Опытный истребитель Arado Ar 80. Германия
Arado Ar 80 был истребителем, созданным перед Второй Мировой войной компанией Arado Flugzeugwerke для участие в первом крупном конкурсе, организованном Luftwaffe. Ar 80 показал довольно низкие летные характеристики и претерпел ряд неудачи. В итоге победителем конкурса стал Messerschmitt Bf 109, а прототипы Ar 80 закончили свои дни в качестве летающих лабораторий.
Содержание:
Проектирование и разработка
С приходом в феврале 1933 года нацистов к власти был введен в действие план значительного расширения военно-воздухных сил (Luftwaffe). Новое и в высшей степени политизированное Имперское министерство авиации (Reichsluftfahrtministerium — RLM) потребовало от крупных промышленных компаний сотрудничества, сохраняя, насколько это возможно, это в секрете. Компания Arado Flugzeugwerke под руководством Эрика Серно (Erich Serno) и Феликса Вагенфюра (Felix Wagenführ) во многом перестала конструировать самолеты, перейдя на производство машин других фирм.
Тем не менее, компания смогла создать истребитель-биплан Ar 65, на который и последовавшую за ним модель Ar 68, было сделано несколько заказов. Эта машина сделала Arado одной из немногих компаний, имевших опыт проектирования и создания истребителей, который был принят во внимание в последующих разработках.
В течение 1933 года Технический департамент (Technisches Amt) RLM заключил ряд контрактов на проведение научно-исследовательских работ по определению облика будущего самолета-истребителя. Одной из таких проектов был одноместный цельнометаллический истребитель Rüstungsflugzeug IV (R-IV), который должен был заменить состоявшие на вооружении бипланы Arado Ar 64 и Heinkel He 60.
Самолет на высоте 6000 метров в течение 20 минут должен был развивать скорость 400 км/ч, а время пребывания в воздухе должно было состовлять не менее 90 минут. В качестве силовой установки предусматривался новый двигатель Junkers Jumo 210. Вооружение должно было состоять как минимум из трех пулеметов с боезапасом 1000 патронов на ствол или одну 20-мм пушку с боезапасом 200 снарядов. От нового самолета требовалась удельная нагрузка на крыло не более 100 кг/м²; значение данного параметра рассматривалось в качестве лакмусовой бумажки способностьи самолета выполнять виражи и наборы высоты. Для проектируемого самолета были определены следующие приоритеты (в порядке убывания): скорость горизонтального полёта, скороподъемность и маневренность. В октябре 1933 года Герман Геринг (Hermann Göring) разослал письмо с просьбой начать работы над
«высокоскоростным курьерским самолетом».
В мае 1934 года запрос на R-IV был разослан и был сделан официальным. В дополнение к компаниям Heinkel и Arado в конкурсе приняли участие Focke-Wulf и Bayerische Flugzeugwerk. Каждая из компаний к концу 1934 года должна была представить на совместные испытания по три прототипа.
Хотя официально главный конструктором компании Arado был Блуме (Blume), на ранней стаддии большую часть проектных работ выполнил Ретель (Rethel). Ретель был хорошо осведомлен о преимуществах и недостатках монококовых конструкций, но компания Arado никогда не работала с ними, вследствие чего она находилась в явно невыгодном положении по сравнению с компанией Heinkel, которая в 1932 году использовала монокок в конструкции своего He 70 Blitz.
Однако Ретель считал, что он в состоянии построить самолет с монококовым фюзеляжем, причем использовать методы, благодаря которым изготавливать самолет будет легче и быстрее, чем при использовании технолигий, применявшихся в других компаниях. Его решением было использование двух комплектов пластин обшивки, образовывавших длинные полосы, тянувшиеся от кабины пилота к концу фюзеляжа.
