С винтом и на привязи
Еще до появления первых конструкций вертолетов, способных летать, стали рождаться идеи их применения. Помимо перевозки грузов или пассажиров смелые прожектеры и вполне приличные конструкторы предлагали оригинальные и даже порой забавные идеи. Одно из этих предложений, появившись в годы Первой Мировой войны, дожило до Второй, хотя и не имело особого успеха. И это при довольно оригинальной идее, которая почти гарантированно нашла бы практическое применение.
Позиционный характер Первой Мировой войны усилил значимость артподготовки. Огонь артиллерии, в свою очередь, нуждался в точном целеуказании и корректировке. Предпринимались не слишком успешные попытки применять для этого самолеты, но быстрота действия подобных корректировщиков оставляла желать лучшего: «Мораны» и «Фоккеры» не могли нести радиостанцию, из-за чего передача данных о цели могла осуществляться только устно или письменно и исключительно на земле. Более удобными были привязные аэростаты. Баллон с легким газом поднимал наблюдателя-корректировщика на нужную высоту, откуда тот мог наблюдать за позициями противника при помощи бинокля. Передача сведений шла посредством банального проводного телефона. Но все же и этот вариант был не в полной мере удобным. Для поднятия человека аэростат должен был иметь большой размер, что делало его уязвимым даже для вражеского стрелкового оружия, не говоря уже о пулеметах авиации. Еще одна проблема привязных аэростатов заключалась в наземном оборудовании для обеспечения полета. Газоразрядные станции были заметны противнику, несмотря на все попытки маскировки. Как результат, еще до подъема аэростата и начала обстрела противник мог уйти на безопасные позиции или даже обстрелять разведчиков до того, как они поднимут аэростат. Наконец, для переброски аэростатного подразделения на другой участок фронта требовалось сравнительно много времени.
PZK-2
В 1917 году трое австрийцев – Ш. Петроши, Т. фон Карман и В. Журовец – предложили заменить громоздкий и неудобный аэростат компактным вертолетом. Их идея заинтересовала военных, однако проект PZK-2, названный по первым буквам фамилий создателей, создавался при финансовой поддержке нескольких коммерческих фирм. Вертолеты того времени, если и могли совершать небольшие подлеты, то имели большие проблемы с управляемостью и устойчивостью. Петроши, фон Карман и Журовец решили эту проблему весьма оригинальным методом. Они рассуждали просто: если нет возможности обеспечить летательный аппарат должными летными качествами для горизонтального полета, то пусть он летает только вверх. Австрийские конструкторы решили сделать фактически тот же аэростат, но основанный не на законе Архимеда, а на принципах воздушного винта. Конструкция должна была представлять собой ферму с моторами, трансмиссией и винтами. Кроме того, на ферменном основании предполагалось крепить кабину для наблюдателя.
Весной 1918 года был собран опытный экземпляр PKZ-2. Главным элементом конструкции была рама, состоявшая из трех одинаковых трапециевидных частей. В средней части рамы, где сходились ее части, смонтированы три звездообразных ротативных двигателя фирмы Gnome Rhone мощностью по 100 лошадиных сил каждый. В центре всей конструкции валы двигателей сходились в одной точке, где подключались к редуктору оригинальной конструкции. Тот, в свою очередь, распределял мощность на два соосных винта диаметром по шесть метров. При этом оси обоих воздушных винтов вращались вокруг неподвижной центральной штанги. На ней монтировалась цилиндрическая кабина летчика-наблюдателя. В нижней части конструкции крепилось четыре надувных баллона-амортизатора, выполнявших функции шасси. Большой баллон устанавливался на центральной штанге рамы, остальные три – на боковых частях рамы. Все управление аппаратом осуществлялось при помощи рычагов, связанных с двигателями. Единственные параметры полета, который мог изменяться пилотом – обороты двигателей и, как следствие, высота подъема. Конструкция сравнительно быстро разбиралась, ее можно было перевозить на нескольких автомобилях или гужевых повозках. Расчетный вес PZK-2 с запасом бензина на час висения в воздухе, пилотом и пулеметом составлял 1200 кг.
