Один из краеугольных камней немецкого авиастроения. Легкий спортивный самолет Bäumer B II Sausewind Часть 1

Статья члена Общества истории немецкой авиации (Arbeitsgemeinschaft Deutsche Luftfahrthistorik) Гюнтера Фроста (Günter Frost) «Die Geburt einer Legende» из журнала «Luftfahrt international» 6/1980 была переведена уважаемым коллегой NF и немного доработана мной. Перевод был выполнен в марте 2017 года.

Предисловие редакции: Примерно через месяц исполнится ровно 55 лет как самолет Bäumer Sausewind впервые поднялся в небо. Через несколько недель после этой даты данный самолёт был готов к участию во вторых больших национальных соревнованиях, на которых Sausewind подтвердил свои выдающиеся качества. Этого было достаточно для того, чтобы стать одним из наиболее передовых спортивных самолётов того времени.

Содержание:

В связи с этим мы хотим также рассказать о судьбе четырех построенных экземплярах самолёта Sausewind. Благодаря изучению обширной документации и посвященной авиации периодической печати тех лет стало возможным заменить предположения на конкретные сведения и исправить имевшие ранее место ошибки, которые попали в опубликованные материалы, посвященные самолетам и компании об Bäumer Aero GmbH (Bäumer).

Относительно подробностей, касающихся истории компании Bäumer и прочих типов разработанных ею летательных аппаратов, в данной статье будет опубликована только часть сведений, поскольку в настоящий момент готовится обширная монография о разработках компании Bäumer. Эта монография будет включать в себя описание всех самолетов, начиная Bäumer B I и заканчивая B VII, и будет содержать все имеющиеся материалы о компании Bäumer Aero GmbH.

Данная статья содержит в себе информацию о первом экземпляре спортивного самолета Sausewind в варианте B II. В наших более поздних материалах будет рассказано о дальнейших разработках вариантов B IV и B IVa.

Путь к созданию спортивного самолета Sausewind

В июле 1924 года в известной ежедневной берлинской газете «B.Z. am Mittag», владельцы которой братья Ульштайн (Ullstein) были страстными поклонниками авиации, появилось интересное объявление. В нем было сказано, что владельцы газеты планируют организовать в 1925 году авиационные гонки над территорией Германии – Deutschen Rundflug 1925. Соревнования должны были проходить по маршруту с замкнутым контуром и победитель получал приз в размере 100 000 марок. Подобные авиационные гонки уже были в истории Германии и проходили на заре авиации в 1911 году.

Для того чтобы еще более заинтересовать потенциальных участников этого соревнования было заявлено о «призе Бёльке» (Boelcke-Preis) и «призе Рихтгофена» (Richthofen-Preis) с общей суммой в 95 000 марок. Кроме этого к Deutschen Rundflug 1925 были присоединены другие состязания – «Соревнования Отто Лилиенталя» (Otto-Lilienthal-Wettbewerb), в ходе которых представители DVL (Немецкое ведомство по надзору за летательными аппаратами) проводили эксплуатационные испытания машин-участников Deutschen Rundflug 1925. Призовой фонд Otto-Lilienthal-Wettbewerb был равен 105 000 марок.

В декабре 1924 года были опубликованы условия для участия в Deutschen Rundflug 1925. Начало соревнований было запланировано на 31 мая 1925 года. В авиационных гонках мог принять участие любой немецкий самолет, допущенный до соревнований представителями DVL. В зависимости от мощности двигателей самолеты, принимавшие участие в этих авиагонках, были разделены на 3 класса: группа A (мощность двигателя до 40 л.с.), группа B (до 80 л.с.) и группа C (до 120 л.с.).

В авиастроительной компании Bäumer Aero GmbH после тщательной проверки условий участия в Deutschen Rundflug 1925 и взвешивания всех шансов было принято решение предпринять участие в авиагонках на самолете собственной конструкции. Призовой фонд за победу в этом соревновании стал бы для молодой компании отличной возможностью сделать её известной, прорекламировать ее продукцию и в дальнейшем получить заказы.

В сравнительно короткие сроки под обозначением B II был разработан проект легкого самолета с хорошо продуманной аэродинамикой и низкорасположенным крылом. За свои обтекаемые формы и в надежде на отличные летные качества самолет получил имя Sausewind (ветрогон). Ответственными за разработку данного проекта были братья Зигфрид и Вальтер Гюнтеры.

