Тяжелый самолёт 1916-го года с двумя двигателями общей мощностью 600 л.с. Австро-Венгрия

Данный материал, переведенный уважаемым коллегой NF и доработанный мной, выкладывается на сайт в продолжение темы тяжелых немецких бомбардировщиков Первой Мировой войны.

Под этим названием его конструктор Рихард фон Мизес (Richard von Mises) в 1937 году впервые сообщил о двухмоторном, оснащенном необычной силовой установкой, самолёте-бомбардировщике, который он должен был строить в 1915-1916 годах по заказу императорско-королевского авиационного арсенала (позднее лётный арсенал FLARS). FLARS был образован во время войны из технического отдела ВВС и в его обязанности входило создание, испытания и распределение всех материалов австро-венгерских ВВС.

Об этом самолёте, который должен был строиться под столь необычным обозначением, в опубликованной литературе (за исключением источников упомянутых как работы 1,2 и 10) практически нет открытых сведений. При этом в данном бомбардировщике речь идёт всё-таки о первом тяжелом самолёте Монархии и одновременно вообще о крупнейшем строившемся в Австрии самолете. Три его прототипа были построены и облётаны. В сравнении с соответствующими ему немецкими образцами, из которых первый был оснащен тремя 240-сильными двигателями Майбах и весной 1915 года осуществил первые полёты, австрийская конструкция выглядит относительно небольшой и оснащенной слабыми двигателями.

К моменту завершения разработки нового бомбардировщика имелась находившаяся в разработке силовая установка большей мощности, о существовании которой фон Милес знал ранее как руководитель отдела продаж Austro-Daimler.

Австрийская (Austro-) Daimler AG в Винер-Нойштадте (Wiener Neustadt) в апреле 1915 года изготовила разработанный директором доктором-инженером Фердинандом Порше 15-тилитровый 160-сильный шестицилиндровый двигатель водяного охлаждения с расположенным в верху распредвалом, который в общем был оценён очень позитивно.

Примерно в то же время в управлении сухопутных войск был выдан заказ на разработку на основе уже созданного шестицилиндрового двигателя 300-сильного рядного двигателя с V-образным расположением цилиндров. Двигатель должен был иметь по четыре клапана на цилиндр (135×175 мм) и два карбюратора. Управление расположенными сверху распредвалами с приводом от передней части двигателя была перенято от Daimler-Mercedes. При 1400 оборотах в минуту так называемая «полезная мощность» двигателя должна была быть не менее чем 345 л.с..Удельная мощность должна была составлять 1,37 л.с./кг.

Новый двигатель, первоначально предусмотренный для установки на морские самолёты (по другим источникам на некоторые бомбардировщики и дальние разведчики), имелся в наличии в начале 1916 года. Из-за своей по меркам тех лет необычайно высокой мощности он очень быстро привлёк внимание других заинтересованных ведомств. Среди них так же и немецкой инспекции ВВС (Idflieg). Двигатель в июле 1916 года прошел длительные испытания на испытательноном стенде в Адлерсхофе (Adlershof). Испытания прервались через 7 часов из-за разрушения коленчатого вала после того как была замерена средняя мощность 324 л.с. при 1280 об/мин. Причиной разрушения послужила деформация картера, вызванная его недостаточной жесткостью. Благодаря соответствующим изменениям в моторном блоке этот начальный дефект был устранён.

От двигателя, чей удельный вес с номинальными 1,5 кг/л.с. был сравнительно выгоден, соответствующие немецкие инстанции отказались, несмотря на внесённые в него изменения, не по причине прерванных испытания, а из-за его больших размеров.

Рис. 1. Снимок возможно изображaет первый прототип 30.07 с клёпаным шасси. Заметно положение железных крестов (Eisernen Kreuzes) здесь и на снимках 2 и 3. Путаница с подпорками силовых установок при более близком рассмотрении заметно влияла на их расположение.

