Реактивный первенец люфтваффе. Часть 7. От проблем к рекордам.
Продолжаем серию статей про Мессершмитт Me 262.
Ещё одним слабым местом Me 262 были его «ноги». Уже в начале июня 1943 года стало ясно, что первоначально разработанная конструкция шасси, которая должна была использоваться на первых ста самолётах с облегчённым взлётным весом 5,6 тонны, не отвечает необходимым требованиям. Установка колёс большего размера стала насущной необходимостью, однако компоновка машины накладывала на конструкторов жёсткие ограничения. Даже при эксплуатации с бетонных взлётных полос максимально допустимый взлётный вес удавалось увеличить лишь до 7 тонн, чего для скоростного бомбардировщика было явно недостаточно. По оценке специалистов «Мессершмитт», дальнейшее увеличение массы без принципиального изменения шасси было невозможно, а в условиях спешного развёртывания серийного производства подобные изменения практически исключались.
Неудивительно, что на совещании 29 мая 1944 года обсуждение вновь и вновь возвращалось к проблеме шасси Me 262. В его существующем виде Тирфельдер считал допустимой лишь нагрузку истребительного варианта, взлётный вес которого был почти на тонну меньше, чем у скоростного бомбардировщика. И он был далеко не единственным, кто придерживался такого мнения. За несколько недель до этого заводской лётчик-испытатель Герхард Линднер в одном из своих рапортов сделал следующий вывод: «Разрушение Me 262 S1 (зав. № 130006) вновь показывает, что при повреждении шин на взлёте или посадке следует ожидать значительных повреждений самолёта. Крепление шасси по этой причине представляется недостаточно прочным».
Схожую оценку дал и гауптман Отто Беренс из командования испытательных центров, которого Геринг попросил изложить своё мнение: «Шасси в данный момент едва выдерживает упомянутые здесь нагрузки. Колёса в отношении тормозного нагрева защищены. Сама амортизационная стойка тоже выдерживает. У нас там ещё не было поломок. У нас были только повреждения шин, которые затем приводили к тому, что шасси с его креплением вырывалось из крыла. Подвеска шасси в крыле и передача усилий были недостаточными».
Вилли Мессершмитт, в свою очередь, признавал наличие проблемы, хотя и не мог объяснить её природу: «Что меня не удовлетворяет, так это то, что оно [шасси] действительно выдерживало втрое больше, чем должно было выдерживать по расчётам. Откуда берутся такие большие силы, для меня пока загадка. (...) Во всяком случае, в этом направлении делается всё возможное».
Учитывая жёсткий цейтнот, подобный подход выглядел едва ли не единственно возможным. В одном из более ранних протоколов о состоянии поставок серийных Me 262 отмечалось: «Прежде чем конструктивное улучшение сможет быть внедрено в серию, предпринимается попытка добиться улучшения, если необходимо, за счёт наружных усилений на крыле ценой потери скорости. Это запасное решение будет дооборудовано, начиная с первого самолёта».
Однако Тирфельдер оставался непреклонен. «Вы по-прежнему считаете, что машина (...) в таком виде непригодна?» — переспросил Геринг.
Ответ последовал без колебаний: «У меня сложилось впечатление, что шасси ещё слишком слабое, будь то само шасси или его крепление».
Эту оценку подтверждали и результаты практических испытаний. За несколько недель до совещания Герхард Линднер исследовал два предсерийных самолёта и один опытный образец Me 262, после чего сделал следующий вывод: «На всех трёх машинах (...) был последовательно выполнен по одному заводскому облёту, при котором проявились одни и те же проблемы. Основное шасси на всех машинах не убиралось, несмотря на многократное нажатие и удержание кнопки. Представляется существенным искать ошибку не только в гидравлике, а скорее в кинематике шасси. Следует рассмотреть вопрос, не нужно ли в этом направлении провести принципиальные исследования».
В самом деле, поиск решения проблем с шасси Me 262 вскоре привёл к широкому сотрудничеству между испытательными центрами, германским исследовательским институтом авиации, а также производителями амортизационных стоек и шин. Однако на уже упоминавшемся совещании в Оберзальцберге Вилли Мессершмитт не усматривал в конструкции шасси каких-либо системных недостатков: «Мне неизвестен ни один случай, когда с исправными шинами что-то случилось бы».
Тем не менее работы по совершенствованию шасси уже шли полным ходом. В первую очередь они касались внедрения более эффективных тормозов и колёс увеличенного размера. Однако, как опасался не только Тирфельдер, одних этих мер было недостаточно, чтобы обеспечить шасси Me 262 необходимую надёжность в тяжёлых условиях боевой эксплуатации.
