Junkers «задом наперед». Ju-287
В конце 1942 года фирма «Юнкерс» получила задание на разработку нового четырехмоторного бомбардировщика, оснащенного турбореактивными двигателями. Проект Ju-287 подразумевал создание самолета, способного летать на скоростях не менее 800 километров в час. В то время каждая сотня километров была настоящей крепостью, которую приходилось долго осаждать перед взятием. Но обстановка на фронтах требовала более скоростной техники и инженеры постоянно предлагали новые идеи.
Выработка аэродинамического облика новой машины была поручена аэродинамическому отделу «Юнкерса» под руководством Ганса Вокке. Требования по скорости вынуждали применять особенный подход к аэродинамике самолета. Тем не менее, фюзеляж удалось сделать без особенных изысканий. Куда большие трудности вызвало хвостовое оперение и крыло. Требуемая высокая скорость полета вынуждала конструкторов применить стреловидное крыло. Благодаря особенностям обтекания оно повышало теоретически возможные скорости полета. В то же время, оптимальная для такой скорости стреловидность ощутимо портила взлетно-посадочные характеристики самолета. Поэтому инженеры «Юнкерса» после долгих споров решили применить одну идею, которая давно витала в воздухе, но не находила практического применения. Они решили использовать крыло обратной стреловидности (КОС). Немецкие ученые-аэродинамики уже знали, какие преимущества дает такое крыло. За счет специфического стекания потока по крылу не наружу, а внутрь, к фюзеляжу, оно имеет большую подъемную силу, чем крыло прямой стреловидности того же размаха, площади и т.п. Одновременно с этим улучшается аэродинамическое качество и, как следствие, повышается маневренность.
Было сделано несколько моделей будущего самолета с КОС. По итогам десятков продувок в аэродинамических трубах оптимальной была признана стреловидность в -23°. Она одновременно давала хороший прирост характеристик и не усложняла конструкцию. Однако исследования показали, что самолет с крылом обратной стреловидности может летать только при соблюдении определенного диапазона углов атаки. При выходе за его пределы крыло подвергалось дивергенции – консоль начинало буквально выкручивать. При отсутствии своевременных мер крыло разрушалось. В связи с этим уже на стадии продувок были выработаны рекомендации по допустимым режимам полета. Поскольку сперва было нужно отработать созданное крыло на практике и только потом заниматься созданием боевого самолета, было решено построить некую «помесь» опытного образца и летающей лаборатории. Для этого взяли фюзеляж от самолета He-177 и хвостовое оперение от бомбардировщика Ju-188. С крылом для этого летающего чуда пришлось помучаться. Дело в том, что в конструкции разработанного крыла достаточной жесткости просто не нашлось места для уборки шасси. Поэтому шасси опытного самолета пришлось делать неубирающимся. Носовую стойку позаимствовали у трофейного американского B-24 Liberator, а основные представляли собой переработанные узлы от транспортника Ju-52. Все колеса были закрыты обтекателями наподобие «лаптей» Ju-87. Четыре турбореактивных двигателя Jumo-004 пришлось размещать, что называется, где было место. Два удалось установить под крыло, а два другие приделали к носовой части фюзеляжа. Все работы по переделке имеющейся техники в летающую лабораторию с индексом Ju-287V1 были проведены весной и в начале лета 1944 года.
В августе того же года летчик-испытатель З. Хольцбауэр впервые поднял Ju-287V1 в воздух. Взлет был непростым. Нормальная взлетная масса самолета колебалась около отметки в двадцать тонн. С четырьмя двигателями по 800-900 кгс тяги каждый взлет такой машины превращался в длительное и трудное мероприятие. Поэтому в первом же полете под крыльевые мотогондолы Ju-287V1 были подвешены жидкостные ускоритель Walter HVK109-502 (500 кгс). Даже с дополнительной тонной тяги самолет довольно долго разгонялся по взлетной полосе и не хотел подниматься в воздух. Тем не менее, набрав необходимую скорость, он пошел вверх даже резвее своих собратьев с крылом прямой стреловидности. По словам Хольцбауэра, новое крыло придало Ju-287V1 замечательную управляемость по крену. Еще один сюрприз ожидал летчика перед посадкой. Выпущенные закрылки почти никак не повлияли на ход снижения. Удельная нагрузка на крыло у Ju-287V1 превышала 300 килограмм на квадратный метр. Несмотря на это, при заходе на посадку со скоростью около 240 км/ч самолет вел себя уверенно и стремления к сваливанию не проявлял. Касание было произведено на скорости порядка 180-190 км/ч.