В этом отношении в Австрии имелось меньше сомнений и там новый двигатель был выбран для установки на бомбардировщик Милеса. Самолёт в представлении его конструктора должен был летать с двумя новыми 300-сильными двигателями установленными перед и за пилотской кабиной поперёк направления полёта. Оба двигателя должны были приводить в движение при помощи расположенных по обе стороны удлинённых приводных валов через угловой редуктор два винта с противоположным вращением таким образом, что направление вращения переднего и заднего винтов было разным. Крестообразно расположенные друг напротив друга винты вращались в одну сторону.

Центрально расположенная силовая установка этого или аналогичного вида были тогда предложены в различных вариантах, например Schütte-Lanz R-Projekt 1916 (проект самолета R-класса 1916 года), AEG-Aviatik R-Projekt, Siemens-Schuckert патент 336.707и другие, но в этих случаях каждый двигатель приводил в движение только один винт, а не два, как в «Тяжелом самолёте 1916-го года с двумя двигателями общей мощностью 600 л.с.».

В строившися в то же время немецких самолётах G- и R-классов двигатели устанавливались как центрально в фюзеляже (R-класс), так и вне фюзеляжа в гондолах (G-класс). Сторонники и критики обоих этих вариантов сами долгое время после войны не могли прийти к единому мнению какой вариант расположения силовой установки был лучше. Преимущества так называемых «разгруженных крыльев», в которых расположенные по длине несущих плоскостей двигатели, топливные баки в полёте из-за вращения винтов частично компенсировали изгибающий момент и благадаря этому позволяло строить более лёгкие конструкции в то время не могло быть использовано.

Почему в конструкции 600-сильного самолёта было принято решение центрального, независимого от конструкции плоскостей, расположения двигателей не понятно. Возможно было желание создать не нарушаемое двигателями аэродинанамически чистое крыло и сконцентрировать вес агрегатов и экипажа по возможности в узком пространстве.

Рис. 2. Вторая машина обозначенная как 30.17. Часть конструкции фюзеляжа смещена назад и шасси в сравнении с первым прототипом значительно усилено.

В ноябре 1915 года фон Милес (еще руководитель FLARS) решает возглавить проработку чертежей проекта и его строительство.

В виду сложностей, которые возникали уже из-за размеров проектировавшегося самолёта, силовых установок нового типа и использования еще не опробованных двигателей, решено было отказаться от дальнейших экспериментов по части конструкции. Для несущих плоскостей при этом решено было вернуться к опробованной бипланной схеме с простой конструкцией и общепринятым управлением. Только для рулей направления и высоты было решено принять экстравагантное решение. Hа основании проблемм стабилизации и из за военно-технических требований было решено принять 4 руля.

Большая самолётостроительная программа (расположение двигателей и вооружения) не испытывала каких либо вмешательств со стороны командира авиационного арсенала майора (позже полковника) Людвига Лейдла (Ludwig Leidl). В процессе своего развития программа не имела каких либо изменений, что в вместе с почти неограниченными финансовыми ресурсами и обширными полномочиями фон Милеса позволило ему 2 июля 1916 года после 7 месяцев работ представить свою «птицу» для первого полёта.

Перед этим Автсро-венгерская авиационная фабрика Авиатик ГМБХ (Oester.-Ungar. Flugzeugfabrik „Aviatik» G.m.b.H.) в Эсслингене (Esslingen) вблизи от адродрома Асперн (Aspern) должна была построить большой ангар для монтажа. Задолго до этого все рабочие чертежи были готовы, и в январе 1916 года можно было начать строительство первого корпуса. В Винер-Нойштадте к этому времени были обследованы многие варианты расположения редуктора. В марте начались пробные пуски двигателей и редукторов. Примерно двумя месяцами позже начались первые пуски силовой установки (двигателей, редукторов и винтов) смонтированных на самолёте. Календарный план показывал, сколько работы должно было быть одновременно сделано.

Рис. 3. Передний двигатель второй машины при пробных пусках. По сравнению с первоначальными проектными четежами изображенный самолёт имеет значительные изменения в элементах управления и пилотской кабине.