3 элемент конструкции фюзеляжа Ar 80
Первый набор пластин представлял собой профилированные стрингеры и имел примерно форму буквы “С”, где малые фланцы на открытых концах “С” могли быть легко приклепаны к ободам переборок. С помощью этой системы Ретель смог устранить еще один элемент внутренней структуры — вспомогательные стрингеры, которые обычно были размещены между переборками. Для этих целей он воспользовался вторым набором листов, которые были плоскими и могли легко сгибаться вперед и назад. Из этих плоских листов были вырезаны куски каплевидной формы — широкие в передней части и узкие в хвостовой, — которые были вставлены между профилированными стрингерами. Подобная система позволяла получить не только “идеальную” аэродинамику, но (в теории) должна была облегчить и упростить производство. Данная система выглядела столь многообещающе, что остальные части конструкции самолета было решено построить с использованием более традиционных технологий. Эти элементы конструкции должны были получиться более тяжелыми, но считалось, что экономия веса в фюзеляже должна компенсировать данное утяжеление.
Остальная часть самолета была обычной. Свободнонесущее хвостовое оперение и аэродинамически сбалансированные поверхности управления были разработаны в стиле, ставшим для компании Arado традиционным и заключавшемся в размещении киля спереди стабилизатора. Чтобы избежать усложнения механизма регулировки угла атаки стабилизатора фюзеляж был сделан очень длинным и как следствие для обеспечения размещения центра тяжести в необходимом с точки зрения управляемости диапазоне открытая согласно требованиям Технического департамента кабина пилота располагалась достаточно далеко от носа машины. Центральная часть фюзеляжа, к которой сзади крепилась металлическая хвостовая оболочка, а спереди съемная моторама, была изготовлена из стальных труб в виде неразъемной конструкции и включала в свой состав центроплан крыла.
Центроплан крыла изготавливались из стальных труб со съемной обшивкой из листов алюминия. Консоли крыла имели два лонжерона и алюминиевые нервюры; обшивка в верхней части консолей была алюминиевой, а в нижней — полотняной. Закрылки и элероны подобно рулям высоты и направления имели полотняную обшивку. Как и в проектах компании Heinkel для сокращения длины основных стоек шасси крыло включало изгиб в виде обратной чайки. Однако в отличие от машин братье Гюнтер (Günter), предпочитавших сложные эллиптические формы, центроплан машины компании Arado имел прямые переднюю и заднюю кромки.
Для того чтобы избежать разрезания нервюр консолей механизмом уборки шасси конструктором Ретелем было принято решение убирать шасси непосредственно назад. Данная схема походила на использовавшуюся в конструкции американтского истребителя Curtiss P-36 Hawk: чтобы лечь плашмя колеса основных стоек шасси при уборке должны были повернуться на 90°. Изначально механизм уборки должен был приводиться в действие компрессорным двигателем, приводившим в движение винтовую и червячную передачи. Позднее планировалось применить механизм уборки с электроприводом, но в итоге остановились на гидравлике.
Cхемы прототипов Ar 80
Cхемы прототипа Arado Ar 80 V2
В механизме уборки основных стоек шасси Ретель разместил гидравлический амортизатор внутри трубы большего диаметра, которая была установлена на центре вращения, размещенного на нижней пережней кромке коробчатого лонжерона. Во время уборки небольшой кронштейн должен был тянуть рычаг, установленный на гидравлическом амортизаторе и поворачивающий стойку внтри трубы большего диаметра.
Силовая установка самолета должна была состоять из двигателя Jumo 210, вращавшего двухлопастный деревянный винт фиксированного шага. однако до начала конкурса этот двигатель не был готов, и чтобы заполнить эту брешь конкурсанты обратили свои взоры на другие моторы. В данном случае компания Arado имела преимущество, поскольку она уже приобрела 525-сильный английский двигатель Rolls-Royce Kestrel VI для установки его на разработанном ею истребителе Ar 67. Однако этот двигатель имел наддув меньше оптимального, что привело к снижению характеристик Ar 67.
Самолет, известный теперь как Ar 80, был закончен уже без помощи Ретеля, который покинул Arado и поступил на службу в Bayerische Flugzeugwerke AG (BFW). Ответственным за проект стал Блюме.
