Тяжелые бомбардировщики Mercur-Flugzeugbau. Проект тяжелого бомбардировщика MERCUR 1918 года. Германия

Данный материал, переведенный уважаемым коллегой NF и доработанный мной, выкладывается на сайт в продолжение темы, поднятой в статьях, посвященных тяжелым немецким бомбардировщикам Первой Мировой войны.

15 апреля 1915 года в Берлине господами Тиеге (Tiege),Традовски (Tradowski) и Ванкмюллером (Wankmüller) было основано самолётостроительное предприятие Mercur ГМБХ (Mercur-Flugzeugbau G.m.b.H.).

Чтобы сперва получить большое признание предприятие начало с лицензионного производства опытных Albatros моделей Alb.B II и C IB. Штат сотрудников сначала был сравнительно мал, но с января по декабрь 1917 года увеличился с 377 человек до 1181 и в июле 1918 после многочисленных не значительных колебаний всё еще составлял 1023 человека.

Рис. 1. Патенты фирмы Mercur. Изготовление и улучшение эффективности воздушных винтов, базировавшиеся на применении лопастей с большим углом атаки и воздушного винта заключеного в кольцо. Кольцо здесь хотя и показано только схематично и с угловым профилем, однако в ходе измерений и полётных испытаний наверняка было еще аккуратнее смонтировано. Возможно первое предложение по использованию заключенного в кольцевую насадку винта. Было ли выназванное устройство так же предус-мотрено для гигантского четырех моторного самолёта фирмы Mercur из представленных скудных документов не ясно

Помимо лицензионного производства в Берлине решего так же приступить к разработке собственных проектов, которые не во всём оправдывалио возложенные на ниих надежды. Так в марте началась сборка одноместного истребителя-биплана КЕ2, но до лета 1918 года его летные испытания не проводились вследствие необхоимости внесения изменений. Лёгкий боевой самолёт, обозначенный как CL 2, в начале лета 1918 года был готов для установки на него поступившего на предприятие 4 апреля 1918 года сверхкомпактного 200-сильного двигателя фирмы Бенц. .Проект боевого одноместного биплана D («Kampfeinsitzer D»)находился в постройке. Его фюзеляж летом был близок к готовности, в то время как предусмотренный для него редуктор находился в начальной стадии сборки. В середине 1918 года имелся еще один проект — одноместный истребитель III (Kampfeinsitzer III) — моноплан аналогичный проекту одноместного истребителя IV с ротационным двигателем. Как должны были выглядеть эти машины, как эти работы соответствовали своему времени, летала ли одна или другая из этих моделей до окончания войны остаётся неизвестным: документы фирмы Mercur были утеряны.

Вне всякого сомнения, наиболее значительный проект фирмы Mercur был разработан в 1918 году.

Проект гигантского четырехмоторного бомбардировщика

К сожалению о внешнем виде данного самолёта так же не имеется каких-либо данных. Было лишь только известно, что данный самолёт должен был иметь экипаж из восьми человек, иметь вооружение из шести пулемётов и нести 2000 кг бомб. В качестве силовой установки были предусмотрены четыре двигателя Mercedes-D.IVa.

В следствии недостатка других материалов авторы внимательно изучили литературу, касающуюся патентов фирмы Mercur, чтобы, насколько это возможно, получать некоторые доказательства факта создания гигантского самолета. При этом удалось обнаружить цeлый ряд очень интересных новшеств.

Так в свое время фирма Mercur зарегестрировала ряд собственных патентов:

• монтаж в фюзеляже самолёта ступенчато расположенных двигателе, не нарушающих обтекание корпуса;
• одноместный моноплан с расположенным позади пилота ротационным двигателем, винт которого вращался в проёме в виде прорези в несущих плоскостях;
• аэродинамически совершенная форма фюзеляжа при которой лодка и киль составляли одно целое;
• кок винта, работы по улучшению эффективности винта.

Также имелись новые идеи и по части шасси. B начале 1918 года Mercur получает образец куполообразного обтекателя для колёс самолёта.