Самолёт был готов к полёту 1 июня 1916 года, но при пробегах по лётному полю выяснилось, что установленное шасси оказалось полнocтью не пригодным — не в последнюю очередь из-за концентрации массы на центральную ось. Так же выявились и прочие серьёзные недостатки. В тесном помещении с установленными рядом друг с другом двигателями при пробных холостых пусках двигателей с неприятной регулярностью становилось очень жарко, потому как охлаждение оказалось не достаточным. Свечи часто забрызгивались маслом. Обслуживание двигателей из за узкого моторного отсека было неудобным, сброс винтов был следствием ошибок соответствующих муфт сцепления (как выяснилось и у сопоставимых немецких самолётах). Это было равнозначно долгое и нудное занятие по устранению недостатков.

Несмотря на свои «детские болезни» и некоторые задержки самолёт под управлением инженера Заттлера (Sattler) и фон Милеса в качестве второго пилота смог совершить свой первый полёт 2 июля 1916 года.

Полёт проходил спокойно. Продольная и поперечная устойчивости легко выдерживались. Управление было лёгким (только воздействие элеронов было несколько слабым). После нескольких кругов полёт продолжительностью в 10 минут завершился успешным приземлением на летном поле.

После некоторых незначительных изменений, выполненных после первого полёта, машина летала несколько раз без каких бы то ни было недостатков вплоть до вечера очень жаркого дня 28 июля 1916 года, когда при приземлении машина сорвалась с высоты примерно 20 метров и разбилась. При ударе сломались сначала несущие плоскости, затем фюзеляж и рули. Hаходившиеся в машине пилоты после столь тяжелых разрушений выбрались из неё невредимыми. Прочная конструкция средней части фюзеляжа спасла их.

Рис. 4. Изображение показывает, предположительно, 2-ю машину с опущенным к нижнему крылу фюзеляжу. Обратите внимание на разбиение EK на вертикальном оперении.

Весь полученный на этой машине опыт был использован при сборке второй машины (30.17). Она получила полностью новое шасси. Нижняя часть фюзеляжа в районе расположения пилотской кабины была выполнена более объемной, чтобы разместить стреляющий вниз третий пулемёт с лежащим стрелком. После того как руль направления прототипа показал свою недостаточную эффективность на 30.17 он был изменён.

В первом полёте второй машины, которая была готова к старту в конце октября 1916 года, откомандированный фон Милес не принимал участия. Оценка пилота старшего лейтенанта Лани (Lanyi) в отношении 30.17, данная им 23 ноября 1917 года, в целом была позитивна:

1. Самолёт мог перемещаться на земле с двигателями работающими на 900 об/мин.
2. Шасси и амортизаторы показали себя хорошо, покрышки имели недостатки.
3. Самолёт хорошо управлялся на земле.
4. Самолёт поднялся в воздух на одном работающем на полном газу моторе и держался в воздухе.
5. Маневренность была очень хорошей.
6. Руль направления хорошо уравновешен.
7. Pуль высоты более чувствителен чем у тяжелого самолёта «Бранденбург» (Brandenburg-Großflugzeug).
8. Управление возможно без приложения больших усилий.
9. Приземление было хорошим, шасси было достаточно прочным.

В докладе о полете не было сказано, что возникшие ранее проблемы с силовой установкой так и не были устранены. Двигателя забрызгивались маслом и будучи горячими плохо глушились.

В конце 1916 года была готова так же третья машина (30.18 или Gr III). Она выполнила весной 1917 года многие полёты, но в ходе опытных полётов была повреждена и отремонтирована. Так как облёт машины в начале 1918 года был еще не завершен, всё еще возникавшие проблеммы с силовой установкой потребовпли её замены. Были ли проведены эти работы на самом деле — неизвестно.

После того как вторая машина 30.17 в апреле 1918 года из за поломки шасси была потеряна, программа 600-сильного самолёта была приостановлена. С момента перевода фон Милеса (он стал ответственным за технические вопросы самолётостроения) он не смог и не хотел влиять на развитие программы.

С завершением программы, в которой принимали участие многочисленные известные ученые как профессор Кноллер (Knoller) (аэродинамика), Катцмайер (Katzmayr) (воздушные винты), было завершено исследование, которое самое позднее еще в начале 1917 года должно бы быть остановлено. Работы по программе до создания боеготового бомбардировщика потребовали значительных затрат средств и времени.