Как уже упоминалось, аэродинамика данного самолета была тщательно продумана. Фюзеляж, имевший трехугольно-овальное поперечное сечение, был узким, консоли крыла и хвостовое оперение получили эллиптичную в виде сверху форму, что также снижало аэродинамическое сопротивление. Тут впервые были использованы выполненные в форме эллипса крыло и оперение, являвшиеся до конца 1930-х годов отличительным признаком всех летательных аппаратов спроектированных братьями Гюнтер (He 70, He 111, He 112 и прочие).

Детальной проработкой конструкции занимались Вальтер Мертенс (Walter Mertens) и В. Мейер-Кассель (W. Meyer-Kassel) – два молодых инженера, которые вместе с братьями Гюнтер после завершения учебы в высшей технической школе пошли работать на авиастроительную Bäumer. Во время проектирования самолета в его конструкцию был заложен коэффициент перегрузки 11, который теоретически позволял спортивному самолету Sausewind выполнять фигуры высшего пилотажа.

Для снижения величины нежелательного аэродинамического сопротивления все толкающие штоки системы управления были расположены внутри крыла и фюзеляжа. Сиденья летчика и сопровождавшего его второго члена экипажа располагались в фюзеляже очень низко и вырезы в фюзеляже для размещения членов экипажа были на столько узкими, что можно было приподниматься только располагая тело прямо. Головы обоих членов экипажа только немного возвышались над верхней частью фюзеляжа. Однако следует отметить, что такая совершенная с точки зрения аэродинамики конструкция фюзеляжа имела явный недостаток, поскольку в случае необходимости покинуть самолет с парашютами вряд ли представилось бы возможным.

Особое внимание в конструкции фюзеляжа было уделено легкости сборки/разборки хвостового оперения и консолей крыла самолета. Киль и каждая из консолей крыла и стабилизатора крепились к фюзеляжу при помощи всего лишь двух болтов. Каждый из рулей высоты и направления мог быть установлен завинчиванием двух болтов. Доступ ко всем крепежным болтам осуществлялся изнутри конструкции.

Шасси не имело межколесной оси, наличие которой могло привести к капотированию машины на взлетно-посадочной полосе с растущей на ней высокой травой. Каждое из колес было установлено на своей собственной оси, и каждая стойка крепилась к корневой части консоли крыла и фюзеляжу при помощи трех опор. Амортизация шасси полностью располагалась внутри конструкции консолей крыла, что так же позволяло снизить величину аэродинамического сопротивления.

Вертикальное и горизонтальное оперения не имели обычных отклоняющихся рулевых поверхностей (рулей высоты и направления); также вертикальное и горизонтальное оперения не имели ни весовой, ни аэродинамической компенсации. Цельноповоротные вертикальное и горизонтальное оперения обеспечивали некоторое снижение веса и сопротивления поверхностей по сравнению с обычными комбинациями фиксированной и отклоняющейся поверхностей оперения. Также следует сказать, что такое оперение было меньше по своим размерам и имело меньшую устойчивость.

Некоторые проблемы возникли при выборе подходящего для этого самолета двигателя, который должен был иметь мощность в районе 60 л.с.. Из соображений снижения веса выбор был сделан в пользу радиальных двигателей воздушного охлаждения. Одновременно братья Гюнтер занялись поиском рядного двигателя со сравнительно низкой площадью поперечного сечения, но таких двигателей в 1924/1925-х годах еще не имелось и как следствие было решено использовать американский трехцилиндровый радиальный двигатель воздушного охлаждения Wright L4 Gale, развивавший мощность 60/65 л.с..

Этот двигатель представлял собой проверенную и надежную конструкцию, вышедшую на рынок еще в 1920 году тогда еще под маркой производителя – компании Lawrence. У этой силовой установки аэродинамическое сопротивление было меньше, чем у пятицилиндровых радиальных двигателей сопоставимой мощности и к тому же удельный вес этой силовой установки в классе 60 л.с. был меньше, чем у тогдашних европейских авиамоторов. Единственным недостатком трехцилиндрового исполнения была худшая, чем у пятицилиндровых двигателей балансировка и, как следствие этого, относительно больший шум при работе («шероховатый ход»).

Диаметр и угол атаки воздушного винта компании Heine был заботливо подобран под обороты двигателя (1800 об/мин.) и это обеспечивало хорошую эффективность воздушного винта и наилучшую тягу.