2 апреля 1918 года привязной вертолет поднялся в воздух на высоту менее метра. Этого было недостаточно для боевой работы, но перспективы стали понятны. За последующие несколько дней выяснилось, что установленные моторы имеют недостаточную мощность. PZK-2 на время отправили обратно в сборочный цех. Новые двигатели мощностью в 120 л.с. пришли только в мае-месяце. С 17 по 21 мая провели еще несколько пробных полетов, в ходе которых вертолет достиг высоты в 50 метров. Во время испытаний пришлось немало потрудиться над несколькими непредвиденными проблемами. Так, привязные тросы разматывались при увеличении высоты, что приводило к повышению нагрузки на двигатели. Нужно было подобрать правильное соотношение длины тросов и мощности двигателей, чтобы вертолет висел в воздухе и не сдвигался со своего места. В июне 1918 года начались показательные полеты перед комиссией военного ведомства. На демонстрациях сразу же начались проблемы: сначала с двигателями, а затем PZK-2 упал с высоты в несколько метров и получил серьезные повреждения. 21 июня проект был приостановлен. Петроши, фон Карману и Журовцу поручили подготовить отчет о причинах крушения. Расследование продлилось до осени. На строительство нового прототипа могло уйти несколько месяцев. По этой причине его сборка так и не началась – война плавно подходила к своему завершению и привязной вертолет уже не мог изменить обстановку на фронтах.
Вертолет Э. Шмидта
Как известно, дальнейшее развитие винтокрылых машин пошло по совершенно иному пути. Авиаконструкторы предпочли полноценные летательные аппараты с возможностью полного управления направлением и параметрами полета. Тем не менее, идея привязного вертолета для артиллерийских корректировщиков не пропала. На протяжении второй половины двадцатых годов немецкий инженер Эрих Шмидт размышлял над развитием концепции, предложенной австрийцами. Только в 1933 году у Шмидта появилась возможность проверить свои догадки на практике.
В отличие от Петроши, фон Кармана и Журовца, Шмидт создавал не только вертолет, но и весь комплекс сопутствующего оборудования. Помимо собственно вертолета в его разведывательно-наблюдательный комплекс входил грузовик со взлетно-посадочным агрегатом, вспомогательная машина, оборудование связи и т.д. Еще одно оригинальное нововведение касалось силовой установки вертолета. Поскольку при выработке бензина изменяется балансировка всего летательного аппарата, Шмидт убрал саму возможность этого неприятного явления. Для этого на грузовике устанавливался бензиновый электрогенератор, а основой силовой установки вертолета был электрический мотор. Заодно нашлось применение и кабелям для передачи электричества: три провода большого сечения наматывались на отдельные лебедки и использовались для ограничения высоты полета.
Как и PZK-2, вертолет Шмидта состоял из нескольких основных частей, которые монтировались на единой раме. Для выноса точек крепления кабелей от центра тяжести конструкции рама состояла из трех треугольных агрегатов. В центре располагались электродвигатель мощностью 50 л.с. и кабина пилота. Два соосных воздушных винта крепились на осях, выведенных внизу рамы. Испытания первого варианта вертолета подтвердили реальность использования электродвигателя в качестве силовой установки для привязного летательного аппарата. Однако точки крепления кабелей были выше винтов, из-за чего подъем аппарата не был стабильным. Кроме того, пятидесяти лошадиных сил мотора было недостаточно. К началу 1940 года конструкция вертолета была пересмотрена и значительно изменена. Основная ферма конструкции осталась прежней, но вместо старого маломощного электромотора поставили новый, выдававший до 200 л.с. Два винта теперь располагались сверху и снизу от рамы. Кабина наблюдателя на обновленном вертолете не устанавливалась. Вместо нее летательный аппарат на испытаниях поднимал груз, эквивалентный массе летчика и полезного оборудования. Расчетные характеристики новой силовой установки смотрелись многообещающе. Так, на лебедках помещалось только по 300 метров кабеля, но мощности, согласно подсчетам, мотора хватало для подъема на целый километр. Аппарат массой 1250 кг обладал складной конструкцией; на перевод из транспортного положения в полетное и обратно требовалось всего несколько минут.