Для передней стойки шасси конструкторы использовали колесо от основного шасси Bf 109 G с шиной размером 660 × 160 мм. Амортизационную стойку установили с наклоном 12°. Однако именно такая компоновка сделала носовое колесо крайне склонным к возникновению шимми — самовозбуждающихся колебаний передней стойки. Возникавшие при этом динамические нагрузки передавались на носовую часть фюзеляжа и нередко вызывали её повреждения. В качестве первой меры инженеры усилили обшивку носовой части самолёта.
Однако и это не решило проблему. Инженер фирмы «Мессершмитт» Хильбер сообщал: «При наличии снега или обледеневших взлётных полос случалось, что при взлёте переднее колесо разворачивалось поперёк».
Причиной становилось ускорение во время разбега, при котором нагрузка на носовую стойку уменьшалась. В результате колесо начинало вибрировать, а в наиболее тяжёлых случаях разворачивалось поперёк направления движения. Аналогичные явления наблюдались и при посадке на обледеневшие полосы.
Для борьбы с этим явлением инженеры применили встроенный фрикционный демпфер. Сначала был установлен демпфер с моментом сопротивления 8 мкг, позднее этот показатель увеличили до 12 мкг. По словам Хильбера, в строевых частях зачастую отсутствовал специальный инструмент, необходимый для его правильной регулировки.
Одновременно был введён и механический ограничитель угла поворота носового колеса. До этого оно могло разворачиваться настолько сильно, что после руления вернуть его в нормальное положение уже не удавалось. Тогда механикам приходилось попросту бить ногой по колесу, чтобы поставить его прямо. Подобную «технологию» можно увидеть на сохранившихся кинохрониках.
Впрочем, сама передняя стойка оставалась одной из наиболее уязвимых частей самолёта. Её крепление в носовой части фюзеляжа оказалось недостаточно прочным, поэтому буксировка Me 262 за переднюю стойку была строжайше запрещена. После посадки наземному персоналу приходилось закреплять стальной трос за основные стойки шасси и через отводной ролик соединять его с буксировочной штангой. Таким образом тяговое усилие передавалось непосредственно на основные стойки, разгружая переднюю.
Однако подобная схема имела и очевидный недостаток. При внезапном появлении самолётов противника, действовавших на малых высотах, времени на такую подготовку зачастую не оставалось, и отбуксировать Me 262 в укрытие удавалось далеко не всегда.
Основное шасси также доставляло немало хлопот. Высокая посадочная скорость Me 262 в сочетании со значительной массой самолёта приводила к возникновению при посадке нагрузок, которые шасси выдерживало на пределе своих возможностей. Несмотря на то что инженеры «Мессершмитт» выполнили все необходимые расчёты, жёсткие посадки нередко приводили к перегрузке конструкции, вызывая повреждения как самого шасси, так и крыла.
На опытных образцах основные стойки первоначально оснащались шинами размером 770 × 270. Однако для серийных машин, масса которых оказалась значительно выше, этого было уже недостаточно. Конструкторам пришлось установить усиленные амортизационные стойки и сдвоенные тормозные колёса размером 840 × 300. Однако такое решение имело и обратную сторону: возросшая масса колёс увеличила нагрузки при посадке, и на первых серийных Me 262 нередко происходили разрывы шин. В наиболее тяжёлых случаях повреждалось крепление стойки в крыле, что приводило к деформации лонжерона и даже отрыву шасси. Таким образом, проблема приобрела настолько серьёзный характер, что испытательный центр люфтваффе в Рехлине немедленно приступил к поиску её причин.
Решение этой задачи поручили молодому инженеру Фрицу Фенду. Руководство относило её к числу «чрезвычайно важных для ведения войны». Первым, на что обратил внимание Фенд, стала неудовлетворительная работа амортизационной стойки при поглощении энергии удара во время посадки. Испытания на сбрасывающем стенде показали, что амортизатор недостаточно эффективно гасит ударные нагрузки. В результате часть энергии передавалась на элементы шасси, а затем на конструкцию крыла.
Позднее Фенд вспоминал: «Одной из причин были большие колёса. Чтобы они помещались в фюзеляж, амортизационные стойки пришлось устанавливать с наклоном внутрь. Но из-за этого гашение удара при посадке стало недостаточным. Поэтому я экспериментировал с изменением количества масла и давления в амортизационной стойке. После нескольких попыток мне удалось добиться безупречной работы амортизаторов, получив, так сказать, более мягкую конфигурацию. В результате амортизационная стойка теперь имела объём масла 2800 см³ при давлении 25 кг/см². Кроме того, были установлены новые усиленные шины. В такой комбинации шасси стало работать лучше».
Кроме того, новые шины с развитым протектором заметно сокращали длину пробега, особенно при эксплуатации с травяных аэродромов. Основное шасси Me 262 имело ещё одну необычную особенность. Гидроцилиндр, обеспечивавший выпуск и уборку стоек, одновременно фиксировал их в крайних положениях. Таким образом, необходимость в отдельном механическом замке отпадала. Для своего времени подобное решение было весьма прогрессивным. Створки ниш шасси также приводились в действие гидравлическими цилиндрами.