Новаторская конструкция

Если оглянуться назад, то можно сказать, что легкий спортивный самолет Sausewind был одной из наиболее передовых машин своего времени. Значительное внимание к низкоплану компании Bäumer в связанных с авиастроением кругах возникло после того, как в годовом докладе WGL за 1925 год доктор технических наук Георг Маделунг (Dr. Ing. Georg Madelung), занимавший тогда пост руководителя авиационного отдела DVL и являвшийся членом правления WGL, следующим образом оценил Sausewind:

«Формы самолета очень близки к совершенным. Можно обратить внимание как три цилиндра двигателя почти полностью исчезают обтекающих фюзеляж в потоках воздуха. Такое возможно далеко не с каждым авиационным двигателем воздушного охлаждения. У легкого самолета Sausewind такое стало возможным только потому, что у двигателя Wright L4, имеется достаточно места между воздушным винтом и цилиндрами двигателя. За двигателем располагаются система зажигания и другое вспомогательное оборудование. Головки цилиндров двигателя у данного самолета расположены очень своеобразно, благодаря чему удалось избежать прокладки рядом трубопроводов. Можно сравнить размещение двигателя воздушного охлаждения на этом самолете с менее тщательно продуманными размещениями, у проектантов которых на первый план выходили только эксплуатационные требования! К сожалению, до сих пор важности вписывания двигателя в конструкцию фюзеляжа самолета не придается должного внимания. В конструкции самолета переход от трехстороннего со скругленными выступами шпангоута, к которому крепится двигатель, к трехстороннему главному шпангоуту сделан превосходно. К нижним углам мидель-шпангоута крепятся корневые части консолей крыла, а верхний плавно переходит в защитный козырек перед сиденьем летчика и затем, скругляясь, идет от фюзеляжа к хвостовому оперению».

Что же касается летных характеристик B II, то в сделанном компанией Bäumer Aero техническом конструкции было отмечено следующее:

«Моноплан Sausewind является скоростным спортивным самолетом. Он хорошо подходит для пилотов, которые летали на истребителях и которые хотят удовлетворить свою страсть к скорости».

По своим летным характеристикам Bäumer B II  был ближе к истребителям, нежели к спортивным самолетам. Управление было очень чувствительным, и машина реагировала на малейшие перемещения органов управления, хотя это делалось без излишних «нервов». Причиной чувствительного управления были цельноповоротные горизонтальное и вертикальное оперение с отсутствием стабилизатора и киля. Стоило отпустить штурвал, как Sausewind сразу же опускал нос вниз. Таким же образом самолет реагировал и на снижение скорости ниже минимально допустимой. Простые фигуры высшего пилотажа, такие как, например, петля Нестерова, выполнялись легко, из штопора самолет выходил без проблем. Однако появившиеся позднее фигуры высшего пилотажа с большой нагрузкой на планер самолета (как, например, обратная петля Нестерова Looping nach vorn), для этой машины уже не подходили.

Посадка с относительно высокой по тем временам скоростью не вызывала сложности при касании самолетом поверхности земли. Во время захода на посадку Sausewind хорошо выдерживал траекторию и выполнял посадку с одновременным касанием земли колесами основных стоек шасси и хвостовым костылем (посадка на три точки). Обзор вперед непосредственно перед касанием поверхности земли и при пробеге по взлетно-посадочной полосе аэродрома был несколько ограничен из-за высоко задранного носа самолета и из-за узких вырезов под место расположения сиденья пилота.

Был построен только один самолет в варианте B II. Все последовавшие затем машины Sausewind принадлежали к последующим вариантам B IV и B IVa.

Участие B II в соревнованиях Deutschen Rundflug 1925

Постройка первой машины (заводской номер 101) началась в январе 1925 года. 16 февраля представители DVL провели первый контроль постройки самолета. В конце февраля консоли крыла были почти готовы, также был почти готов силовой набор фюзеляжа. Небольшой коллектив работал в дневные и ночные смены для того, чтобы успеть закончить сборку самолета и подготовить его для участия в соревнованиях Deutschen Rundflug 1925. Параллельно с B II велась сборка биплана B III.

2 мая планер B II был собран, и теперь сотрудники компании лишь ожидали получения двигателя Wright. Первый полет состоялся в последнюю неделю мая. 29 мая 1925 года Пауль Боймер (Paul Bäumer) перелетел на спортивном самолете Sausewind, получившем предварительный номер гражданской регистрации D-639, в Берлин.

Через 2 дня начались соревнования Deutsche Rundflug 1925, во время которых самолетам было необходимо преодолеть замкнутый маршрут протяженностью около 5 300 км. Авиационные гонки включали в себя пять этапов, каждый продолжительностью по два дня. Каждый из этапов соревнования начинался с вылета из берлинского аэропорта Темпельхоф. Самолеты летели по маршруту, представлявшему собой полосу над территорией Германии, и возвращались обратно в Берлин. Этапы соревнований проходили над разными частями страны.