Первый полет предназначался для первоначального изучения характеристик самолета с КОС. Начиная со второго, Ju-287V1 получил целый набор исследовательской аппаратуры – самописцев и т.п. Также всю поверхность крыльев покрыли шелковинками (закрепленные к самолету за один конец небольшие нити), а в фюзеляже, между крылом и оперением, поставили кинокамеру и прозрачный обтекатель для нее. При помощи этих вещей инженеры и аэродинамики Junkers собирали наглядную информацию об особенностях течения потока по поверхностям революционно нового крыла. В ходе первых 17 испытательных полетов Ju-287V1 удалось получить достаточно информации для улучшения конструкции. Оказалось, что при выполнении глубоких виражей, равно как на выходе из пикирования, рули высоты и направления начинали терять свою эффективность. Благодаря шелковинкам и кинокамере удалось установить причину этого: хвостовое оперение вместе с рулями оказывалось в спутном следе крыла. Однако такая проблема наблюдалась далеко не во всех диапазонах углов атаки. Снижение эффективности рулей в итоге было признано одним из способов контроля за углом атаки – как только маневры начинают идти туго, необходимо выравнивать самолет, иначе скоро начнется дивергенция и крыло разрушится прямо в полете. Второй недостаток Ju-287V1 крылся в расположении двигателей. Как оказалось, два двигателя в носовой части фюзеляжа не только увеличивали общую тягу, но и создавали момент на кабрирование. Во избежание повреждения крыла и фюзеляжа реактивной струей от передних двигателей последние были размещены с небольшим развалом наружу и под углом к горизонтали. Это берегло конструкцию от перегрева, но усложняло продольную балансировку, а кроме того, провоцировало подъем носа и увеличение угла атаки. При этом нельзя не признать, что даже со всеми своими недостатками и фиксированным неубираемым шасси первый опытный экземпляр Ju-287 все же смог покорить скоростной рубеж в 650 км/ч. Неплохой результат для машины, предназначенной для исследований полетов на малых скоростях.
Для полноценных испытаний во всем допустимом диапазоне скоростей летом 44-го был построен второй опытный самолет под названием Ju-287V2. В отличие от самолета V1, второй экземпляр представлял собой полностью новую конструкцию. Благодаря этому, например, удалось сделать полноценное убирающееся шасси. Да и внешне новый самолет выглядел гораздо лучше своего предшественника. Правда, неплохой экстерьер новой машины был «компенсирован» ее трудной судьбой. Планер Ju-287V2 был сделан довольно быстро. Но тут возникла загвоздка с двигателями. Теоретически, на Ju-287V2 можно было ставить что угодно – от BMW-003 до HeS-011. Таким же большим был и разброс в мощности «претендентов». Казалось бы, выбирайте самый лучший, мощный и удобный двигатель, да ставьте на самолет. Только на дворе была вторая половина 44-го года и союзники уже давно активно бомбили заводы на территории Германии. Вопрос выбора двигателя для Ju-287V2 был усложнен дефицитом и малыми темпами производства. Из-за недостаточной тяги двигателей Jumo-004 было решено оснастить Ju-287V2 двумя моторами Jumo-012 тягой по 3000 кгс каждый. Ставить их решили только под крылом. Но тут сказался дефицит – проблемы с доводкой двигателя вместе с производственными затруднениями заставили конструкторов «Юнкерса» отказаться от двигателей «Юмо-012». Вторым претендентом на звание силовой установки нового самолета стал двигатель HeS-011. При достаточной простоте и дешевизне этот двигатель имел меньшую тягу – всего 1300 кгс. Поэтому пришлось возвращаться к четырехдвигательной схеме с размещением моторов под крылом и в носовой части фюзеляжа. При этом более мощные нежели Jumo-004 двигатели давали больше шума. Но ввиду военного предназначения Ju-287 громкую работу сочли сносной и терпимой для строевых летчиков. Уже был готов вариант переделки конструкции самолета под новые моторы, как от смежников пришла нехорошая весть. Двигатели от «Хейнкеля» тоже можно было не ждать. Остались только BMW-003 и Jumo-004. Их мощность была еще меньше, поэтому для нормальной тяговооруженности на Ju-287V2 нужно было ставить уже шесть двигателей. Добавить два лишних двигателя было непросто. Сначала предлагалось установить под крылом две мотогондолы (три двигателя в каждой), но затем решили оставить все так, как есть, а дополнительные моторы ставить под крыло рядом с уже имеющимися.
