Страницы истории реактивного истребителя Messerschmitt Me 262. Часть 2 Первый полет с реактивными двигателями
Продолжение цикла статей историка авиации Вольфганга Мюльбауэра, который, думаю, заинтересует читателей и коллег.
Предисловие редакции: Me 262 вошел в историю авиации как первый серийный реактивный истребитель. Но во время своего первого полета ему пришлось довольствоваться поршневым двигателем. Первый полет с реактивными двигателями, состоявшийся несколько месяцев спустя, почти затерялся в лихорадочной суете запуска серийного производства, но все же он представлял собой важный этап истории Me 262.
Аэродром Аугсбург-Хаунштеттен, 14 апреля 1941 года. Вскоре после захода солнца флюгкапитан Фриц Вендель, обладатель мирового рекорда скорости и, вероятно, самый опытный заводской пилот компании Messerschmitt, отправился в свой первый полет на прототипе Me 262 V1. Полет был выполнен без особого шума, гораздо менее эффектно, чем можно было бы подумать. В конце концов, машина, которой для отрыва от земли требовалась большая длина разбега, представляла собой опытный образец для аэродинамических испытаний. Этой машине не хватало самого необходимого, а именно: двух турбореактивных двигателей, разработка которых постоянно затягивалась. Но, как позднее метко заменил Фриц Вендель,
«стоять на месте – значит идти назад».
И поэтому в качестве временного решения в носовой оконечности фюзеляжа первого прототипа Me 262 V1 был установлен довольно маломощный поршневой двигатель, благодаря которому первый прототип мог бы подняться в воздух.
Тот факт, что первый полет не состоялся несколькими днями ранее, связан с аварией, в которую Вендель попал 3 апреля 1942 года. Во время испытательного полета на опытном палубном истребителе Bf 109 T внезапно возникли такие сильные изгибающие колебания, что истребитель буквально «лопнул» за считанные секунды. Фриц Вендель смог покинуть Bf 109 T с парашютом, но он получил травмы стопы и лица. Как позднее вспоминал Вендель:
«Стопу пришлось зашивать. Я лежал на больничной койке, и врач давал мне мало надежд, что до истечения трех недель я смогу покинуть стены этого пристанища надежды. Снаружи, в экспериментальному цеху на территории завода компании Messerschmitt был почти готов к запуску первый прототип Me 262.»
Далее флюгкапитан Вендель вспоминал:
«Мастер цеха день за днем откладывал завершение работ ради меня, но 18 апреля откладывать уже было невозможно. Я покинул больницу без разрешения врача, меня подвезли к машине (я еще не мог ходить) и хотел совершить первый полет.»
Первый полет был ненадолго отложен, что вполне устроило Венделя:
«В качестве меры предосторожности я сначала совершил полет на Me 210, чтобы определить, смогу ли я своей ногой вообще управлять тормозами и рулем направления. Все прошло нормально, но именно в этом полете при заходе на посадку загорелся правый двигатель.»
Фриц Вендель и его коллега Зепп Зинц летели на высоте 100 метров, и прыгать с парашютами казалось бессмысленным.
«Чтобы добраться до места посадки, мне пришлось дать полный газ левому двигателю и (…) травмированной стопой полностью выжать на левую сторону руль направления. И вот, пожалуйста – всё получилось, и мы благополучно приземлились. В тот вечер в 19:35 я совершил первый в истории полет на Me 262.»
Спустя годы Вольфганг Шпете, ас истребительной авиации и уполномоченный по перехватчику Me 163, ярко описывал неоднозначное впечатление, которое в то время производил на тот момент несовершенный самолёт:
«При первом взгляде этот самолет с точки зрения пилота казался неорганичным и едва жизнеспособным: слишком слабый двигатель с воздушным винтом висел в передней части толстого широкого фюзеляжа и торчащие из бортов маленькие, очень сильно стреловидные консоли крыла. Поскольку профили крыльев были очень тонкими, а передняя кромка заостренной, консоли крыла казались слишком маленькими. Первые полеты, которые мы видели, иначе как «отстойными» назвать было нельзя. Но если взглянуть на очертания летящего самолета снизу, то мнение изменялось в лучшую сторону, потому что становилось понятно, что на самом деле это «быстрая машина».»