К сожалению для Боймера его участие в авиационных гонках не обошлось без неполадок: сразу же на первом этапе – 31 мая в 09:45 – самолет пришлось посадить в четырех километрах восточнее Мюнстера из-за обрыва трубки бензопровода. Аварийная посадка была выполнена без повреждений самолета и после ремонта Пауль Боймер продолжил полет и в 18:26 сел в Темпельхофе. На прохождение первого этапа авиагонок общей протяженностью 970 километров Боймером было потрачено – с учетом остановки в пути следования и ремонта бензопровода – 13 часов и 30 минут.

2 июня взлетом самолетов в Темпельхофе начался второй этап соревнования протяженностью 1130 км. И на этом этапе соревнования почти вскоре после взлета Боймеру пришлось выполнить аварийную посадку примерно в 9 километрах к северу от Бранденбурга. Как и в прошлый раз, причиной вынужденной посадки был обрыв трубки бензопровода. Завершить второй этап соревнований Боймер смог только на следующий день, когда в 19:48 совершил посадку на аэродроме Темпельхоф.

Во время третьего – 1140 километрового – этапа, старт которому был дан 4 июня, Боймеру опять не повезло. Плохая погода задержала его, и Боймер смог вернуться в Темпельхоф лишь 5 июня в полдень. Но зато на двух последних этапах соревнований Боймер смог установить обещанные рекордаю

Четвертый этап соревнований начался 6 июня. Протяженность этого маршрута с промежуточными посадками в Нюрнберг-Фюрте (Nürnberg-Fürth) и Хофе (Hof) была равна 1070 км. Этот этап соревнований Пауль Боймер преодолел за 8 часов 15 минут, совершив посадку в Темпельхофе в 12:42; средняя скорость полета на этом этапе соревнования была равна 130 км/ч!

«Боймер все правильно подготовил для того чтобы после утреннего кофе в Берлине прилететь к завтраку в Мюнхен и после завтрака успеть к обеду в Берлин»

– писал восторженный комментатор одной из ежедневных газет того времени. Через два дня Пауль Боймер преодолел последний этап соревнований протяженностью в 1034 километров за рекордное время 8 часов и 8 минут. И это несмотря на ремонт шасси в Бреслау!

Обоих установленных на последних этапах соревнования рекордов оказалось недостаточно для того, чтобы компенсировать потери времени на трех первых этапах. Вследствие этого Боймер и его самолет (номер гражданской регистрации D-639) по итогам гонок заняли только второе место в группе «В», получив приз в размере 15000 марок. Общее время, затраченное Боймером на полет по всем пяти этапам соревнований, было равно 91 час 12 минут. Для сравнения занявший первое место в группе «B» Хохмут (Hochmuth) на самолете Udet U 10 (номер гражданской регистрации D-660), затратил на прохождение всех этапов соревнований только 63 часа 4 минуты, т.е. почти на треть меньше.

Установленный на моноплане Sausewind двигатель Wright был подвергнут некоторой критике, поскольку в ряде сообщений было упомянуто о его неполадках на борту B II. Система зажигания, карбюратор и система смазки не создавали повода для высказывания претензий. Замена свечей зажигания была редкой, а другие детали двигателя вообще не требовали замены. Также L4 при длительной работе на холостых оборотах не выбрасывал моторное масло, что было типично для авиационных двигателей того времени, и запускался без каких-либо проблем. Данные пункты подчеркивались особо, что позволяет сделать вывод, что у большинства двигателей того времени это было слабым местом. Тем не менее, систематические недостатки двигателя Wright не были оставлены без внимания: очень большой шум при работе. Сильная вибрация двигателя снова и снова приводила к обрывам топливопровода, в результате чего самолет приходилось аварийно сажать для ремонта.

Участие B II в Соревнования Отто Лилиенталя

10 июня 1925 года Пауль Боймер вернулся в Гамбург. Спортивный самолет B II был перебран, и 28 июня он был отправлен в Берлин Berlin для участия в соревнованиях Отто Лилиенталя. Данные состязания проходили в Адлерсхофе с 15 июня до 23 июля 1925 года.