Ju-287V2 кроме шести двигателей получил крупный бомбоотсек длиной в 4,6 метра. Помимо большого объема он имел хорошую практическую вместимость: до четырех тонн бомб без особого ущерба для центровки самолета. Достигалось это расположением грузоотсека рядом с центром тяжести всей конструкции. Также наличие возможности подвески бомбового вооружения потребовало увеличить экипаж с двух до трех человек. Испытания Ju-287V2 были запланированы на осень 1944 года. С завода в Дессау машину доставили на аэродром Брандис, где и должны были проводиться полеты. Однако за несколько дней до их начала, в октябре-месяце, из Рейхсминистерства авиации пришел приказ прекратить все работы по Ju-287. Германии теперь были нужны не бомбардировщики, а истребители. Тем не менее, всего через несколько месяцев – в начале 45-го – столь же внезапно пришел новый приказ. Воззрения военачальников поменялись и они требовали подготовить крупносерийное производство нового скоростного бомбардировщика. Правда, производство так и не было начато. Единственный экземпляр Ju-287V2 облетали в Брандисе, после чего пришлось снять двигатели для установки на более актуальную технику. Надеясь на продолжение работ, испытатели «замаскировали» Ju-287V2: перевезли на опушку леса вблизи аэродрома и поставили хвостом к летному полю. Таким способом удалось не только уберечь единственный Ju-287 версии V2, но и запутать противника. Американский самолет-разведчик смог сфотографировать аэродром Брандис и его ближайшие окрестности, но при анализе снимка американцы решили, что это некий экспериментальный самолет схемы «утка» со стреловидным крылом прямой стреловидности.
В последние месяцы войны немецкие инженеры успели разработать модификацию Ju-287V3. От предыдущих самолетов ее отличали герметическая кабина экипажа, орудийная установка в хвостовой части (два 13-мм пулемета MG-131) и ряд мелких изменений. В остальном это был тот же Ju-287V2. К моменту взятия войсками США завода в городе Дессау Ju-287V3 находился на стадии сборки. При сражении за город серьезно пострадал цех, в котором находился недоделанный бомбардировщик. Примечательно, что сам самолет получил незначительные повреждения, но американцев не заинтересовал. Тем не менее, со временем комиссия инженеров из США внимательно изучила и Ju-287V2, и Ju-287V3, доставшиеся им в качестве трофеев. После того, как американские войска ушли из Дессау и Брандиса и оставили город под ответственность СССР, на завод приехали советские инженеры. Заметно поврежденный Ju-287V2 с аэродрома Брандис был восстановлен и отправлен в ЛИИ. В 1947 году восстановленный самолет был облетан немецкими и советскими летчиками. В ходе пробных полетов были подтверждены достоинства конструкции, но, по мнению сотрудников Летно-исследовательского института, все преимущества крыла обратной стреловидности полностью компенсировались сложностью конструкции и ограничениям в пилотировании.