Хотя последнее утверждение было невозможно доказать на первом прототипе Me 262 V1, ничтожная мощность силовой установки которого позволяла развивать максимальную скорость всего лишь 420 км/ч в горизонтальном полете и 520 км/ч в пикировании с высоты 7000 метров. Однако этих скоростей было вполне достаточно для того, чтобы изучить основные характеристики управляемости. И эти характеристики были многообещающими, даже если некоторые из них нуждались в улучшении. Так, например, первоначально тяга управления рулем высоты была очень «мягкой»; кроме того, усилия в системе управления элеронами были слишком велики. И то, и другое без проблем можно было устранить. С другой стороны, сдвижная часть фонаря кабины пилота по-прежнему вызывала серьезные нарекания. Мало того, что сильная кривизна искажала обзор, его левая сторона была плохо обработана.
Выхлопные газы двигателя в кабине пилота
После первых рулежечных испытаний в кабине пилота для улучшения обзора было вырезано отверстие диаметром примерно 15 сантиметров. К сожалению, благодаря этому выхлопные газы двигателя, завихренные воздушным винтом, стали попадать в кабину пилота. Когда 7 июля 1941 года Фриц Вендель прервал испытательный полет из-за тошноты, в кабине пилота было установлено вентиляционное устройство, а передняя часть фонаря кабины была окончательно заменена. Кроме того, кабина первого прототипа Me 262 V1 была спроектирована герметичной, как и было указано в спецификации, но без герметичной сдвижной секции, которая должна была быть установлена позже. То же самое относится и с самого начала запланированного для установки катапультируемого кресла – настоящей новинке, которая была установлена лишь на нескольких прототипах Me 262.
В целом, во время испытаний первого прототипа Me 262 V1 Фриц Вендель получил общее положительное впечатление о будущем, хотя и «безлошадном», реактивном истребителе:
«Из всех наших прототипов этот доставил нам меньше всего трудностей.»
Хотя компания BMW, как и расположенная в Дессау компания Junkers Motorenwerke (Jumo), еще не смогли еще не смогли предоставить ни одного пригодного к полетам турбореактивного двигателя, 25 июля 1941 года техническое управление RLM официально заказало изготовление пяти прототипов и 20 предсерийных самолетов Me 262.
Силовая установка как ахиллесова пята
Вскоре после этого, 4 августа, Генрих Бове и Пауль Бадер стали первыми пилотами из испытательного центра Люфтваффе в Рехлине, которые сели в кабину первого прототипа Me 262 V1. Согласно составленному ими отчету о полетах, самолет произвел на них
«впечатление безвредного, но не очень маневренного.»
Кроме того, согласно отчету
«усилия на элеронах были слишком велики. Низкая эффективность руля направления приводит к чувству неуверенности в экстремальных режимах полета (…). По данным испытательного центра (…) хотя для Me 262 V1 достаточно уменьшения усилий на элеронах, для последующих самолетов необходимо повышение эффективности рулевых поверхностей.»
Тем самым самые существенные критические замечания уже были высказаны. Тем более в Аугсбурге были основания с нетерпением ждать прибытия обещанных двигателей BMW P.3302. Более того, новая силовая установка всегда оставалась единственной «ахиллесовой пятой» Me 262 и в большей степени, чем что‑либо или кто‑либо ещё, определяла весь дальнейший путь развития этого истребителя. Поэтому вполне понятно, почему в компании Messerschmitt вскоре стали рассматривать возможность оснастить истребитель пульсирующими воздушно-реактивными двигателями или ракетными двигателями. Эти варианты, предположительно обозначенные как Me 262 W1, Me 262 W2 и Me 262 W3, так и остались проектами, поскольку RLM их отвергло.
Убедительные аргументы
В конце сентября Берлин хотел получить Me 262 в варианте невооруженного скоростного самолета-разведчика, оснащенного двумя турбореактивными двигателями Jumo, прототипы которых к тому времени на испытательном стенде достигли статической тяги 600 кгс. Проектное бюро в Аугсбурге немедленно приступило к работе. 21 октября 1941 года в распоряжении RLM было краткое описание конструкции проектируемой машины. Теоретически, самолет с двумя реактивными двигателями Jumo T2 (004-B), каждый из которых развивал статическую тягу 765 кгс, должен был на высоте 6000 метров развивать максимальную скорость 824 км/ч. Очевидно, что эти аргументы были очень убедительными, поскольку примерно через месяц компания Messerschmitt получила заказ на изготовление макета кабины пилота.