Прототипы и испытания
Первый прототип V1 впервые поднялся в воздух весной 1935 года, став одинм из первых самолетов конкурса, сделавших это. Тем не менее, несколько недель спустя один из летчиков-испытателей компании на малой высоте потерял управление, и V1 пришлось списать.
Шасси в течение этих нескольких недель показало себя источником постоянных проблем. При уборке стойки оставались полузакрытыми, но, к счастью, во время посадки возвращались в выпущенное положение. Неоднократные попытки решить эту проблему оказались бесплодными, поскольку когда в ангаре самолет устанавливался на подпорки система уборки всегда работала безупречно. В конце концов было установлено, что в полете давление воздуха на передней стойки заклинивало гидравлические амортизаторы так, что они не могли поворачиваться.
Еще одной проблемой, обнаруженной в ходе постройки V1, стало то, что примененная Ретелем технология изготовления моноконовых конструкций привела к тому, что эта секция фюзеляжа оказалась значительно тяжелее расчетной. Часть этой проблемы лежала в самой конструкции, поскольку листы обшивки, тянувшиеся вдоль фюзеляжа, имели неизменную толщину, соответствующую толщине в самом нагруженном участке. В отличие от технологии Ретеля более традиционные конструкции могли в различных местах использовать более тяжелый или легкий сортамент. Однако основная проблема технологии Ретеля заключась в том, что конструкция требовала количества заклепок значительно большего, чем ожидалось. В результате этого самолет имел избыточный вес.
В компании Arado старались как можно быстрее завершить постройку прототипа V2, но поставка двигателя Jumo задерживалась. Для того, чтобы дать участникам конкурса хоть какой двигатель, RLM закупило у компании Rolls-Royce четыре 695-сильных двигателя Kestrel V. Хотя в своей основе Kestrel V был схож с двигателем Kestrel VI, он имел немного лучший наддув и на тот момент был фактически самым мощным рядным двигателем. Различные авиастроительные компании боролись изо всех сил за получение этих двигателей для установки их на свои прототипы. Возможно, что некоторое представление о будущих результатах можно увидеть в том, что BFW получила два двигателя, Arado и Heinkel по одному, а компания Focke-Wulf вовсе не получила двигатель.
Прототип Arado Ar 80 V2
Прототип Arado Ar 80 V2
Прототип Arado Ar 80 V2
Прототип Arado Ar 80 V2
К осени 1937 года установка двигателя Kestrel была завершена, после чего начались заводские испытания, в ходе которых механизм уборки шасси вновь показал проблемы в работе. Блуме сразу же во всем обвинил Ретеля, заявив, что с самого начала скептически относился к его проекту. Блуме решил, что снижение летных характеристик, связанных с неубирающимся шасси, будет компенсировано меньшим весом и простотой конструкции. Таким образом Ar 80 вернулся к столь характерным для бипланов хорошо обтекаемым стойкам. При переделке шасси были потеряны несколько месяцев.
вариант окраски Arado Ar 80 V2
Однако использование неубирающегося шасси не оправдало ожиданий, и вес пустого самолета, составлявший 1630 кг, на 16% превосходил проектную величину. С полной нагрузкой (но без вооружения) самолет весил 2100 кг, что делало недостаточно тяговооруженным даже с двигателем Kestrel V. Сопротивление также оказалось выше, чем ожидалось. Поэтому не стоит удивляться, что летные характеристики оказались крайне разочаровывающими; так, например, максимальная скорость составила всего 410 км/ч.
модель Arado Ar 80 V2
В начале 1936 года двигатели Jumo, наконец, были получены. Хотя Jumo 210 имел меньшую взлетную мощность, чем Kestrel, но на высоте их характеристики были сопоставимы. На больших высотахскорость самолета с этим двигателем возросла, тогда как на малых высотах характеристики скорости и скороподъемности просели. В компании Arado утверждали, что установка винта с постоянным числом оборотов приведет к увеличению скорости до 425 км/ч, но до до отправки на совместные испытания попытки установить его на саомлет сделано не было.