В любом случае было показано, что требуемые в начальной фазе проекта ТТХ самолёта в помежуточной стадии были значительно превышены, при том, что само техническое задание уже сильно устарело.

При применении в качестве бомбардировщика тяжелый самолёт фон Милеса теоретически мог подвергнуть бомбардировке цели индустриального центра Милан. В действительности же из-за своей низкой скорости и скороподъёмности, которые не давали каких либо шансов уцелеть в противостоянии со значительно превосходящими истребителями противника, его военная ценность стала очень низкой.

Не смотря на то, что 600-сильный самолёт в военном отношении не имел большого значения, с технической точки зрения это был шаг вперёд возможно несколько лучший, чем считал сам фон Милес.

Описание прототипа 600-сильного тяжелого самолёта

Проект Рихарда фон Милеса разработан и построен по заказу императорско-королевского воздушного арсенала в 1916 году

Общее

Под прототипом подразумевается биплан с двумя винтами, приводимыми в движение 12-цилиндровыми V-образными двигателями с номинальной мощностью в 300 л.с. каждый.

Несущие плоскости

Биплан с верхним крылом большим чем нижнее. Прямой центроплан, консоли крыльев имют небольшую стреловидность. Установлены элероны. На 30.07 элероны прямоугольной формы и только на верхнем крыле, у 30.17 и 30.18 трапециобразные с большей стороной снаружи. На 30.17 элероны сначала были установлены только на верхнем крыле, позднее и на нижнем. На 30.18 элероны изначально устанавливались на верхнем и нижнем крыльях. Нижнее крыло в районе фюзеляжа на задней кромке имеет вырез.

Рис. 5. Профиль крыла 600-сильного самолета, который фом Милес заимствовал у  французского Profil Eiffel Nr. 32. S-образная форма должна снизить перемещиние точки приложения давления и улучшить лётные характеристики.

Профиль крыла — Eiffel 32 с сильным S-образный изгибом посередине, чтобы избежать перемещений точки приложения давления.

Фюзеляж

Каркас их стальных труб обтянутых полотном. Расположенная между обоими двигателями кабина пилотов укреплена восемью металлическими трубами (между точками опор редуктора). Расположение бортового вооружения в носовой части фюзеляжа и позади верхнего крыла. На 30.17 и 30.18 введена дополнительная огневая точка для лежащего стрелка в нижней части позади кабины пилотов. Хвостовая часть фюзеляжа заострённая.

Хвостовое оперение

Кили треугольные, руль высоты имел бипланную конструкцию. Два параллельных установленных справа и слева от фюзеляжа трёхугольных киля и четыре соединённых руля направления.

Шасси

Изначально предусматривалась клёпаная конструкция из лёгкого сплава. В случае её непригодности предусматривалась замена на стальную конструкцию с деревянными элементами. Новая конструкция была значительно тяжелее, но её прочность сначала оставляла желать лучшего. Данная задача была удачно решена только в вариантах 30.17 и 30.18. Основное шасси первой машины имело 4 колеса, у обоих следующих по 8 колёс.

Силовая установка

Два двигателя 12-цилиндровых V-образных двигателя номинальной мощностью 300 л.с. каждый, установленных поперёк направления полёта впереди и позади кабины пилотов, приводили в движение при помощи угловых редукторов установленные по обе стороны фюзеляжа винты противоположного вращения. Передний и задние винты вращались в разных направлениях. Редукторы установлены в оконечностях фюзеляжа.

Радиаторы смонтированы несимметрично на обеих сторонах фюзеляжа.

Винты деревянные двухлопастные постоянного шага. Диаметр винтов 2800 мм. Высота оси винтов 3350 мм. На 30.07 передние винты без обтекателей, задние винты — с конусообразными обтекателями.

Вооружение

На первой машине в носу фюзеляжа (позиция А) и позади несущих плоскостей (позиция В) были установлены кольцевые вращающиеся лафеты. На обеих последующих машинах была дополнительно введена нижняя пулеметная точка (позиция С). Лежащий на выпуклом полу фюзеляжа стрелок стрелял назад через открывающийся в полу фюзеляжа проём. Диаметр вращающихся лафетов 1,25 метра.

