Шедевр из Фридериксхафена. Опытный истребитель Zeppelin D.I. Германия

Предисловие редакции: В конце Первой Мировой войны германская авиационная промышленность создала самые совершенные с конструктивной точки зрения самолеты, среди которых был истребитель Zeppelin D.I.

В январе 1916 года Клаудиус Дорнье, работавший в компании Luftschiffbau Zeppelin GmbH, начал разработку своего первого самолета наземного базирования. До этого он создавал крупные летающие лодки, основной отличительной особенностью которых было использование в качестве алюминиевых сплавов основного конструкционного материала. На тот момент в дирижаблестроении алюминиевые сплавы уже давно использовались при создании свободнонесущих цельнометаллических конструкций, тогда как в авиастроении процесс их внедрения был достаточно медленным и постепенным. Это стало одной из причин почему концерн Zeppelin основал собственное авиастроительное отделение, отличавшееся тесным взаимодействием между исследованиями, проектированием и производством.

Первый сухопутный самолет Клаудиуса Дорнье – истребитель Dornier V I – был бипланом с металлическим силовым набором, полотняной обшивкой и толкающим винтом. Несмотря на выбор перспективного конструкционного материала самолет оказался неудачным: 13 ноября 1916 года единственный прототип разбился в своем первом полете и погубил своего пилота.

Тем не менее, в ходе производства и испытаний был получен ценный опыт, а все возрастающий объем ноу-хау, полученных в ходе проводившейся одновременно разработки других летательных аппаратов, привел к созданию в конце года самолета-разведчика Cl.I. Фюзеляж самолета имел монококовую конструкцию и был изготовлен из алюминиевых сплавов. Обшивка фюзеляжа состояла из гладких металлических листов, к которым были прикованы шпангоуты, полученные из отбортованных U-образных профилей. Среди сотрудников компании, работавших над созданием самолета-разведчика Cl.I, были молодые Рихард Фогт и Александр Липпиш, отвечавшие за аэродинамику машины.

3 ноября 1917 года машина впервые поднялась в воздух. Испытания самолета-разведчика Cl.I показали, что ее летные характеристики соответствуют требованиям военных за исключением времени набора высоты 5000 метров. Не самый важный параметр для самолета, который в основном должен был действовать у земной поверхности. Но правила есть правила, и поэтому начало запуска в серийное производство было отложено. Другими факторами, затормозившими начало производства стали перебои с поставками двигателей и необъяснимая авария, приведшая к гибели машины. Лишь с лета 1918 года самолеты-разведчики Cl.I в небольших количествах стали поступать на фронт. В том же году компания построила один прототип самолета-разведчика Cl.Ia или Cl.II – усовершенствованного преемника Cl.I, – и истребитель-биплан D.I с самой современной на тот момент конструкцией.

Революционная квинтэссенция

Несмотря на первоначальные довольно таки обескураживающие результаты Клаудиус Дорнье продолжал твердо следовать по намеченному пути. Хотя монококовая конструкция из алюминиевых сплавов была относительно дорогой, она была легкой и прочной. В начале 1918 года под руководством Клуадиуса Дорнье начались работы над свободнонесущим безрасчалочным истребителем-бипланом с цельнометаллическим монококовым фюзеляжем. Рихард Фогт и Александр Липпиш сделали все, чтобы машина была совершенной с аэродинамической точки зрения.

Уже в феврале был изготовлен деревянный полноразмерный макет будущего истребителя. Макет был осмотрен представителями Инспекции военной авиации (Idflieg – Inspektion der Fliegertruppen) и вскоре последовал контракт на постройку шести прототипов истребителя Zeppelin D.I (заводские номера с D.I 1750/18 по D.I 1755/18). В качестве силово установки предусматривалось использование рядных двигателей Daimler Mercedes D.III и Benz Bz.IIIb, которые должны были быть установлены на равное количество машин – по три каждого типа.