Хотя Ar 80 был одним из первых взлетевших самолетов, продолжавшиеся проблемы с шасси и поставкой двигателя привели к тому, что машина на совместные испытания машин компаний-участниц прибыла последней. 8 февраля 1936 года самолет был доставлен в Травемюнде (Travëmunde), а затем в марте был отправлен на аэродром Рехлин-Ларц (Rechlin-Lärz), где уже находились остальные самолеты. Вскоре стало ясно, что у Ar 80 V2 нет никаких шансов против самолетов компаний Heinkel и BFW, о чем спустя месяц компании Arado стало официально известно.
К этому моменту было закончено изотовление прототипа Ar 80 V3. В попыттке сохранить вес в конструкции крыла самолета была удалена обратная чайка, сделав центроплан “плоским” с углом поперечного V = 0°, что привело у небольшому удлинению основных стоек шасси. В качестве силовой установки Ar 80 V3 получил двигатель Jumo 210C, приводивший в движение винт с постоянным числом оборотов и разгонявший самолет до 415 км/ч. Однако к этому времени RLM уже отказался от машин Ar 80, и поэтому самолет не был отправлен на испытания и остался на заводе компании Arado.
В 1937 году Ar 80 V3 был восстановлен для участия в ряде летных экспериментов в качестве летающей лаборатории. Самолет получил расположенное за пилотом второе сиденье для наблюдателя и также был добавлен закрытый фонарь кабины. Ar 80 V3 был использован для испытаний стреляющей сквозь втулку винта 20-мм пушки, став, таким образом, первым немецким пушечным истребителем. Эта система, получившая название “motorkanone”, впервые использовалась на французском истребителе Первой Мировой войны SPAD S.XII (оснащался стрелявшей картечью 37-мм пушкой), а в годы Второй Мировой войны стала стандартной для большинства немецких истребителей, оснащавщихся рядными двигателями.
Arado Ar 80 V3 (D-IPBN), доработанный в двухместный вариант. Второе место предназначено для наблюдателя, задачей которого было проведение исследований в испытательных полетах, в частности, изучение работы закрылков фаулера, установленных на самолете в экспериментальных целях
В 1938 году Ar 80 V3 был вновь перестроен на этот раз для того, чтобы испытать новый вариант закрылков Фаулера, разработанный в компании Arado и предназначавшийся для установки на самолеты Ar 198 и Ar 240. Испытания показали, что закрылки были настолько эффективными, что распределение подъемной силы вдоль поверхности крыла радикально изменилось и дальнейшим изменением стало добавление к закрылкам “зависающих” элеронов. В таком виде испытани продолжались некоторое время, приведя к созданию “передвижного элерона Arado” и “посадочного закрылка Arado”.
ЛЕТНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Тип: истребитель
Экипаж: 1 человек
Силовая установка: один двенадцатицилиндровый рядный двигатель с жедкостным охлаждением
- Junkers Jumo 210C мощностью 640 л.с. на высоте 2700 метров
- Rolls-Royce Kestrel VI мощностью 525 л.с.
- Rolls-Royce Kestrel V мощностью 695 л.с. на взлете и 640 л.с. на высоте 14000 футов (4267 м)
Размеры¹:
размах крыла 10,89 м
длина 10,30 м
высота 2,65 м
площадь крыла 21,0 м²
Вес¹:
пустого 1642 кг
общий полетный 2125 кг
Летные характеристики¹:
максимальная скорость на высоте 2700 метров 415 км/ч
дальность 800 км
скороподъемность 9,5 м/с
Вооружение²:
2×7,92 мм пулемета MG17
- с двигателем Junkers Jumo 210C
- планировались к установке
источники:
- текст — http://en.wikipedia.org/wiki/Arado_Ar_80
- текст — Rudiger Kosin “The German Fighter since 1915”
- схемы и рисунки — http://www.airwar.ru/enc/fww2/ar80.html