Рис. 2. Этот чертёж из приложения к патенту показывает хотя и в очень упрощеной форме все существенные признаки четырехмоторного бомбардировщика фирмы Mercur и позволяет выполнить реконструкцию этого возможно самого не красивого самолёта своего времени

Но все-таки, значительно более интересным был проект большого самолёта (Großflugzeug), который Mercur зарегестрировала с патентом 326430 от 6 марта 1918 года. Наиболее значительной особенностью этого большого самолёта было по возможности как можно более низкая установка двигателей и прочих основных тяжелых агрегатов — ниже кабины экипажа. Предлагаемую фирмой Mercur компоновку иллюстрируют приложенные к патенту чертежи.

Короче говоря, предложенная фирмой птица выглядит «очень пугающе». Самолёты того периода, особенно большие, выглядели не очень эстетично. Но в этом плане самолёт фирмы Mercur далеко опережал всех конкурентов вместе взятых. В первую очередь необычная конфигурация «жук» («Brummer»): тандемный биплан с установленным в кормовой части фюзеляжа вертикальным хвостовым оперением. Такой вид компоновки, которая в наше время является очень необычной, тогда не был совсем новинкой.

Житель Гамбурга Макс Оертц (Max Oertz), известный и ценимый как конструктор выдающихся парусных яхт, работал с 1909 года и в самолётостроении. К примеру вскоре после начала Первой Мировой войны он разработал один такой тандемный биплан. Изготовленная в 1916 году летающая лодка получила название «летающая шхуна»(«Flugschoner»).

О его лётных характеристиках имеются противоречивые сведения. Бруно Ланге назвал «М 6» простой конструкторской ошибкой, в то время как анонимный инженер из Франкенхаузена хвалил самолёт, по крайней мере, в том, что касалось его взлётных и посадочных характеристик. В том же источнике максимальная скорость «W 6» даётся выше чем ожидалось в Гёттингенском аэродинамической трубе. В итоге «Flugschoner» должна была получить установленный в задней части тандемного биплана элероны для выполнения крутых разворотов.

Был ли главный конструктор самолётостроительной фирмы Mercur-Flugzeugbau GmbH инженер Фритц Хильдербранд (Fritz Hildebrand) вдохновлён данной компоновкой «Flugschoner» или имелись на то другие причины остаётся не известным. В любом случае можно отметить, что оба самолёта в своих лётных данных были сильно схожи.

Единственное имеющееся в наличии изображение Mercur 326430 это выполненный в масштабе 1:50 рисунок бокового вида самолёта, в котором даётся представление о расположении силовой установки, бомб, помещений для экипажа и расположения вооружения. В масштабе согласно размерам так же выполнены чертежи и силовая установка.

Рис. 3. Снимки модели разрабатывавшегося фирмой Mercur в 1918 году четырехмоторного гигантского самолёта. Необычайно компактная форма получена благодаря тандемному биплану. (Реконструкция по патентным чертежам)

При сравнении с другими большими и гигантскими самолётами того времени заметно как компактно была сконструирована машина фирмы Mercur. В своих основных размерах она примерно соответствовала двух моторному самолёту Gotha G-V, разумеется, при значительно большей площади крыльев. С другой стороны эта машина была значительно меньше, чем её четырехмоторные конкуренты с примерно равной площадью крыльев.

Эта плотная конструктивная форма стала возможной благадаря конфигурации тандемного биплана.

Рис. 4. Снимки модели разрабатывавшегося фирмой Mercur в 1918 году четырехмоторного гигантского самолёта. Необычайно компактная форма получена благодаря тандемному биплану. (Реконструкция по патентным чертежам)

Конфигурация тандемного биплана

Тандем является одной из конструктивных схем самолета, которая находится между нормальной и уткообразной схемами и позволяет устанавливать две и более несущие плоскости одинакового размера, которые устанавливаются на определённом расстоянии друг от друга. Такие тандемные самолёты могут быть выполнены в виде монопланов или с большим количеством несущих плоскостей.

При этом расположенная сзади плоcкость выполняет обычныe функции горизонтального оперения.