Зимой и весной 1940 года второй вертолет Шмидта совершил несколько полетов, в ходе которых показал все свои возможности. Однако его не приняли на вооружение. Причиной тому была излишняя новизна не только конструкции, но и самой концепции применения. Кроме того, теперь, в отличие от времен Первой Мировой войны, корректировать огонь артиллерии или производить разведку могла авиация. Проекты Шмидта были закрыты за ненадобностью и более не возобновлялись.
Серийная «Трясогузка»
Все же идея привязного винтокрылого аппарата не была окончательно забыта и заброшена. К 1942 году у немецких военных моряков возникла серьезная проблема. Подводные лодки не могли самостоятельно производить поиск потенциальных целей на сравнительно больших расстояниях. В прибрежной зоне в этом деле им помогали самолеты, однако они не могли улетать далеко в Атлантику. Решением этой проблемы мог стать собственный летательный аппарат подводной лодки.
В 42-м командование Кригсмарине обратилось в фирму Fokke-Achgelis с требованием создать легкий разборный автожир, который можно было бы перевозить на подводной лодке и запускать с нее. На осуществление проекта, получившего название FA-330 Bachstelze («Трясогузка») ушло всего несколько месяцев. Конструкция автожира была предельно простой. Из нескольких труб и металлических профилей сваривался легкий каркас, на котором устанавливалось хвостовое оперение, колонка винта, сиденье пилота и системы управления. Подъем 68-килограммовой конструкции (вес без пилота) осуществлялся при помощи трехлопастного винта диаметром 7,32 метра, вращавшегося под напором набегающего потока. В нижней части автожира имелись крепления для буксировочного троса. Конструкция автожира FA-330 была разборной. Более того, все детали можно было внести внутрь подлодки через стандартные люки. Безопасность пилота обеспечивалась сразу несколькими способами. Во-первых, при необходимости аппарат мог спуститься в режиме авторотации. Второй механизм, предназначенный для более серьезных ситуаций, подразумевал сброс винта и раскрытие парашюта. Летчик безопасно спускался на парашюте, летательный аппарат падал отдельно. В начале 1943 года состоялся первый полет автожира «Трясогузка». Буксируемый автомобилем аппарат спокойно взлетел, совершил небольшой полет и сел. Минимальная скорость, при которой FA-330 мог подняться в воздух, равнялась всего 25 километрам в час, что позволило без особых проблем использовать его на подводных лодках. Вскоре после начала испытаний автожир рекомендовали к серийному производству. Первым носителем Bachstelze стала подлодка U-177 (проект IXD2). Надводная скорость лодки позволяла спокойно осуществлять взлет, буксировку и посадку.
Относительно практического применения автожиров FA-330 известно достаточно мало. Эти аппараты оставили у подводников двоякое впечатление. Автожир удобно собирался и разбирался, а также не занимал много места внутри лодки. С другой стороны, при необходимости он не позволял осуществить экстренное погружение. Правда, последний минус «Трясогузки» в некоторой мере компенсировался дальностью обзора с ее борта. Поднявшись на высоту в 120 метров, пилот мог наблюдать за окрестностями в радиусе сорока километров. С палубы дальность видения в хороших условиях ограничивалась 7-8 километрами. С середины 43-го года автожиры FA-330 регулярно использовались при патрулировании акваторий Атлантики и Индийского океана. Ввиду особенностей войны на море, в этих регионах летчики-подводники не добились особых успехов. Во всяком случае, широкую известность получил только один случай обнаружения вражеского судна автожиром. В начале августа 43-го пилот лодки U-177 увидел греческий пароход Efthalia Mari. Через несколько минут после этого судно было атаковано. В дальнейшем было еще несколько случаев подобных атак. Со временем лодки, оснащавшиеся FA-330, стали отправлять на дежурство в Индийском океане. Однако это патрулирование длилось сравнительно недолго. Вскоре Германия договорилась с Японией на предмет организации баз для подводных лодок. Помимо прочего соглашение подразумевало закупку нескольких японских складных самолетов.
Общее количество выпущенных автожиров FA-330 едва превысило две сотни. Некоторая часть была потеряна в результате летных происшествий либо погибла вместе с подлодками-носителями. Большее количество «Трясогузок» было утилизировано после окончания Второй Мировой войны. До нашего времени дожило около десятка автожиров, которые хранятся в музеях.