С другой стороны, первый прототип Me 262 V1 с сентября находился в ангаре в ожидании специальных двигателей, которые, как обещала компания BMW, должны были быть поставлены в декабре. Согласно последним планам, эта машина будет использоваться только для нескольких первоначальных испытательных полетов с двигателями P.3302. После этого его планируется как можно быстрее переоборудовать под ракетные двигатели Walter, чтобы с начала 1942 года можно было совершать высокоскоростные полеты. Испытания турбореактивных двигателей компании BMW должны были продолжаться параллельно с эксплуатацией второго прототипа Me 262 V2, который в тот момент вместе с третьим прототипом Me 262 V3 находился на этапе изготовления. По крайней мере, теоретически, поскольку в действительности поставка двигателей компанией BMW постоянно задерживалась. Однако в декабре 1941 года компания Junkers совершила свой решающий прорыв: один из опытных двигателей T1 -(004-A) в течение короткого времени развил тягу 1000 кгс. Компания Jumo постепенно не только выходила в лидеры, но и, благодаря прогрессу в своих разработках, ставит под угрозу эксклюзивность турбореактивного двигателя BMW в качестве основной запланированной силовой установки истребителя Me 262. В любом случае, компания из Аугсбурга с самого начала держала свои двери открытыми для альтернативных вариантов, более двух лет активно обмениваясь информацией с компанией из Дессау и уже работая над конкретными планами, такими как установка специальных двигателей Junkers.
К счастью, появился третий двигатель
Сложно определить, когда именно первые два двигателя P.3302 были поставлены компании Messerschmitt с принадлежавшего BMW завода Берлин-Шенефельде: Фриц Вендель говорит о поздней осени 1941 года, другие источники — о начале марта 1942 года. Возможно, что первоначально в Аугсбург были отправлены макеты двигателей для подготовки к установке на прототип Me 262 V1. При этом оба упомянутых выше двигателя являлись чистыми экспериментальными устройствами, каждый из которых развивал тягу около 450 кгс. Фриц Вендель вспоминал:
«Поршневой двигатель Jumo 210 с пропеллером оставался в носовой части фюзеляжа. Масса самолета был таким большим, потому что помимо третьего двигателя, который вообще не планировался, нам также нужен был дополнительный топливный бак.»
Фактически взлетная масса первого прототипа Me 262 V1 увеличилась с 3080 килограммов на момент первого полета до 5100 килограммов.
25 марта 1942 года переоборудованный самолет наконец вырулил на взлетно-посадочную полосу для своего 29-го испытательного полета. В кабине самолета вновь сидел Фриц Вендель:
«Было очень важно, чтобы оба специальных двигателя безупречно работали во время взлета. (…) В те времена управление такими двигателями (…) требовало настоящего мастерства. Но я уже достаточно напрактиковался – и в берлинском Шёнефельде, и на заводе Jumo в Дессау.»
Взлет прошел безупречно; самолет под управлением Фрица Венделя поднялся на высоту 1000 метров, перешел в горизонтальный полет и разогнался до скорости 450 км/ч. Затем Вендель перевел рычаги управления двигателями в положение малого газа. Вскоре после этого
«…наблюдались значительные колебания показаний манометра давления в системе подачи и одновременно неравномерная работа левого манометра.»
Пилот перевел соответствующий рычаг управления двигателем в положение остановки, но при этом случайно потянул за рычаг другого двигателя. В результате оба двигателя остановились.
«Теперь было трудно поддерживать высоту, используя лишь центральный двигатель. Тем не менее, мне удалось выполнить круг над аэродромом и благополучно приземлиться.»
Необъяснимым невезением является тот факт, что во время послепосадочного пробега сломались амортизационные опоры обеих основных стоек шасси.
После этого полета первый прототип Me 262 V1был заведен в ангар. Хотя оценить летные характеристики в полной мере не удалось, Фриц Вендель отмечает значительные усилия, требующиеся для управления элеронами, а также чрезмерно высокую – и некомфортную для пилота – скорость снижения при заходе на посадку. Отчет Вендлеля завершался следующими словами:
«Общее впечатление от самолета – неудовлетворительное. Уже сейчас можно сказать, что пилоты средней квалификации не могут управлять этим самолетом с такой высокой удельной нагрузкой на крыло.»
Кроме того, технический осмотр выявил разрушение лопаток компрессора в обоих двигателях. Вендель прокомментировал это так:
«Необъяснимый факт, поскольку частота вращения валов двигателей во время моего полета была не выше, чем во время моих предыдущих испытаний в Берлин-Шёнефельде. Инженеры-испытатели компании BMW и в течение нескольких месяцев мы ничего о них не слышали.»