Внешне самолет походил на большинство тогдашних истребителей-бипланов с их округлыми формами, но вскоре стало очевидно, что прямоугольная в поперечном сечении конструкция требовала меньших производственных затрат, и фюзеляж истребителя был быстро переделан. Параллельно с этим монококовая конструкция из алюминиевых сплавов была использована в несущих поверхностях, что для авиастроения тех лет было революционным шагом.

простая конструкция шпангоута монококового фюзеляжа

в целях упрощения и удешевления производства фюзеляжа в шпангоутах округлые формы уступили место прямоугольным (EADS Corporate Heritage; рисунок обработан В. Мюльбауэром)

Результат, известный как Zeppelin-Lindau D.I, Zeppelin D.I(Do) или Dornier D.I, был квинтэссенцией предыдущих работ Клаудиуса Дорнье. При создании этого самолета были реализованы самые важные его патенты, такие как работающая обшивка фюзеляжа и металлические шпангоуты, усиленные за счет полостей. Помимо этого в конструкции машины были внедрены многие идеи Адольфа Рорбаха – еще одного пионера металлического авиастроения, знаменитого авиаконструктора и (на тот момент) работника концерна Zeppelin.

Основными элементами каждого из крыльев были три неразъемных коробчатых дюралюминиевых лонжерона, соединенных между собой крестообразными и поперечными подкосами. К образовавшейся конструкции приклепывались металлические листы, образуя таким образом работающую обшивку. В данном техническом решении хорошо заметно влияние Адольфа Рорбаха.

структура консоли верхнего крыла: три лонжерона, нервюры одинаковой длины хорды и работающая обшивка (EADS Corporate Heritage)

Полотняная обшивка использовалась в задних частях крыльев и в элеронах, установленных только на верхнем крыле. Прямое крыло упрощало производство, поскольку длина всех нервюр была одинаковой. В то время как нижнее крыло крепилось к фюзеляжу при помощи шести стальных винтов, верхнее крыло соединялось с фюзеляжем при помощи четырех стоек и четырех винтов.

передние части крыльев прототипа D.I имели металлическую обшивку

«Отличная скорость, превосходная скороподъемность»

Еще одной отличительной особенностью самолета были основные стойки шасси. Вместо обычной для того времени подкосно-расчалочной конструкции к фюзеляжу были присоединены две полуоси, представлявшие собой металлические пустотелые детали. Полуоси соединялись между собой металлической осью. Амортизация обеспечивалась при помощи размещенных внутри полуосей стальных пружин. Второй отличительной особенностью было размещение под фюзеляжем топливного бака емкостью 20 литров. Вопреки многочисленным источникам он на всех изготовленных машинах не являлся сбрасываемым.

3 июня 1918 года на расположенном неподалеку от Заха (Zech; небольшой городок на берегу Боденского озера, расположен рядом с Линдау) учебном плацу были выполнены первые рулежечные испытания; вероятнее всего в испытания принимал участие третий прототип D.I 1752/18. На следующее утро под пристальным вниманием Клаудиуса Дорнье вице-фельдфебель Гейнц Рупперт (Vizefeldwebel Heinz Ruppert) на оснащенном 160-сильным двигателем Daimler Mercedes D.III прототипе истребителя стал готовиться к первому полету.

Несмотря на то, что после приземления машина Рупперта выкатилась за площадку и застряла в стрелковом окопе, что привело к поломке межколесной оси и изгибу левой полуоси шасси, пилот был воодушевлен характеристиками самолета.

«Отличная скорость, превосходная скороподъемность, почти никаких вибраций»

– были первыми словами, сказанными им после полета. После того как самолет был извлечен из траншеи и его шасси было отремонтировано с усилением конструкции испытательные полеты были продолжены. Эти полеты сопровождались постоянным перегревом двигателя, что привело к замене водорадиатора с поверхностного крыльевого на лобовой, установленный в передней части фюзеляжа.

