Опытный истребитель Messerschmitt P 1101. Германия

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

Предисловие

По инициативе отдела GL/R-E Имперского министерства авиации (RLM) в сентябре 1944 года представители фирм Blohm & Voss, Heinkel, Focke-Wulf и Messerschmitt собрались на совместное заседание в Обераммергау (Oberammergau), чтобы сравнить ТТХ разработанных ими по ранее выданному заданию проектов истребителей с турбореактивными силовыми установками. Фирме Messerschmitt были назначены следующие задачи:

1. Одноместный истребитель с турбореактивным двигателем, имеющий минимальные размеры и как можно более высокие ТТХ;
2. Истребитель с ТРД и с дополнительным ракетным двигателем, служащим для как можно более быстрого набора необходимой высоты и/или улучшения лётных характеристик во время боя. Дополнительно следовало предусмотреть возможность установки промежуточной секции в фюзеляже.
3. Разработка, в случае необходимости, варианта с экипажем увеличенным до двух человек путем установки в фюзеляже промежуточной секции. Предусмотреть возможность вместо второго члена экипажа разместить в этой дополнительной секции дополнительные вооружение, топливный бак или дополнительную силовую установку.

Рис.1. Трофейный P 1101 в Америке. MG151 — макеты

Проекты фирм Heinkel He P 1078C и Blohm & Voss P 212 уже были описаны.

Для более основательного сравнения разработанных проектов было решено вне зависимости от предложенных отдельными фирмами-разработчиками вариантов иметь в качестве вооружения две автоматические пушки МК-108 с боекомплектом 60 снарядов на ствол и запас топлива в 830 кг. Таким образом, были получены следующие веса:

Рис.2. Me 262, номер VI+AD, с удлиненным левым воздухозаборником для исследования потерь тяги у одномоторных скоростных реактивных истребителей с фюзеляжным размещением силовой установки

Рис.3. Экспериментальный самолет Messerschmitt P 1101 в процессе постройки

В основу веса крыльев было заложено требование иметь запас прочности 6,5g. По мнению задействованных в разработках данных проектов фирм проекты фирм Heinkel и Messerschmitt должны были развивать примерно равные скорости, при этом у проекта фирмы Messerschmitt из-за длинного воздухозаборника у силовой установки терялось примерно 2% тяги, что стало причиной снижения скорости на 10 км/ч. Проект фирмы Focke-Wulf имел скорость на 50–100 км/ч меньшую, чем у обоих своих конкурентов. Что касается деталей, то на высоте 6 км проекты истребителей должны были развивать следующие скорости:

Расчетные характеристики, полученные разработчиками

По мнению специалистов фирм Heinkel и Focke-Wulf расчётные скоростные данные были завышены. Специалисты фирмы Messerschmitt считали иначе. Они исходили из опыта, полученного при испытаниях Me 262 и Do 335 и считали, что благодаря дальнейшим доработкам проектов можно будет получить еще более высокие показатели скорости.

Просчитанные значения несколько отличались от данных самих проектов. Поэтому мы хотели бы рассмотреть наиболее важные значения таких параметров, как размеры и вес:

Независимо от ожидаемых по результатам ведущихся разработок решений RLM, профессор Мессершмитт выдал указание руководителю отдела В. Фойгту (W. Voigt) на разработку еще одного проекта истребителя, получившего обозначение Р 1101. Самолёт должен был представлять собой одноместный истребитель с турбореактивной силовой установкой. В конечном итоге было принято решение уставить на него HeS 011, и разработка окончательного варианта истребителя велась под этот двигатель. Первые экспериментальные самолёты предусматривалось использовать исключительно для исследований полётов на больших скоростях. Также одновременно эти самолёты должны были служить в качестве опытных образцов для возможного серийного производства. Для скорейшей передачи первого самолёта на испытания многие детали и целые элементы конструкции без каких либо изменений или с минимальными доработками были взяты от Ме 262.