По материалам сайтов:
http://airwar.ru/
http://airpages.ru/
http://warbirdsresourcegroup.org/
Выработка аэродинамического облика новой машины была поручена аэродинамическому отделу «Юнкерса» под руководством Ганса Вокке. Требования по скорости вынуждали применять особенный подход к аэродинамике самолета. Тем не менее, фюзеляж удалось сделать без особенных изысканий. Куда большие трудности вызвало хвостовое оперение и крыло. Требуемая высокая скорость полета вынуждала конструкторов применить стреловидное крыло. Благодаря особенностям обтекания оно повышало теоретически возможные скорости полета. В то же время, оптимальная для такой скорости стреловидность ощутимо портила взлетно-посадочные характеристики самолета. Поэтому инженеры «Юнкерса» после долгих споров решили применить одну идею, которая давно витала в воздухе, но не находила практического применения. Они решили использовать крыло обратной стреловидности (КОС). Немецкие ученые-аэродинамики уже знали, какие преимущества дает такое крыло. За счет специфического стекания потока по крылу не наружу, а внутрь, к фюзеляжу, оно имеет большую подъемную силу, чем крыло прямой стреловидности того же размаха, площади и т.п. Одновременно с этим улучшается аэродинамическое качество и, как следствие, повышается маневренность.
Ju.287V-1 в сборочном цехе
Было сделано несколько моделей будущего самолета с КОС. По итогам десятков продувок в аэродинамических трубах оптимальной была признана стреловидность в -23°. Она одновременно давала хороший прирост характеристик и не усложняла конструкцию. Однако исследования показали, что самолет с крылом обратной стреловидности может летать только при соблюдении определенного диапазона углов атаки. При выходе за его пределы крыло подвергалось дивергенции – консоль начинало буквально выкручивать. При отсутствии своевременных мер крыло разрушалось. В связи с этим уже на стадии продувок были выработаны рекомендации по допустимым режимам полета. Поскольку сперва было нужно отработать созданное крыло на практике и только потом заниматься созданием боевого самолета, было решено построить некую «помесь» опытного образца и летающей лаборатории. Для этого взяли фюзеляж от самолета He-177 и хвостовое оперение от бомбардировщика Ju-188. С крылом для этого летающего чуда пришлось помучаться. Дело в том, что в конструкции разработанного крыла достаточной жесткости просто не нашлось места для уборки шасси. Поэтому шасси опытного самолета пришлось делать неубирающимся. Носовую стойку позаимствовали у трофейного американского B-24 Liberator, а основные представляли собой переработанные узлы от транспортника Ju-52. Все колеса были закрыты обтекателями наподобие «лаптей» Ju-87. Четыре турбореактивных двигателя Jumo-004 пришлось размещать, что называется, где было место. Два удалось установить под крыло, а два другие приделали к носовой части фюзеляжа. Все работы по переделке имеющейся техники в летающую лабораторию с индексом Ju-287V1 были проведены весной и в начале лета 1944 года.
Ju.287V-1
В августе того же года летчик-испытатель З. Хольцбауэр впервые поднял Ju-287V1 в воздух. Взлет был непростым. Нормальная взлетная масса самолета колебалась около отметки в двадцать тонн. С четырьмя двигателями по 800-900 кгс тяги каждый взлет такой машины превращался в длительное и трудное мероприятие. Поэтому в первом же полете под крыльевые мотогондолы Ju-287V1 были подвешены жидкостные ускоритель Walter HVK109-502 (500 кгс). Даже с дополнительной тонной тяги самолет довольно долго разгонялся по взлетной полосе и не хотел подниматься в воздух. Тем не менее, набрав необходимую скорость, он пошел вверх даже резвее своих собратьев с крылом прямой стреловидности. По словам Хольцбауэра, новое крыло придало Ju-287V1 замечательную управляемость по крену. Еще один сюрприз ожидал летчика перед посадкой. Выпущенные закрылки почти никак не повлияли на ход снижения. Удельная нагрузка на крыло у Ju-287V1 превышала 300 килограмм на квадратный метр. Несмотря на это, при заходе на посадку со скоростью около 240 км/ч самолет вел себя уверенно и стремления к сваливанию не проявлял. Касание было произведено на скорости порядка 180-190 км/ч.