«Из самолетов класса «В» в соревновании принимали участие Bäumer B II – пилот Bäumer, Udet U 10-пилоты Kern и Hochmuth, Albatros L 68-пилот von Richthofen. Ожидалось что самолет Bäumer-а с особо тщательно проработанной аэродинамикой в этом классе будет лучшим. Этот самолет действительно получил лучшие оценки за высокую скорость полета и достигнутую высоту. Но при взлетах протяженность разбега оказалась больше чем у любого другого самолета в этом классе».

Регламент соревнований был объявлен аэроклубам Германии незадолго до первого старта Bäumer B II. Самолеты при взлете должны были пролететь над условным препятствием, расположенным на высоте 8 метров перпендикулярно направлению его полета. Лучшие оценки за этот этап соревнований получал самолет, которому для разбега и пролета над установленным на его пути препятствием и, наоборот, при посадке до полной остановки на взлетно-посадочной полосе требовалось наименьшее расстояние. В данном этапе состязаний B II Sausewind со своей высокой удельной нагрузкой на несущую поверхность, естественно, уступал другим участникам.

Д.т.н. Георг Маделунг в годовом докладе WGL за 1925 год обобщил результаты соревнований Otto-Lilienthal-Wettbewerb следующим образом:

«На фоне остальных самолетов выделяется специальный самолет B II. Его абсолютная максимальная горизонтальная скорость на 29 км/ч превосходит скорость самого быстрого самолета. Его практический потолок превосходит потолок следующего за ним самолета на абсолютную величину в 660 метров. Также B II имеет и лучшую скороподъемность, но при этом его удельная нагрузка на мощность в 8,7 кг/л.с.. Его относительные нагрузки и вес пустого самолета (58 %) являются совершенно нормальными. Только удельная нагрузка на несущую поверхность (46 кг/м²) больше чем у остальных самолетов-участников данных соревнований, но тем не менее она ниже, чем у известных гражданских или у боевых самолетов».

Д.т.н. Маделунг считал, что хорошие летные характеристики спортивного самолета Sausewind были получены за счет удачной формы планера фюзеляжа и за счет более высокого КПД воздушного винта, чем у конкурентов. Он подчеркивал, что большую роль играют отсутствие массивного лобового радиатора, выступающих в поток воздуха неуклюжих головок, а также удачно подобранные обороты воздушного винта.

Соревнования Отто Лилиенталя завершились победой самолета Пауля Боймера в категориях «максимальная скорость горизонтального полета» и «предельная высота подъема» и занятием вторых мест в категориях «скороподъемность» и «полезная нагрузка». По окончании соревнований самолету Боймера был присужден приз в размере 11500 марок.

Хорошие результаты, достигнутые спортивным самолетом B II в обоих соревнованиях, привели к покупке машины Имперским министерством путей сообщения (Reichsverkehrsministerium – RVM). В середине сентября 1925 года – после того 6 сентября 1925 года Боймер представил B II (D-639) на одной авиационной выставке в Гельзенкирхене (Gelsenkirchen) – этот самолет перешел во владение в DVS Staaken.

Под управлением пилота DVS Германна Штайндорфа (Hermann Steindorf) Sausewind учувствовал в соревнованиях Sachsenrundflug 1925 (полет по замкнутому контуру над Саксонией). Участники этих состязаний должны были пролететь на как можно более высокой скорости по маршруту Хемниц (Chemnitz) – Плауэн (Plauen) – Лейпциг – Баутцен (Bautzen) – Циттау (Zittau) – Дрезден – Хемниц. Данные авиагонки оказались для Штайндорфа очень неудачным: 19 сентября 1925 года после прохождения Плауэна (примерно 70 км) у двигателя B II возникли неполадки. Штайндорф был вынужден совершить аварийную посадку, в результате которой самолет получил тяжелые повреждения и от дальнейшего участия в соревнованиях пришлось отказаться.

Поскольку после сентября 1925 года о D-639 не упоминалось, то вполне возможно предположить, что самолет восстанавливать не стали.

О дальнейшем развитии спортивного самолета Sausewind мы расскажем в следующем выпуске нашего журнала. Там будут изложены технические характеристики всех самолетов, относящихся к типу Sausewind, а также будут указаны источники, которые были использованы при подготовке статей.

Примечание: Все данные, которые могут содержать в себе неопределенность, отмечены курсивом и выделены зеленым цветом.

Изображения:

• Титульная виньетка: из заголовка письма компании Bäumer Aero GmbH, 1929 (архив фон Лангсдорффа [v. Langsdorff])
• Чертежи: автор статьи
• Фотографии: фон Лангсдорфф (2), все остальные принадлежат автору