прототип D.I 1752/18 после переноса водорадиатора и установки его перед 160-сильным двигателем Daimler Mercedes D.III (EADS Corporate Heritage)

Первый прототип D.I 1750/18 предназначался для проведения статических испытаний (по терминологии тех лет Zerreißmaschine – машина для испытаний на разрыв) и был разрушен в середине октября 1918 года во время испытаний под нагрузкой.

Второй прототип D.I 1751/18 в июле 1918 года был отправлен в берлинский аэродром Адлерсхоф (Berlin-Adlershof) для участия в сравнительных испытаниях. После того как машину испытали несколько знаменитых фронтовых летчиков 3 июля 1918 года в ее кабину сел командир 1-й истребительной авиаэскадры (Jagdgeschwaders 1) капитан Вильгельм Рейнхард (Hauptmann Wilhelm Reinhard) [1].

Он вывел истребитель на стартовую линию и после разбега набрал высоту. Затем Рейнхард ввел самолет в пикирование и когда он захотел вывести машину в горизонтальный полет, передний лонжерон верхнего крыла не выдержал нагрузок и сломался. Прототип врезался в землю, и пилот мгновенно погиб. Это была трагическая и совершенно бессмысленная гибель, поскольку на тот момент полеты на D.I были не просто прекращены, а более того – отменены!

Дело в том, что незадолго до этой катастрофы в Ройтине (Reutin; небольшой городок неподалеку от Линдау и Фридериксхафена) по совету летчика-испытателя Рупперта была перечитаны по новой методике нагрузки на два передних лонжерона. По результатам расчетов полеты на всех прототипах D.I, в том числе и на находившемся на аэродроме Берлин-Адлерсхоф, были запрещены до тех пор пока не будут изготовлены и установлены новые стальные соединительные элементы. Скорее всего капитан Рейнхард не был проинформирован об этом. Тем не менее, не пилоты, которые «нелегально» летали на D.I отмечали отличные летные характеристики и характеристики управляемости. Нарекания вызывала лишь тенденция к кабрированию.

В конце лета 1918 года на прототипе D.I 1751/18 (замена) был установлен 185-сильный двигатель BMW IIIa. С этим мотором самолет должен был принять участие в третьем конкурсе истребителей, который должен был состояться в октябре того же года.

опытный истребитель D.I 1751/18 (замена) с 185-сильным двигателем BMW IIIa; аэродром Берлин-Адлерсхоф, октябрь 1918 года (DEHLA)

Из-за катастрофы, приведшей к гибели второго прототипа D.I 1751/18 (первого), фронтовые летчики отказались испытывать его замену. Тем не менее, машина была признана лучшей, чем стандартный на тот момент истребитель Fokker D.VII, и Idflieg сделала заказ на 50 машин, которым были присвоены заводские номера с D.I 1900/18 по 1949/18.

Перемирие и последующее заключение мира помешали завершению изготовления истребителей и передаче их боевым подразделениям. Были изготовлены еще три прототипа и их карьера не была связана с полетами в небе.

Испытания в США

Прототип D.I 1753/18 – первый из трех самолетов, оснащенных двигателем Daimler Mercedes D.IIIa, – летал до 5 ноября 1918 года и затем был сдан на хранение и спрятан от межсоюзнической контрольной комиссии. По до сих пор не выясненным обстоятельствам в 1921 году американские ВМС приобрели этот истребитель; на момент сделки самолет был оснащен двигателем BMW IIIa. Еще один самолет, оснащенный двигателем компании BMW – это бы либо D.I 1754/18, либо D.I 1755/18 – был приобретен авиационной службой армии США (US Army Air Service). Флотский истребитель получил опознавательный номер A-6058, а армейский D.I – AS-68546. 