Требуются самолеты-разведчики
Спустя три дня после неудачного испытательного полета макет разведывательной модификации самолета был осмотрен уже в третий раз, и вновь комиссия потребовала внести в его конструкцию изменения. Ранее с RLM была достигнута договоренность о соответствующей модификации прототипа. Однако неудачный полет 25 марта привел к решению отложить этот шаг до тех пор, пока специализированные двигатели не подтвердят свою надежность. На следующий день RLM даже сократило производственный заказ – пока лишь до пяти опытных экземпляров, – отложив решение о дальнейших шагах до момента их успешных испытаний. В свою очередь, компания Messerschmitt предложила оснастить прототипы Me 262 V3, Me 262 V4 и Me 262 V5 менее амбициозными в техническом отношении и более перспективными двигателями компании Jumo. Пока что только второй прототип Me 262 V2 должен был оснащаться двигателями компании BMW, хотя их полная переработка была неизбежна.
Первый полет с использованием исключительно реактивной тяги
Для этой цели 15 марта 1942 года двигатель Jumo T1, установленный под фюзеляжем самолета Bf 110 (служившего летающей лабораторией), успешно совершил свой первый полет. Тем не менее, первые два опытных экземпляра двигателей прибыли в Аугсбург лишь 1 июня. Оба двигателя развивали значительно большую тягу, чем двигатели BMW, – по 840 кгс каждый. После того как оба двигателя были в кратчайшие сроки установлены на третий прототип Me 262 V3, полностью оснащенная машина была доставлена в Лайпхайм – место, которое в то время было засекреченным и которое благодаря взлетно-посадочной полосе длиной 1100 метров гораздо лучше подходило для испытательных полетов реактивного самолета, чем небольшой аэродром в Хаунштеттене.
18 июля 1942 года наконец-то состоялся долгожданный первый полет Me 262 с использованием исключительно реактивной тяги. Сначала Вендель выполнит несколько высокоскоростных пробежек по взлетно-посадочной полосе. Теоретически, самолет должен был взлететь на скорости 180 км/ч, но этого не произошло:
«Во время начальных рулежечных испытаний я после прохождения 800 метров полосы достиг скорости 180 км/ч. При этом я никак не мог воздействовать на руль направления или, по крайней мере, не ощущал никакого сопротивления на педалях. Оторвать хвостовую стойку шасси от земли было попросту невозможно.»
– так доложил Фриц Вендель после первых пробежек. Продолжение пробежки после прохождения 800 метров полосы было исключено, поскольку оставшаяся длина взлетно-посадочной полосы была необходима для пробега с последующей остановкой. В конечном итоге Вендель и команда по проведению испытаний пришли к выводу, что
«отсутствие потока воздуха от воздушного винта в сочетании с большим углом атаки не позволяло обеспечить эффективное обтекание рулевых поверхностей на таких скоростях на данных скоростях. Испытания наглядно показали, что реактивным самолетам совершенно необходимо шасси с носовой стойкой, чтобы они с самого начала движения могли начинать разбег с малыми углами атаки.»
Но как же вообще поднять Me 262 V3 в воздух? Позднее Фриц Вендель так вспоминал об этом:
«Кто-то предложил после прохождения 800 метров полосы резко нажать на тормоза, чтобы возникший момент тангажа уменьшил угол атаки и позволил бы поднять самолет в воздух. Предложение было вполне разумным, хотя его практическая реализация, разумеется, была сопряжена с большим риском. Потому что, если попытка не удалась, я не смог бы остановить самолет до конца взлетно-посадочной полосы.»
Фриц Вендель поставил на чашу весов весь свой опыт и пошел на этот риск, по сути это означало все или ничего. Следующим утром в 8:40 самолет начал движение по взлетной полосе:
«Как только я нажал на тормоза, самолет клюнул носом; но как только он выровнялся, я сразу же почувствовал усилия на рулях высоты и их эффективность, и я сразу же смог взлететь.»
Двенадцать минут спустя Виндель благополучно приземлился. Пожалуй, самый важный его вывод – который особенно приятно было услышать присутствовавшим представителям фирмы Junkers – сводился к следующему:
«Мои реактивные двигатели работали как часы.»
Внезапно путь к созданию успешного реактивного истребителя стал очевиден:
«Было очень приятно летать на этой машине. Я редко испытывал такой восторг от первого полета на новом самолете, как во время полёта на Me 262.»