Первые опытные самолёты должны были подтвердить возможность внесения дальнейших изменений в конструкцию крыла, фюзеляжа и хвостового оперения. При разработке проекта были учтены требования RLM в отношении серийного варианта. Для получения как можно более высоких ЛТХ в конструкции самолёта и при изготовлении были приняты самые высокие требования к культуре производства, которые ранее в других самолётах фирмы Messerschmitt еще не применялись.

Экспериментальный самолёт предусматривалось использовать для изучения свойств крыла с большой стреловидностью (без учетa влияния гондол двигателей) и для исследований условий полётов на самых больших скоростях.

Техническое описание

A. Фюзеляж

1 Обводы фюзеляжа

Фюзеляж состоял из верхнего и нижнего тел вращения и связующего эти обе секции элемента. Для первого опытного самолёта предполагалось использовать двигатель Jumo-109-004 B.

2 Передняя часть фюзеляжа

В передней части фюзеляжа находились воздухозаборник силовой установки, кабина пилота, фонарь кабины, вооружение, бронирование и передняя стойка шасси. Колесо носовой стойки шасси, несмотря на меньший вес невооруженного экспериментального самолёта в сравнении с нормальным вооруженным вариантом, изначально устанавливалось как для нормального варианта истребителя. Для вооружения при проведении испытаний лишь предусматривалось оставить соответствующее пространство. Бронирование должно быть установлено позже. Воздуховод силовой установки планировалось выполнить особенно качественно, без выступающих головок заклёпок и вмятин на металлической поверхности.

3 Средняя часть фюзеляжа

В средней части фюзеляжа в верхней её части находились два топливных бака ёмкостью по 450 л и убирающееся в направлении назад шасси. В нижней части располагался двигатель Jumo 109-004B, в дальнейшем планировалась замена на HeS 011. Какой-либо защиты для топливных баков не предусматривалось. Средняя часть фюзеляжных топливных баков не была клёпаной и в своей верхней части имела люк доступа.

Рис.4. Messerschmitt P 1101, вид слева; кожух двигателя не установлен

Вместо предусмотренного для серийных самолётов защищенного топливного бака можно было установить радиостанцию FuG 16 от Me 262.

Хотя шасси получило колеса с размерами 660×190 мм, ниши были предусмотрительно выполнены несколько бóльшими и могли вместить колеса размером 740×210 мм, которые планировалось использовать в дальнейшем на более тяжелых вариантах самолёта.

Переход от верхней к нижней секциям фюзеляжа располагался в торцевой части силовой установки в виде выреза.

4 Задняя часть фюзеляжа

Задняя часть фюзеляжа внешне напоминала кеглю. В ней находились радиостанция, система подачи кислорода, хвостовое оперение в виде расположенных наподобие креста поверхностей, компас и, возможно, тормозной парашют. Было принято во внимание, что при запуске силовой установки может произойти выброс пламени из сопла двигателя. Во избежание повреждений фюзеляжа пламенем нижняя часть фюзеляжа вблизи сопла двигателя была защищена тонкими листами металлической обшивки.

Messerschmitt P 1101 с установленными на корпусе макетами двух пушек MK 108

Messerschmitt P 1101, вид справа

Messerschmitt P 1101 с двигателем Westinghouse

Установка двигателя

B. Крыло

Крыло было создано на основе разработанного для Ме 262. Консоли крыла от нервюры 21 до примерно нервюры 7 соответствовали тем, что были установлены на Me 262. Передние кромки несущей плоскости были увеличены для обеспечения необходимых характеристик при положительной стреловидности крыла в 40°. Профиль крыла, расположение предкрылков, закрылков и элеронов соответствовали тому, что было разработано для Ме 262. Угол оси, под которым монтировалась консоли крыла и силовая установка, должен был совпадать. Консоли крыла можно было демонтировать в точках разъёма, расположенных в близи от фюзеляжа.

По сравнению с Ме 262 экспериментальный самолёт получил некоторые изменения крыла.

Крыло в узле крепления лонжерона можно было развернуть таким образом, что стреловидность крыла на линии 25% длин его хорд менялась от 35° до 45°.

Угол поперечного V крыла можно было изменять в диапазоне от +2° до 3°.