Благодаря распределению площади крыльев на несколько несущих поверхностей или бипланных коробок возможно строить самолёты с малым размахом крыльев. Добиться устойчивости самолёта с тандемной схемой не так просто. Из-за продольной устойчивости минимальное расстояния между расположенными одна за другой плоскостями должны быть равны, по меньшей мере, 2,5-3 величинам средней хорды крыла. Не в последнюю очередь на этом основании предусмотрено дополнительное горизонтальное оперение, состоящее из киля и руля высоты.

В то же время как изготовление тандемного моноплана было сравнительно простой задачей, поскольку тут в первую очередь важным было соблюдение правильного расстояния между обеими плоскостями для установления правильного центра тяжести и точки приложения давления. У тандема с несколькими плоскостями необходимо учитывать многочисленные дополнительные аспекты.

Так у самолёта с несколькими плоскостями расстояние между верхней и нижней плоскостью, в общем, должно соответствовать, по меньшей мере, одной высоте профиля крыла, чтобы устранять взаимное влияние друг на друга обеих несущих поверхностей. Это вредное влияние исчезает при увеличении расстояния до величины равной полуторакратной высоте профиля несущей плоскости.

Ступенчатое расположение обеих плоскостей оказывает аналогичное воздействие, как и увеличение расстояния. В крайнем случае, можно было, как в случае самолёта фирмы Mercur уменьшить расстояние без образования вредных последствий. При таком расположении углы атаки обоих плоскостей обычно выбирались различными (у верхней больше, чем у находящейся несколько сзади нижней плоскости).

Очень хорошей устойчивости самолёта можно было достигнуть подходящим различием в углах установки углов атаки между несущими плоскостями обоих бипланных коробок тандемного биплана с одной стороны и между передним и задним бипланными коробками с другой стороны. Потоки обтекающего воздуха срываются с различных плоскостей один за другим с передней части назад, так что самолёт автоматически задирает нос, чтобы набрать скорость. Выглядит так, что конструкторы гигантского самолёта фирмы Mercur к чему то подобному стремились.

Вследствие последовательного расположения несущих плоскостей точка приложения давления тандемной системы лежит не в общепринятом месте передней плоскости, а на определённом расстоянии сзади между обеими поверхностями. Его точное положение можно точно устанавливать на основе расчетов. В случае гигантского самолёта фирмы Mercur она находится примерно в районе задней силовой установки, под которой вполне логично размещены сбрасываемые грузы. Tак что сброс не приводит к изменению расположения центра тяжести.

Описание применённого перемещения точки приложения давления объясняет не обычное заднее размещение и расположение шасси.

Система шасси

У самолёта с хвостовым колесом, размещённым под килем, размещение основного шасси должна располагаться на известном расстоянии перед центром тяжести. Большое расстояние осложняет старт самолёта.

При малом расстоянии возрастает опасность капотирования при посадке.

В случае гигантского самолёта фирмы Mercur у которого были предусмотрены 2 группы относительно близко расположенных друг к другу основных шасси, передняя группа расположена на некотором расстоянии еще ниже переднего крыла. Задняя на примерно равном расстоянии позади от центра тяжести. Самолёт с таким шасси не должен ни в коем случае срываться в штопор. Это имеет место из-за расположения нижнего бокового оперения. Самолёт в состоянии взлететь благадаря соответствующему увеличению мощности силовой установки подачей газа вообще без использования рулей высоты.

Обе группы шасси размещены на одинаковом расстоянии от центра тяжести вследствие чего они испытывают одинаковые нагрузки, и вид сбоку однозначно указывает на это. Поэтому тогда и применяли тандемные шасси. Здесь стойки шасси установлены почти вертикально под продольно расположенными утолщениями фюзеляжа и каждая из групп шасси включает в себя по 4 колеса.
Дополнительное шасси была расположено на уровне первой пары колёс шасси под плоскостями по обеим сторонам фюзеляжа. Оно должно было обеспечить самолёту необходимую устойчивость при перемещении по земле и при взлёте и посадке.

Такие странности как бипланные коробки требовали и такого же шасси.