После тщательного согласования с присутствующими специалистами, а также лично с Вилли Мессершмиттом, в полдень состоялся второй испытательный полет. Его продолжительность составила 13 минут. В горизонтальном полете Вендель достиг скорости 550 км/ч, но с другой стороны он обнаружил некоторые недостатки машины:
«Стало очевидно, что при выполнении разворотов на внутренних частях крыла срыв потока начинался относительно рано. Это означало, что виражи можно было выполнять лишь при сравнительно небольших углах атаки. Внутренние части крыла испытывали значительные аэродинамические нагрузки из-за малой длины хорды. Передняя кромка крыла (…) отходила от фюзеляжа под прямым углом, чтобы затем за двигателями отклонялась назад, образуя хорошо известную стреловидность. С другой стороны задняя кромка (…) соединялась с фюзеляжем под близким к прямому углом.»
В следующей части цикла статей читайте о том как успешно была решена эта аэродинамическая проблема и что ждало первые прототипы Me 262.
Технические характеристики – первый прототип Me 262 V1
Длина 10,46 м**
Высота 2,80 м (без шасси)**
Размах крыла 12,35 м**
Площадь крыла 20,00 м²*
Силовая установка: один 12-цилинждровый рядный двигатель жидкостного охлаждения Jumo 210 G со взлетной мощностью 730 л.с.
Взлетная масса 3155 кг*
Вооружение: отсутствует
Экипаж: один человек
* проектное предложение III
** технический паспорт Me 262 V1
Источники (выборочно)
Messerschmitt AG: Me 262 Protokolle vom 8.4.1941, 16.10.1941, 6.3.1942, 26.3.1942 und 31.3.1942
Messerschmitt AG: Me 262 Aufklärer Vorl. Datenblatt Projektwerte vom 5.11.1941
Späte, W.: Die Me 262. In: Weltluftfahrt, Heft 11/1955, S. 263
Wendel, F.: Die Werkserprobung der Me 262. In: Weltluftfahrt, Heft 11/1955, S. 263ff
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Фриц Вендель, шеф-пилот и обладатель мирового рекорда
Фриц Вендель родился 21 февраля 1915 года в семье виноделов из Пфальца и в своем жизненном пути должен был пойти по стопам своих родителей. Вместо этого в возрасте 15 лет он увлекся планеризмом; впоследствии он прошел обучение в немецкой школе подготовки коммерческих пилотов, стал летчиком-инструктором немецких ВВС, а в 1936 году поступил на службу в компанию Messerschmitt. Проявив исключительную смелость, Вендель 26 апреля 1939 года установил мировой рекорд скорости для самолетов с поршневыми двигателями, пролетев на Me 209 V1 со скоростью 755,138 км/ч, после чего ему было присвоено звание флюгкапитана. Его рекорд продержался 30 лет. Даже после исторического первого полета на Me 262 V3, состоявшегося 18 июля 1942 года, он продолжал участвовать в общей программе Me 262. Помимо прочего впоследствии Фриц Вендель курировал соответствующие строевые подразделения. После войны он породнился с семьей владельцев пивоварни в Аугсбурге и впоследствии стал директором этого предприятия. Он также занимал ряд почетных должностей и принимал активное участие в деятельности местной авиации общего назначения. В воскресенье 9 февраля 1975 года Фриц Вендель погиб на охоте в результате трагического случая.
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Катапультируемое кресло в Me 262
Долгое время существовали планы по оснащению истребителя катапультируеммым креслом. Однако до сих пор неясны обстоятельства его создания и внешний вид. Описание принципа действия приведено на листе 12 документации проектного предложения II от 16 января 1940 года. В частности, там сказано:
«Усилие, необходимое для выброса кресла, создается баллоном со сжатым воздухом, который одновременно выполняет функцию рабочего поршня. Давление заполнения 150 атм. В исходном положении поршень и цилиндр зафиксированы относительно друг друга с помощью шарикового стопорного механизма; расцепление производится посредством рукоятки, расположенной на кресле в районе коленей пилота.»
Кроме того, для разгона массы в 120 кг необходимо обеспечить
«постоянное ускорение 5,0 g и конечную скорость 8,5 м/с».
Более того, известно лишь о двух снимках крупным планом установки катапультируемого сиденья на первом прототипе Me 262 V1, которая, по-видимому, носит чисто экспериментальный характер.
источник: Wolfgang Mühlbauer «Die Me 262 Fliest erstmals Düsenantrieb. Start in eine neue Ära» «Flugzeug Classic» 2017-06, Seiten 14-21