По материалам сайтов:
http://ursa-tm.ru/
http://aviastar.org/
http://base13.glasnet.ru/
http://nasm.si.edu/
http://uboat.net/
Позиционный характер Первой Мировой войны усилил значимость артподготовки. Огонь артиллерии, в свою очередь, нуждался в точном целеуказании и корректировке. Предпринимались не слишком успешные попытки применять для этого самолеты, но быстрота действия подобных корректировщиков оставляла желать лучшего: «Мораны» и «Фоккеры» не могли нести радиостанцию, из-за чего передача данных о цели могла осуществляться только устно или письменно и исключительно на земле. Более удобными были привязные аэростаты. Баллон с легким газом поднимал наблюдателя-корректировщика на нужную высоту, откуда тот мог наблюдать за позициями противника при помощи бинокля. Передача сведений шла посредством банального проводного телефона. Но все же и этот вариант был не в полной мере удобным. Для поднятия человека аэростат должен был иметь большой размер, что делало его уязвимым даже для вражеского стрелкового оружия, не говоря уже о пулеметах авиации. Еще одна проблема привязных аэростатов заключалась в наземном оборудовании для обеспечения полета. Газоразрядные станции были заметны противнику, несмотря на все попытки маскировки. Как результат, еще до подъема аэростата и начала обстрела противник мог уйти на безопасные позиции или даже обстрелять разведчиков до того, как они поднимут аэростат. Наконец, для переброски аэростатного подразделения на другой участок фронта требовалось сравнительно много времени.
PZK-2
В 1917 году трое австрийцев – Ш. Петроши, Т. фон Карман и В. Журовец – предложили заменить громоздкий и неудобный аэростат компактным вертолетом. Их идея заинтересовала военных, однако проект PZK-2, названный по первым буквам фамилий создателей, создавался при финансовой поддержке нескольких коммерческих фирм. Вертолеты того времени, если и могли совершать небольшие подлеты, то имели большие проблемы с управляемостью и устойчивостью. Петроши, фон Карман и Журовец решили эту проблему весьма оригинальным методом. Они рассуждали просто: если нет возможности обеспечить летательный аппарат должными летными качествами для горизонтального полета, то пусть он летает только вверх. Австрийские конструкторы решили сделать фактически тот же аэростат, но основанный не на законе Архимеда, а на принципах воздушного винта. Конструкция должна была представлять собой ферму с моторами, трансмиссией и винтами. Кроме того, на ферменном основании предполагалось крепить кабину для наблюдателя.
Весной 1918 года был собран опытный экземпляр PKZ-2. Главным элементом конструкции была рама, состоявшая из трех одинаковых трапециевидных частей. В средней части рамы, где сходились ее части, смонтированы три звездообразных ротативных двигателя фирмы Gnome Rhone мощностью по 100 лошадиных сил каждый. В центре всей конструкции валы двигателей сходились в одной точке, где подключались к редуктору оригинальной конструкции. Тот, в свою очередь, распределял мощность на два соосных винта диаметром по шесть метров. При этом оси обоих воздушных винтов вращались вокруг неподвижной центральной штанги. На ней монтировалась цилиндрическая кабина летчика-наблюдателя. В нижней части конструкции крепилось четыре надувных баллона-амортизатора, выполнявших функции шасси. Большой баллон устанавливался на центральной штанге рамы, остальные три – на боковых частях рамы. Все управление аппаратом осуществлялось при помощи рычагов, связанных с двигателями. Единственные параметры полета, который мог изменяться пилотом – обороты двигателей и, как следствие, высота подъема. Конструкция сравнительно быстро разбиралась, ее можно было перевозить на нескольких автомобилях или гужевых повозках. Расчетный вес PZK-2 с запасом бензина на час висения в воздухе, пилотом и пулеметом составлял 1200 кг.