Силовая установка

Силовая установка состоит из двух винтов и четырех двигателей внутреннего сгорания Даймлер D4 мощностью по 260 л.с. каждый — всего 1040 л.с.

Рис. 5. Силовая установка гигантского самолёта фирмы Mercur, созданного в 1918 году по патенту 326.430. Передача мощности от четырех двигателей на два соосных воздушных винта противоположного вращения выполнена обычным способом посредством валов и понижающих редукторов

Воздушные винты расположены соосно и, возможно, имели противоположное вращение. Соединение между винтами и двигателями выполнено за счет также соосно расположенных валов и двух редукторов, каждый из которых расположен у соответствующей группы двигателей. Во всяком случае, такая силовая установка указана в чертежах патента.

Рис. 6. Помимо показанной на фото под номером 5 обычной силовой установки была спроектирована вторая, которая должна была иметь гидравлический привод (патент 326.211 от 12.2.1918 года). Редукторы и валы здесь должны были быть заменены системой трупопроводов, нагнетателем и гидравлическим двигателем. На изображенной схеме силовой установки нагнетатель располагается позади двигателей, гидравлический двигатель с редуктором в носовой части. Аналогичная, но только пневматическая система, была предложена в то же самое время для проекта J1000 фирмы Junkers

Имелся однако еще один вариант силовой установки, у которой воздушные винты должны были приводятся во вращение не через валы и редукторы, а при помощи гидравлического привода. В феврале 1918 года, перед тем как патент был зарегестрирован, фирма Mercur предложила четырехмоторную силовую установку, составные части которой должны были совместно приводить во вращение через систему трубопроводов четырехцилиндровый гидравлический двигатель. При этом могли бы применяться различные двигатели внутреннего сгорания и гидравлические двигатели. Этот патент по крайней мере претендовал быть применённым на большом самолёте и фирмой Mercur был спроектирован только один самолёт этого типа. Можно исходить из того, что силовая установка с гидравлическим приводом должна была служить в 
качестве альтернативы приводу посредством валов и редукторов.

Тандем. Bсегда только тандем…

Внимательному читателю не остаётся ничего другого кроме как отметить, что тандемная схема у гигантского самолёта фирмы Mercur находила своё применение где бы то ни было: бипланные коробки, воздушные винты, двигатели и даже у групп основного шасси. И ни кого не удивит, что часть экипажа должны была сидеть в виде тандема один за другим с результатом ,что надстройка фюзеляжа, в которой всё таки сидели от пяти до восьми членов экипажа чертовски напоминает гоночную четвёрку с рулевым. Только здесь сидящие сидят в шлемах и по направлению движения.

Столь частое возвращение к тандемной компоновке вряд ли может быть совпадением. Если кто либо, возможно сам конструктор, не являлся бы настоящим фанатом тандемной схемы. Можно сомневаться, что другие, особенно ответственные за разработку военной техники, разделяли его безудержное вдохновление по всем пунктам. Ответ на этот вопрос вряд ли может быть однозначным, поскольку информация, увиденная на патентных чертежах и некоторых убогих технических данных чрезвычайно скупа — все материалы были утеряны и гигантский самолёт фирмы Mercur, как и многие другие расточитеные и не традиционные проекты самолётов времён Первой Мировой войны больше не строятся.

Описание постройки самолёта, который не был когда либо построен, может носить гипотетический характер и служить только для того чтобы дать понять читателю как в общим выглядел и собирался такой самолёт.

Описание гигантского самолёта фирмы Mercur

Mercur-Flugzeugbau G.m.b.H., Берлин. Проект 1918 года.

Общее

Модель представляет собой биплан тандемной схемы, обтянутый полотном с многочисленными расчалками, с четырьмя двигателями Mercedes-D.IVa мощностью 260 л.c. каждый (общая мощность 1040 л.с.), приводящими в движение два винта противоположного вращения.

Несущие поверхности

Две тандемно расположенные на коротком расстоянии друг от друга бипланные коробки. Верхняя и нижняя плоскости расположены под углом к горизонту. Крылья прямоугольной формы. Придание формы законцовкам крыльев не наблюдается.