Первый полет предназначался для первоначального изучения характеристик самолета с КОС. Начиная со второго, Ju-287V1 получил целый набор исследовательской аппаратуры – самописцев и т.п. Также всю поверхность крыльев покрыли шелковинками (закрепленные к самолету за один конец небольшие нити), а в фюзеляже, между крылом и оперением, поставили кинокамеру и прозрачный обтекатель для нее. При помощи этих вещей инженеры и аэродинамики Junkers собирали наглядную информацию об особенностях течения потока по поверхностям революционно нового крыла. В ходе первых 17 испытательных полетов Ju-287V1 удалось получить достаточно информации для улучшения конструкции. Оказалось, что при выполнении глубоких виражей, равно как на выходе из пикирования, рули высоты и направления начинали терять свою эффективность. Благодаря шелковинкам и кинокамере удалось установить причину этого: хвостовое оперение вместе с рулями оказывалось в спутном следе крыла. Однако такая проблема наблюдалась далеко не во всех диапазонах углов атаки. Снижение эффективности рулей в итоге было признано одним из способов контроля за углом атаки – как только маневры начинают идти туго, необходимо выравнивать самолет, иначе скоро начнется дивергенция и крыло разрушится прямо в полете. Второй недостаток Ju-287V1 крылся в расположении двигателей. Как оказалось, два двигателя в носовой части фюзеляжа не только увеличивали общую тягу, но и создавали момент на кабрирование. Во избежание повреждения крыла и фюзеляжа реактивной струей от передних двигателей последние были размещены с небольшим развалом наружу и под углом к горизонтали. Это берегло конструкцию от перегрева, но усложняло продольную балансировку, а кроме того, провоцировало подъем носа и увеличение угла атаки. При этом нельзя не признать, что даже со всеми своими недостатками и фиксированным неубираемым шасси первый опытный экземпляр Ju-287 все же смог покорить скоростной рубеж в 650 км/ч. Неплохой результат для машины, предназначенной для исследований полетов на малых скоростях.
Для полноценных испытаний во всем допустимом диапазоне скоростей летом 44-го был построен второй опытный самолет под названием Ju-287V2. В отличие от самолета V1, второй экземпляр представлял собой полностью новую конструкцию. Благодаря этому, например, удалось сделать полноценное убирающееся шасси. Да и внешне новый самолет выглядел гораздо лучше своего предшественника. Правда, неплохой экстерьер новой машины был «компенсирован» ее трудной судьбой. Планер Ju-287V2 был сделан довольно быстро. Но тут возникла загвоздка с двигателями. Теоретически, на Ju-287V2 можно было ставить что угодно – от BMW-003 до HeS-011. Таким же большим был и разброс в мощности «претендентов». Казалось бы, выбирайте самый лучший, мощный и удобный двигатель, да ставьте на самолет. Только на дворе была вторая половина 44-го года и союзники уже давно активно бомбили заводы на территории Германии. Вопрос выбора двигателя для Ju-287V2 был усложнен дефицитом и малыми темпами производства. Из-за недостаточной тяги двигателей Jumo-004 было решено оснастить Ju-287V2 двумя моторами Jumo-012 тягой по 3000 кгс каждый. Ставить их решили только под крылом. Но тут сказался дефицит – проблемы с доводкой двигателя вместе с производственными затруднениями заставили конструкторов «Юнкерса» отказаться от двигателей «Юмо-012». Вторым претендентом на звание силовой установки нового самолета стал двигатель HeS-011. При достаточной простоте и дешевизне этот двигатель имел меньшую тягу – всего 1300 кгс. Поэтому пришлось возвращаться к четырехдвигательной схеме с размещением моторов под крылом и в носовой части фюзеляжа. При этом более мощные нежели Jumo-004 двигатели давали больше шума. Но ввиду военного предназначения Ju-287 громкую работу сочли сносной и терпимой для строевых летчиков. Уже был готов вариант переделки конструкции самолета под новые моторы, как от смежников пришла нехорошая весть. Двигатели от «Хейнкеля» тоже можно было не ждать. Остались только BMW-003 и Jumo-004. Их мощность была еще меньше, поэтому для нормальной тяговооруженности на Ju-287V2 нужно было ставить уже шесть двигателей. Добавить два лишних двигателя было непросто. Сначала предлагалось установить под крылом две мотогондолы (три двигателя в каждой), но затем решили оставить все так, как есть, а дополнительные моторы ставить под крыло рядом с уже имеющимися.