Элероны были расположены по длине крыла и делились на внешние и внутренние элероны.

Внутренние элероны выполняли еще и функции посадочных щитков. В ходе полётов могла иметь место ситуация, в ходе которой внутренние элероны могли оказаться слишком малыми, и тогда их длину можно было бы увеличить за счет посадочных щитков.

Для первого экспериментального самолёта установка предкрылков не предусматривалась.

Замеры, выполненные в аэродинамической трубе, показали, что при стреловидности 40° ширина предкрылков в 13% длины хорды (как на Ме 262) оказалась слишком мала, и было решено увеличить её до 20%. На втором комплекте крыла устанавливались увеличенные предкрылки.

Из-за необходимости достижения высокой скорости полёта особое внимание было обращено на качество отделки поверхностей крыла. Зазоры между элеронами, посадочными щитками и предкрылками были выполнены как можно меньшими по размеру.

C. Хвостовое оперение

По итогам исследований моделей вертикальное оперение получило площадь 1,8 м².

Горизонтальное оперение было выполнено из дерева, и его площадь составляла 2,5 м². За счет увеличения кромок стабилизатора и рулей высоты его площадь была доведена до 2,8 м². Для компенсации возникающих нагрузок на руле высоты устанавливались флеттнеры. Отклонение рулей высоты от нейтрального положения составляло ±30°. Угол установки флеттнеров можно было изменять от +3°до -9°. В качестве альтернативы рассматривался вариант с рулями высоты, установленными с углом поперечного V равным +9°. V-образной формы. В дальнейшем предусматривалось опробовать V-образное хвостовое оперение. В марте 1945 года проводились исследования на предмет устанoвки на Р 1101 высокорасположенного хвостового оперения.

D. Система управления

Система управления самолётом была взята у Me 262. Перестановка триммеров и стабилизатора были механическими.

E. Шасси

1 Носовая стойка шасси

На экспериментальном самолёте на носовой стойке шасси было установлено колесо размером 465×165 мм, хотя при разработке изначально предусматривалась возможность установки на носовой стойке шасси колеса размером 500×180 мм. Переднее колесо не было оборудовано тормозной системой. На стойке шасси был установлен гидравлический демпфер, смягчавший колебания колеса относительно оси. Для компенсации толчков в вертикальной плоскости была взята шпора подпружиненной задней стойки шасси Ме 410.

2 Основные стойки шасси

Изначально согласно проекта колёса основного шасси должны были иметь размеры 740×210 мм. Экспериментальный самолёт получил колёса размером 660×190 мм. Колёса получили тормозную систему, амортизационные стойки были взяты от Ме 109.

F. Силовая установка

Поскольку предназначенный для установки на данный самолёт двигатель HeS 011 еще не мог быть получен, то для экспериментального самолёта было решено воспользоваться Jumo 004B. Форма носовой части фюзеляжа специально проектировалась с расчетом возможности использования этого двигателя. Для вынужденной посадки под фюзеляжем был предусмотрен полоз.

G. Оборудование

Комплект оборудования для экспериментального самолёта был следующим: набор аппаратуры для полётов в условиях плохой видимости, контрольно-измерительные приборы силовой установки, компас, система наведения самолёта на самолёты противника по данным наземных служб, радиостанция FuG 16 (применялась на Ме 262), электрогенератор мощностью 3000 Вт, осушитель воздуха для обогрева лобового стекла, воздух в который поступал от силовой установки.

H. Вооружение

Серийные самолёты должны были сначала получить в качестве вооружения две 30 мм автоматические пушки МК-108 с боекомплектом по 100 снарядов на ствол. На экспериментальном самолёте вооружение устанавливать не планировалось, но специально для установки вооружения в самолёте было зарезервировано место. Бронирования на экспериментальном самолёте также не было, но на серийных самолётах установка бронирования предусматривалась изначально.

