland-Südamerika» «Luftfahrt International» 11