Ju-287V2 кроме шести двигателей получил крупный бомбоотсек длиной в 4,6 метра. Помимо большого объема он имел хорошую практическую вместимость: до четырех тонн бомб без особого ущерба для центровки самолета. Достигалось это расположением грузоотсека рядом с центром тяжести всей конструкции. Также наличие возможности подвески бомбового вооружения потребовало увеличить экипаж с двух до трех человек. Испытания Ju-287V2 были запланированы на осень 1944 года. С завода в Дессау машину доставили на аэродром Брандис, где и должны были проводиться полеты. Однако за несколько дней до их начала, в октябре-месяце, из Рейхсминистерства авиации пришел приказ прекратить все работы по Ju-287. Германии теперь были нужны не бомбардировщики, а истребители. Тем не менее, всего через несколько месяцев – в начале 45-го – столь же внезапно пришел новый приказ. Воззрения военачальников поменялись и они требовали подготовить крупносерийное производство нового скоростного бомбардировщика. Правда, производство так и не было начато. Единственный экземпляр Ju-287V2 облетали в Брандисе, после чего пришлось снять двигатели для установки на более актуальную технику. Надеясь на продолжение работ, испытатели «замаскировали» Ju-287V2: перевезли на опушку леса вблизи аэродрома и поставили хвостом к летному полю. Таким способом удалось не только уберечь единственный Ju-287 версии V2, но и запутать противника. Американский самолет-разведчик смог сфотографировать аэродром Брандис и его ближайшие окрестности, но при анализе снимка американцы решили, что это некий экспериментальный самолет схемы «утка» со стреловидным крылом прямой стреловидности.
В последние месяцы войны немецкие инженеры успели разработать модификацию Ju-287V3. От предыдущих самолетов ее отличали герметическая кабина экипажа, орудийная установка в хвостовой части (два 13-мм пулемета MG-131) и ряд мелких изменений. В остальном это был тот же Ju-287V2. К моменту взятия войсками США завода в городе Дессау Ju-287V3 находился на стадии сборки. При сражении за город серьезно пострадал цех, в котором находился недоделанный бомбардировщик. Примечательно, что сам самолет получил незначительные повреждения, но американцев не заинтересовал. Тем не менее, со временем комиссия инженеров из США внимательно изучила и Ju-287V2, и Ju-287V3, доставшиеся им в качестве трофеев. После того, как американские войска ушли из Дессау и Брандиса и оставили город под ответственность СССР, на завод приехали советские инженеры. Заметно поврежденный Ju-287V2 с аэродрома Брандис был восстановлен и отправлен в ЛИИ. В 1947 году восстановленный самолет был облетан немецкими и советскими летчиками. В ходе пробных полетов были подтверждены достоинства конструкции, но, по мнению сотрудников Летно-исследовательского института, все преимущества крыла обратной стреловидности полностью компенсировались сложностью конструкции и ограничениям в пилотировании.
По материалам сайтов:
http://airwar.ru/
http://airpages.ru/
http://warbirdsresourcegroup.org/
Информация