Размещение в фюзеляже Messerschmitt P 1101 двигателя и основных стоек шасси

Экспериментальный самолет Me P 1101

В конце января 1945 года сборка первого опытного образца самолёта данного типа продвинулись довольно далеко. В то же время RLM не выделило необходимые для данного опытного образца необходимые три двигателя. Как уже упоминалось, для первого прототипа предусматривалась установка двигателя Jumo 004B. Второй комплект несущих плоскостей, представлявших собой серийные консоли Ме 262, был изготовлен в Леонберге (Leonberg) и был доставлен в Обераммергау. Изготовленные для самолёта кили площадью в 0,95 м² оказались слишком малы для него. В феврале 1945 года было решено изготовить кили большего размера с площадью 1,46 м², которые предназначались для P 1101 V1. При полном нажатии на педали максимальное отклонение руля направления от нейтрального положения составляло ±20°.

P 1101 V1 сначала в первых полётах должен был летать с крылом, стреловидность которого была равна 35°. Затем путём установки дополнительных элементов крыла стреловидность должна была стать равной 45°. Затем было предложено использовать новое крыло, предназначенное для вариантов Me P 1106 и 1110, разработка которого была завершена в конце февраля 1945 года.

В конце войны Me P 1101 и часть элементов конструкции P 1101 V 2 попали в руки союзников и их морем переправили в США. Достроенный самолёт был передан фирме Bell Aircraft Corporation, в которой Me P 1101 под обозначением Bell X-5 использовался для исследований условий полётов на высоких скоростях. Пилот самолёта имел возможность во время полёта изменять стреловидность крыла. Позднее Bell X-5 был потерян во время летных испытаний.

Экспериментальный самолет Messerschmitt P 1101, вид спереди

Съемки модели Messerschmitt P 1101, вид сзади слева

Модель Messerschmitt P 1101 перед «полетом»

Модель Messerschmitt P 1101 с открытым фонарем

Модель Messerschmitt P 1101 с вполне узнаваемыми створками шасси

Серийные самолёты Me P 1101

Запланированный для серийного производства вариант отличался от экспериментального самолёта (за исключением уже упомянутых элементов конструкции) незначительно. Топливо располагалось в трех протектированных баках, расположенных в фюзеляже, и в двух непротектированных баках, располагавшихся в консолях крыла. Суммарный объём топливных баков на борту самолёта различался в зависимости от даты разработки варианта. Первоначальное вооружение из двух 30-мм автоматических пушек МК-108 в феврале 1945 года было дополнено еще двумя пушками МК-108 с боекомплектом по 100 снарядов на ствол. Расположенный ниже состав оборудования соответствует варианту, разработанному к 2 ноября 1944 года.

Предварительный вариант монтажа оборудования, предназначенного для серийно производимого самолёта.

Весовые характеристики Ме P 1101 

Технические данные

Источники

• Vergleich der TLJäger-Entwürfe, Protokoll Nr. 1 10. 9.1944
• Übersichtszeichnung P 1101, 1. Entwurf 3.10.1944
• Vorläufiger Ausstattungsplan P 1101 Serie 2.11.1944
• Übersichtszeichnung P 1101 Experimentierflugzeug 8.11.1944
• Projektübergabe P 1101 10.11.1944
• Übersichtszeichnung P 1101 Serie 13.11.1944
• Werkstoffauswahl für P 1101 4. 12.1944
• Baumusterbesprechung Nr. 2, P 1101 29. 1.1945
• Übersichtszeichnung P 1101 Ml/7 20. 2.1945
• Baumusterbesprechung Nr. 2, P 1101 21. 2.1945
• Übersichtszeichnung P 1101 Ml/726, Vorschlag für die Serie 22. 2.1945
• Technischer Bericht Nr. 139:45: Vergleich TLJäger 26. 2.1945
• Experimentierflugzeug P 1101 mit Flügel, ,A», Zeichnung 28. 2.1945
• Leitwerk mit hochgelegtem Höhenleitwerk P1101, Zeichnung 6. 3.1945
• Hochgelegtes Leitwerk P 1101, Zeichnung 24. 3.1945
• Kurzbeschreibung P 1101, Blatt 2 ohne Datum

источник: «Messerschmitt P 1101» //  Luftfahrt International 07