Фюзеляж

Каркас предположительно выполнен из стальных труб обтянутых полотном. Над самим фюзеляжем, в нижней части которого находится состоящая из четырех двигателей силовая установка, расположена узкая надстройка, в которой размещается большая часть экипажа.

Хвостовое оперение

Вертикальное оперение состоит из киля и руля направления, расположенных симметрично сверху и снизу относительно хвостовой части фюзеляжа. Киль треугольной формы. Руль внешним видом похож на ушную раковину. Экстремально малое горизонтальное оперение состоит из киля и руля высоты.

Шасси

Шасси состоит из двух тандемно расположенных основных групп, которые для смягчения ударов о землю, предположительно, должны были иметь большое количество колёс. Поддерживающие шасси, расположенное под плоскостями на уровне переднего основного, обеспечивало поперечную устойчивость при взлёте и посадке.

Силовая установка

Силовая установка состоит из четырех двигателей Mercedes-D.IVa мощностью в 260 л.с. каждый и общей мощностью 1040 л.с. Двигатели спаренные и через понижающий редуктор приводят во вращение два соосных воздушных винта предположительно противоположного вращения.

Вооружение

Вооружение — 6 пулемётов. Возможно спаренные для верхних огневых точек и одиночные для нижних. Бомбовая нагрузка 2 тонны.

Экипаж

Экипаж 8 человек: командир ,пилот, радист, стрелки и два бортовых механика.

Технические данные

Для гигантского самолёта фирмы Mercur технические данные не сохранились. Из имеющейся модели, выполненной в масштабе 1:50, следует: длина около 13,75 м, размах крыльев примерно 25 м, высота достигала порядка 5 м.

При установлении размаха крыльев исходили из того,что самолёт фирмы Mercur должен был иметь крылья примерно соответствующие по площади строившимся в одно время с ним 4-х моторным самолётам.

Петер Фрееборн (Peter Freeborn) активно поддерживал автора при реконструкции и приложил все свои способности для того, чтобы читатели имели возможность представить себе внешний вид этой монументальной гигантской птицы. Отличныe фотографии сделал Гюнтер Куш (Günter Kusch).

Источники:

1) Geschichte der deutschen Flugzeugindustrie (Entwurf) ohne Verfasser; bearbeitet von der Inspektion des Flugzeugwesens, Zentral-Kommission (Z.A.K.VII) Berlin 1918, gedruckt in der Reichsdruckerei
2) Haddow, G. W. und Grosz, Peter M.: The German Gigants — The story of the R-planes 1914-1919, Putman, 2nd edition, April 1969
3) Lange, Bruno: Das Buch der deutschen Luftfahrttechnik, Verlag Dieter Hoffmann, Mainz, 1970
4) Flugsport 1919, No. 17, S. 549, anonymer Autor, Ing., Frankenhausen
5) Deutsche Patentschriften:

• Nr. 326 430 Großflugzeug, pat. ab 6. 3.1918
• 326 211 Antrieb mit hydraulischer Kraftübertragung für Schraubenpropeller von Fahrzeugen, insbesondere Luftfahrzeugen, pat. ab 12. 2.1918
• 326 539 Rumpf für Flugzeuge mit desachsial eingebautem Motor, pat. ab 28. 2.1917 330 777 Flugzeug, pat. ab 17. 5. 1918
• 327 078 Bootskörper für Flugzeuge, pat. ab 28. 2.1917
• 326 210 Einrichtung zur Verbesserung des Wirkungsgrades von Luftschrauben pat. ab 31.1.1918
• Gebrauchsmuster: M. 58 284 Haubenförmige Laufradverkleidung für Flugzeuge, gesch. ab 30.1.1918
• Modellbau: Peter Freeborn
• Modellfotos: Günter Kusch
• Zeichnungen: Dipl.-Ing. H. J. Lindstädt (Abb. 5, 6)

источник: "Riesenflugzeug-Projekt MERCUR(1918)" LUFTFAHRT international 26