Реактивные самолеты Люфтваффе

Введение

Уже в начале 30-х годов, когда самолет с поршневым двигателем и воздушным винтом считался “королем воздуха”, авиационная наука со всей определенностью указывала, что недалек тот день, когда в своем развитии он приблизится к пределу своих возможностей и что достижимая им скорость вряд ли превысит 800–900 км/час.

Столь суровый диагноз объясняется тем, что мощность, потребная для преодоления аэродинамического сопротивления самолета растет пропорционально кубу скорости. В то же время обычная винтомоторная группа, даже при сохранении коэффициента полезного действия винта в результате изменения его шага, может развивать на заданной высоте лишь ограниченную мощность. Увеличение ее мощности сопряжено с увеличением габаритов, веса и аэродинамического сопротивления винтомоторной группы, а также с увеличением запаса горючего, так как удельный расход горючего прямо пропорционален мощности. Это в свою очередь приводит к увеличению размеров самолета в целом и к росту его аэродинамического сопротивления. По этой причине при скоростях 700–800 км/час даже значительный прирост мощности уже не обеспечивал увеличение скорости полета самолета.

Дальнейший прогресс авиации в части скоростей и высот полета таким образом был связан с применением принципиально новых двигателей — реактивных. В этих двигателях химическая энергия сгорающих веществ преобразуется в тепловую энергию продуктов сгорания (горячих газов), которая в свою очередь превращается в механическую энергию поступательного движения реактивной струи и, следовательно, летательного аппарата, на котором установлен двигатель.

Кроме возможности получения огромной тяги, реактивная силовая установка по сравнению с винтомоторной группой отличается относительной простотой, компактностью и малым весом. Вследствие возможности размещения установки в задней части фюзеляжа или в крыле уменьшается лобовое сопротивление самолета и улучшается обзор, так как кабина пилота может быть помещена в носовой части фюзеляжа.

Отсутствие воздушного винта позволяет уменьшить высоту самолета и избежать необходимости в высоком и тяжелом шасси.

Немаловажным фактором является также то, что в реактивных двигателях можно использовать не дорогостоящий высокооктановый бензин, а другие, более дешевые сорта горючего.

В предшествовавшие второй мировой войне годы исследования, направленные на создание авиационных реактивных двигателей велись достаточно широко в Италии, Великобритании, Германии, СССР и США. При этом отрабатывались две основные группы двигателей — жидкостные реактивные двигатели (ЖРД) и воздушно-реактивные двигатели (ВРД).

У двигателей первой группы термодинамическая установка представляет собой камеру, в которой горючая смесь из жидких компонентов — топлива и окислителя — уже содержит необходимый для горения кислород и не нуждается в подводе атмосферного воздуха. Продукты сгорания выходят через сопло, создавая необходимую для движения самолета силу.

Для обозначения этих двигателей кроме термина “жидкостно-реактивный двигатель” используется также термин “ракетный двигатель”.

У воздушно-реактивных двигателей термодинамическая установка работает на жидком топливе, для сгорания которого требуется подвод кислорода с атмосферным воздухом.

В предвоенные годы наибольших успехов в разработке реактивных двигателей достигли фирмы Германии. Руководство этой страны активно готовилось к войне за мировое господство и рассматривало авиацию наряду с танковыми войсками как основной инструмент ведения этой войны.

При этом в противоположность постановке исследовательской работы в армии, в военно-воздушных силах Германии (люфтваффе) исследования были организованы достаточно хорошо и приносили неплохие результаты. Руководивший исследованиями военно-воздушных сил комитет состоял из людей, подобранных по способностям, они интересовались результатами исследований, а не политикой. Комитету подчинялись подразделения, специализированные по вопросам радиосвязи, радаров, самолетных двигателей, авиационного вооружения и т. д. Некоторые проблемы передавались для разработки в заводские и университетские исследовательские лаборатории, для которых такое положение было идеальным: работа на военно-воздушные силы означала надежное финансирование и полную обеспеченность материалами и персоналом.

Поэтому неудивительно, что немецкие исследования в области авиации в целом и реактивных двигателей в частности значительно опережали то, что делалось в других странах.

Во второй половине 30-х годов, когда испытания реактивных двигателей дали первые обнадеживающие результаты, ведущие германские самолетостроительные фирмы под эти двигатели начали проектировать самолеты. Технические проблемы, с которыми столкнулись конструкторы, были обусловлены в основном двумя факторами: особенностями, присущими силовой реактивной установке и явлениями, возникающими при полетах на скорости, близкой к скорости звука.

Из особенностей реактивных двигателей на компоновочную схему самолета главным образом влияют отсутствие на реактивном самолете винта, наличия мощной струи выхлопных газов с высокой температурой, выбрасываемой двигателем назад с очень большой скоростью, и большие расходы горючего.

Из явлений, возникающих на большой скорости полета, на общую схему самолета и его основные параметры в первую очередь влияет появление местных волновых сопротивлений (волнового кризиса) и связанное с этим нарушение устойчивости и управляемости самолета.

В связи с тем, что эти проблемы были абсолютно новыми, их решение потребовало достаточно много времени и материальных ресурсов, в испытательных полетах погибло несколько летчиков. Тем не менее, уже в 1941–1942 гг. в Германии были созданы реактивные самолеты, которые хотя и нуждались в доводке, но уже могли рассматриваться как боевые самолеты.

Впрочем, принятие реактивных самолетов на вооружение люфтваффе зависело не только от решения технических проблем. Под впечатлением первых успехов германских сухопутных войск и люфтваффе руководство Германии ослабило интерес к разработке новой авиатехники и реактивные самолеты, первоначально лишь ненамного превосходящие по своим характеристикам последние модификации FW-I90 и Bf-109, длительное время не рассматривались как приоритетный вид оружия.

Ситуация начала меняться в 1943 году, когда у СССР и его англо-американских союзников появились новые самолеты с высокими летно-техническими характеристиками, а люфтваффе утратило количественное и качественное превосходство в воздухе. Так как возможности дальнейшего развития состоявших на вооружении люфтваффе боевых самолетов с поршневыми двигателями были исчерпаны почти полностью, со всей остротой встал вопрос о принятии на вооружение новых типов самолетов с реактивными двигателями, тем более что самолеты с такими двигателями уже разрабатывались и испытывались в Великобритании и США. Однако для перевооружения люфтваффе на реактивную технику надо было решить две серьезные проблемы. Во-первых, запуск в серию новых типов самолетов неизбежно привел бы к временному сокращению выпуска самолетов, что в создавшихся для Германии условиях было весьма болезненно. Кроме того, проводившаяся в первые годы войны без особой спешки доводка реактивных двигателей к 1943 году не была завершена и не было никаких гарантий, что серийное их производство может быть начато в ближайшее время.

Тем не менее, в течение 1944 г. на вооружение люфтваффе принимаются истребители Me-162 и He-162, истребители-перехватчики Me-163 и Ba-349, скоростной разведчик и бомбардировщик Ar-234.

Здесь необходимо отметить, что хотя число выпущенных в Германии до окончания войны реактивных самолетов исчисляется несколькими тысячами, какое-либо существенное влияние на ход боевых действий они не оказали. Это объясняется прежде всего, тем, что для обеспечения боевого использования новых самолетов необходимо было осуществить достаточно длительное переобучение пилотов, разработать новые тактические принципы, провести переоборудование аэродромов, значительно удлинив при этом взлетно-посадочные полосы, реорганизовать работу службы наведения истребителей-перехватчиков и многое, многое другое, на что времени уже не было.