2 апреля 1918 года привязной вертолет поднялся в воздух на высоту менее метра. Этого было недостаточно для боевой работы, но перспективы стали понятны. За последующие несколько дней выяснилось, что установленные моторы имеют недостаточную мощность. PZK-2 на время отправили обратно в сборочный цех. Новые двигатели мощностью в 120 л.с. пришли только в мае-месяце. С 17 по 21 мая провели еще несколько пробных полетов, в ходе которых вертолет достиг высоты в 50 метров. Во время испытаний пришлось немало потрудиться над несколькими непредвиденными проблемами. Так, привязные тросы разматывались при увеличении высоты, что приводило к повышению нагрузки на двигатели. Нужно было подобрать правильное соотношение длины тросов и мощности двигателей, чтобы вертолет висел в воздухе и не сдвигался со своего места. В июне 1918 года начались показательные полеты перед комиссией военного ведомства. На демонстрациях сразу же начались проблемы: сначала с двигателями, а затем PZK-2 упал с высоты в несколько метров и получил серьезные повреждения. 21 июня проект был приостановлен. Петроши, фон Карману и Журовцу поручили подготовить отчет о причинах крушения. Расследование продлилось до осени. На строительство нового прототипа могло уйти несколько месяцев. По этой причине его сборка так и не началась – война плавно подходила к своему завершению и привязной вертолет уже не мог изменить обстановку на фронтах.
Вертолет Э. Шмидта
Как известно, дальнейшее развитие винтокрылых машин пошло по совершенно иному пути. Авиаконструкторы предпочли полноценные летательные аппараты с возможностью полного управления направлением и параметрами полета. Тем не менее, идея привязного вертолета для артиллерийских корректировщиков не пропала. На протяжении второй половины двадцатых годов немецкий инженер Эрих Шмидт размышлял над развитием концепции, предложенной австрийцами. Только в 1933 году у Шмидта появилась возможность проверить свои догадки на практике.
В отличие от Петроши, фон Кармана и Журовца, Шмидт создавал не только вертолет, но и весь комплекс сопутствующего оборудования. Помимо собственно вертолета в его разведывательно-наблюдательный комплекс входил грузовик со взлетно-посадочным агрегатом, вспомогательная машина, оборудование связи и т.д. Еще одно оригинальное нововведение касалось силовой установки вертолета. Поскольку при выработке бензина изменяется балансировка всего летательного аппарата, Шмидт убрал саму возможность этого неприятного явления. Для этого на грузовике устанавливался бензиновый электрогенератор, а основой силовой установки вертолета был электрический мотор. Заодно нашлось применение и кабелям для передачи электричества: три провода большого сечения наматывались на отдельные лебедки и использовались для ограничения высоты полета.
1.Вертолет Эриха Шмидта, расстыкованный и уложенный на грузовик для транспортировки. 2. Первый опытный образец вертолета с двигателем мощностью 50 л.с. и нижним расположением винтов. 3. Окончательный вариант
Как и PZK-2, вертолет Шмидта состоял из нескольких основных частей, которые монтировались на единой раме. Для выноса точек крепления кабелей от центра тяжести конструкции рама состояла из трех треугольных агрегатов. В центре располагались электродвигатель мощностью 50 л.с. и кабина пилота. Два соосных воздушных винта крепились на осях, выведенных внизу рамы. Испытания первого варианта вертолета подтвердили реальность использования электродвигателя в качестве силовой установки для привязного летательного аппарата. Однако точки крепления кабелей были выше винтов, из-за чего подъем аппарата не был стабильным. Кроме того, пятидесяти лошадиных сил мотора было недостаточно. К началу 1940 года конструкция вертолета была пересмотрена и значительно изменена. Основная ферма конструкции осталась прежней, но вместо старого маломощного электромотора поставили новый, выдававший до 200 л.с. Два винта теперь располагались сверху и снизу от рамы. Кабина наблюдателя на обновленном вертолете не устанавливалась. Вместо нее летательный аппарат на испытаниях поднимал груз, эквивалентный массе летчика и полезного оборудования. Расчетные характеристики новой силовой установки смотрелись многообещающе. Так, на лебедках помещалось только по 300 метров кабеля, но мощности, согласно подсчетам, мотора хватало для подъема на целый километр. Аппарат массой 1250 кг обладал складной конструкцией; на перевод из транспортного положения в полетное и обратно требовалось всего несколько минут.
Зимой и весной 1940 года второй вертолет Шмидта совершил несколько полетов, в ходе которых показал все свои возможности. Однако его не приняли на вооружение. Причиной тому была излишняя новизна не только конструкции, но и самой концепции применения. Кроме того, теперь, в отличие от времен Первой Мировой войны, корректировать огонь артиллерии или производить разведку могла авиация. Проекты Шмидта были закрыты за ненадобностью и более не возобновлялись.