Бомбовая нагрузка общей массой 300-500 кг размещалась последовательно по обеим сторонам лафетов. На проектном чертеже указано 7 бомб весом по 50 кг.

Вес (проект)

Крылья 118 м²,(нагрузка 4,9 кг/м²) 587,2 кг

Фюзеляж, включая надстройку, 435 кг

Хвостовое оперение 165 кг

Шасси (2 вариант) 370 кг.

Силовая установка:

Двигатели вместе с редуктором и винтом

2 × 625 кг = 1250 кг

Траверсы 2 × 54 кг =108 кг

Радиаторы 2 × 45 кг

1448 кг 

2996,2 кг

Вооружение: 3 пулемёта,7 × 50 кг бомб Боеприпасы (2 вариант) около 500 кг

Расходные материалы (бензин, масло,вода на 5 часов) 820 кг

4316,2 кг

4 члена экипажа и парашюты 360 кг

около 4646,2 кг.

Представленные веса с высокой вероятностью имеют мало общего с изготовленными машинами, которые по многим причинам были значительно тяжелее. Точная развесовка не может быть указана.

 Рис. 6. 600-сильный тяжелый самолёт фон Милеса (проектный чертеж).

 Рис. 7. Первая машина 30.07 легко заметна по прямоугольным элеронам.

Рис. 8. Первая машина 30.07. Вид спереди. Легко отличима по четырем одиночным колёсам основного шасси.

Рис. 9. Первая машина 30.07

 Рис. 10. Вторая машина 30.17 с изменёнными элеронами на верхнем крыле. Позднее на нижнем крыле были установлены элероны, устанавливавшиеся так же и на 30.18. В данный момент на 30.17 они еще отсутствуют.

 Рис. 11. Вид спереди 30.17 и 30.18. Шасси с двойными колёсами.

Рис. 12. Вид 30.17.

Технические данные 600-сильного самолёта фон Милеса

Производитель Oesterr.-Ungar. Flugzeugfabrik „Aviatik» G.m.b.H., Предприятие в Эсслингене

Год постройки 1915-1916

Экипаж 4 человека

Размах верхнего крыла 22,6 м

Размах нижнего крыла 16,8 м

Длина 15,4 м и 14,35 м соответственно

Площадь несущей поверхности 118 м²

Угол поперечного V крыла 1°45’ (нижнее крыло)

Стреловидность 4°30’

Среднее можплоскостное расстояние (Flächentiefe) 3 м

Удлинение крыльев 7,5 м

Силовая установка

Число двигателей 2

Тип двигателя 12-цилиндровые V-образные

Мощность 2×300 600 л.с.

Расход топлива при экономической скорости 220 г/л.с.×ч

Рабочие характеристики

Максимальная скорость 150 км/ч

Скорость приземления 104,5 км/ч

Время подъёма на высоту 1000 метров 7 мин

Продолжительность полёта 5 часов

Дальность полёта около 600 км

Удельная нагрузка на крыло 40 кг/м²

Удельная нагрузка на мощность 7,8 кг/л.с.

При сравнении проектных чертежей из (1) и чертежей из (10) с до сих пор известными фотографиями показано, что некоторые из характеристик (длина, площадь крыльев, вес и др.) вполне реальны.

Представленные дипломированным инженером Линдштедтом (Lindstädt ) новые чертехи (см. схемы с 7 по 12) соответствуют сегодняшнему состоянию установленных данных.

Календарный план тяжелого 600-сильного самолёта фон Милеса

Типовое обозначение

• Gr. I (30.07)
• Gr. II (30.17)
• Gr. III (30.18)

Рихард фон Милес. Биографические данные

Многочисленные публикации в том числе изданное в Первую Мировую войну «Учебное пособие для обучения полётам». До 1936 года выпущено 5 (!) немецких изданий. Занимался помимо математики и механики философскими проблемами. Bыдающийся знаток и конструктор примечательного самолёта.

источник: «Ein 600-PS-Großflugzeug vom Jahre 1916» LUFTFAHRT international,15