По всей видимости флотские летчики с самого начала не планировали летать на D.I 1753/18, поскольку самолет был тщательно изучен на военно-морском заводе (Naval Aircraft Factory), Филадельфия, и затем был разрушен во время статических испытаний. Американцев особо заинтересовала конструкция свободнонесущих крыльев. В то же самое время критике были подвергнуты конструкция шасси и плохая устойчивость фюзеляжа к воздействию разрушающих нагрузок. Причиной последнему, вероятно, были изношенные заклепочные соединения. Те не менее машина у экспертов оставила в целом хорошее впечатление.

В начале 1922 года на аэродроме МакКук-филд (McCook Field), штат Огайо, начались испытания армейского D.I, получившего в США проектное обозначение P241. Сначала армейцы ожидали результаты испытаний от своих флотских коллег и даже после этого у них не было уверенности в немецкой конструкции, поскольку до сих пор неизвестно: летал ли когда-нибудь AS-68546. В конечном итоге самолет был разобран, и каждый его элемент был тщательно изучен в ходе структурных и статических испытаний. Работы по AS-68546 были завершены в сентябре 1926 года.

AS-68546 армии США; вероятнее всего в Америке этот самолет никогда не летал (EADS Corporate Heritage)

Третий прототип остался в Германии и позднее стал экспонатом основанного Клаудиусом Дорнье музея в Зальцштаделе (Salzstadel), Фридериксхафен. В годы Второй Мировой войны эта машина погибла под бомбами союзников.

Заключение

На конец Первой Мировой войны истребители Zeppelin D.I с технической точки зрения были, вероятно, самыми передовыми самолетами в мире. Его трубчатые лонжероны из дюралюминиевых сплавов и работающая обшивка были гораздо более перспективными по сравнению с использовавшимися Юнкерсом трубчатым каркасом и гофрированной обшивкой и легли в основу современных монококовых конструкций.

К сожалению новая корпоративная политика концерна Zeppelin, который после окончания Великой войны вернулся к производству дирижаблей, вынудила Клаудиуса Дорнье уступить пальму первенства Гуго Юнкерсу. Последний был хозяином в своем доме, тогда как Дорнье был наемным рабоником с небольшим влиянием на руководство. Еще одним преимуществом Юнкерса было то, что он создал первые авиалинии, на которых летали самолеты только компании Junkers.

Клаудиус Дорнье, не имевший в концерне никакой власти, продолжил заниматься постройкой летающих лодок, но делал это уже не в Германии, а за рубежом. Когда в 1921 году Клаудиус Дорнье создал успешный пассажирский самолет Dornier Komet, для своих конкурентов из Дессау он уже не представлял никакой опасности.

Благодарности

Автор статьи благодарит Рейнхарда Цанкля (Reinhard Zankl), Карлгейнса Кенса (Karlheinz Kens) и г-жу Эдельгард Пирот (Edelgard Piroth), EADS Corporate Heritage Dornier, за щедрость в представлении фотографий, материалов и информации.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Эпизод с гибелью знаменитого фронтового летчика во время испытаний опытного истребителя Zeppelin D.I позднее был использован в фильме «Голубой макс», посвященном немецким пилотам Первой Мировой войны.

​

Источники:

• Budraß, Lutz: Rohrbach und Dornier. Zwei Unternehmer aus dem Zeppelin Flugzeugbau… In: Zeppelins Flieger. Zeppelin Museum Friedrichshafen. 2006, S. 202ff.
• Grosz, Peter M.: Dornier D.I. Windsock Mini Datafile 12. Albatros Productions, Ltd. 1998.
• Triller, Heinrich: Erinnerungen. Unveröffentlichtes Manuskript, o.O., o.J.

• [1] непосредственно перед Вильгельмом Рейнхардом полет на истребителе Zeppelin D.I выполнил его заместитель Герман Геринг. Готовый сюжет для альтернативы «Как изменилась бы история XX века, если бы в кабине разбившегося истребителя Zeppelin D.I сидел не Рейнхард, а Геринг?»

источник: Wolfgang Mühlbauer «Friedrichshafener Meisterwerk. ZEPPELIN D.I» «FLUGZEUG CLASSIC» 2008-06