Серийная «Трясогузка»
Все же идея привязного винтокрылого аппарата не была окончательно забыта и заброшена. К 1942 году у немецких военных моряков возникла серьезная проблема. Подводные лодки не могли самостоятельно производить поиск потенциальных целей на сравнительно больших расстояниях. В прибрежной зоне в этом деле им помогали самолеты, однако они не могли улетать далеко в Атлантику. Решением этой проблемы мог стать собственный летательный аппарат подводной лодки.
В 42-м командование Кригсмарине обратилось в фирму Fokke-Achgelis с требованием создать легкий разборный автожир, который можно было бы перевозить на подводной лодке и запускать с нее. На осуществление проекта, получившего название FA-330 Bachstelze («Трясогузка») ушло всего несколько месяцев. Конструкция автожира была предельно простой. Из нескольких труб и металлических профилей сваривался легкий каркас, на котором устанавливалось хвостовое оперение, колонка винта, сиденье пилота и системы управления. Подъем 68-килограммовой конструкции (вес без пилота) осуществлялся при помощи трехлопастного винта диаметром 7,32 метра, вращавшегося под напором набегающего потока. В нижней части автожира имелись крепления для буксировочного троса. Конструкция автожира FA-330 была разборной. Более того, все детали можно было внести внутрь подлодки через стандартные люки. Безопасность пилота обеспечивалась сразу несколькими способами. Во-первых, при необходимости аппарат мог спуститься в режиме авторотации. Второй механизм, предназначенный для более серьезных ситуаций, подразумевал сброс винта и раскрытие парашюта. Летчик безопасно спускался на парашюте, летательный аппарат падал отдельно. В начале 1943 года состоялся первый полет автожира «Трясогузка». Буксируемый автомобилем аппарат спокойно взлетел, совершил небольшой полет и сел. Минимальная скорость, при которой FA-330 мог подняться в воздух, равнялась всего 25 километрам в час, что позволило без особых проблем использовать его на подводных лодках. Вскоре после начала испытаний автожир рекомендовали к серийному производству. Первым носителем Bachstelze стала подлодка U-177 (проект IXD2). Надводная скорость лодки позволяла спокойно осуществлять взлет, буксировку и посадку.
Относительно практического применения автожиров FA-330 известно достаточно мало. Эти аппараты оставили у подводников двоякое впечатление. Автожир удобно собирался и разбирался, а также не занимал много места внутри лодки. С другой стороны, при необходимости он не позволял осуществить экстренное погружение. Правда, последний минус «Трясогузки» в некоторой мере компенсировался дальностью обзора с ее борта. Поднявшись на высоту в 120 метров, пилот мог наблюдать за окрестностями в радиусе сорока километров. С палубы дальность видения в хороших условиях ограничивалась 7-8 километрами. С середины 43-го года автожиры FA-330 регулярно использовались при патрулировании акваторий Атлантики и Индийского океана. Ввиду особенностей войны на море, в этих регионах летчики-подводники не добились особых успехов. Во всяком случае, широкую известность получил только один случай обнаружения вражеского судна автожиром. В начале августа 43-го пилот лодки U-177 увидел греческий пароход Efthalia Mari. Через несколько минут после этого судно было атаковано. В дальнейшем было еще несколько случаев подобных атак. Со временем лодки, оснащавшиеся FA-330, стали отправлять на дежурство в Индийском океане. Однако это патрулирование длилось сравнительно недолго. Вскоре Германия договорилась с Японией на предмет организации баз для подводных лодок. Помимо прочего соглашение подразумевало закупку нескольких японских складных самолетов.
Общее количество выпущенных автожиров FA-330 едва превысило две сотни. Некоторая часть была потеряна в результате летных происшествий либо погибла вместе с подлодками-носителями. Большее количество «Трясогузок» было утилизировано после окончания Второй Мировой войны. До нашего времени дожило около десятка автожиров, которые хранятся в музеях.
По материалам сайтов:
http://ursa-tm.ru/
http://aviastar.org/
http://base13.glasnet.ru/
http://nasm.si.edu/
http://uboat.net/
Информация