Однако на этом проблемы шасси Me 262 не заканчивались. Ещё одной серьёзной бедой стали частые разрывы шин и их быстрый износ. С этой проблемой столкнулись не только специалисты испытательного командования, но и первые строевые части, которым фактически пришлось продолжить доводку нового реактивного самолёта уже в условиях повседневной эксплуатации.
Из-за острой нехватки времени первоначально ограничились наиболее срочными мерами. Сначала усилили беговую дорожку шин и ввели более развитый рисунок протектора. Одновременно в испытательном центре в Рехлине велись работы над значительно более оригинальным решением: устройством предварительной раскрутки колёс основного шасси перед касанием земли. Согласно протоколу одного из совещаний, это должно было «в достаточной степени» снизить ударные нагрузки при посадке.
В качестве наиболее простого варианта предлагалось испытать разработанное в Рехлине устройство предварительной раскрутки колёс с использованием воздушных камер. Одновременно исследовалось его поведение при неправильной регулировке тормозов, высоких механических нагрузках и загрязнении.
Если испытания окажутся успешными, фирма «Мессершмитт» должна была разработать серийный вариант устройства с возможностью последующего переоборудования уже выпущенных самолётов. Одновременно предполагалось наладить взаимодействие с производителем колёс, чтобы предусмотреть на их конструкции необходимые элементы крепления. Кроме того, в дальнейшем планировалось изучить и «другие варианты привода, например, гидравлический».
К сожалению, сведений о дальнейшем развитии этих работ сохранилось крайне мало. Тем не менее несколько фотографий из Рехлина позволяют достаточно хорошо представить устройство и принцип действия системы предварительной раскрутки колёс, испытывавшийся на самолёте Siebel Si 204.
Что касается описанных выше испытаний на Me 262, то сведения о них крайне скудны. В специальной литературе сохранился лишь один поздний чертёж, на котором показано колесо с 8 «воздушными карманами». Для всесторонней проверки этой системы фирма «Мессершмитт» привлекла опытный самолёт Me 262 V167 (зав. № 130167). 18 августа 1944 года он выполнил единственный испытательный полёт, в задании на который значились «испытания колёсного привода». Полёт продолжался десять минут и включал «измерения ускорения разгона колеса основной стойки шасси (...) с одновременным измерением хода амортизатора и угла поворота цапфы».
Регистрация параметров осуществлялась с помощью киносъёмочной аппаратуры. При этом основной целью испытаний был не столько сам колёсный привод, сколько исследование работы амортизационной стойки. Именно эти полёты дали важные результаты, позволившие впоследствии изменить её конструкцию.
Характерной деталью, отражающей общую военную обстановку, является заключительная запись в отчёте: «Дальнейшая обработка результатов будет проведена после получения новых отпечатков с негативной плёнки в Мюнхене. Старые плёнки и часть документации по обработке были уничтожены 15 сентября во время налёта на Лехфельд».
Своеобразным «испытательным стендом» для системы предварительной раскрутки колёс в самой фирме «Мессершмитт» стал Me 262 с заводским номером 170056. Именно по этой машине в отчётах упоминаются десять испытательных полётов с колёсным приводом «рехлинского исполнения». Представление о возлагавшихся на эту систему надеждах даёт запись в протоколе совещания от 7 августа: «Последние тесты на Me 262 в испытательном центре показали достижение окружной скорости колеса 156 км/ч с 4 воздушными карманами».
Тем сильнее, вероятно, оказалось разочарование после серии испытаний, проведённых в Лехфельде с 21 октября по 3 ноября 1944 года. Их итог был сформулирован предельно лаконично: «результат неудовлетворительный».
Даже «при наиболее благоприятной регулировке тормоза, сохранявшейся не более двух-трёх посадок, лишь в половине случаев удавалось достичь максимальной скорости вращения колеса 60 км/ч. (…) Вариант с пятью воздушными карманами для привода колеса ещё не поступил. Согласно имеющемуся опыту, а также опыту других авиастроительных фирм, безупречной работы привода таким образом ожидать не приходится». После этого упоминания о дальнейшей разработке системы в известных сегодня источниках больше не встречаются.
Тем временем в Лехфельде испытательное командование 262 под руководством Тирфельдера к концу мая 1944 года располагало всего восемью самолётами, предназначенными для подготовки лётчиков и отработки истребительного применения Me 262. Приоритет, отданный программе скоростного бомбардировщика, привёл к острой нехватке машин и одновременно существенно затруднил устранение многочисленных «детских болезней» нового реактивного самолёта.
Одной из них стал переход от полотняной обшивки рулей к металлической. Это решение было принято в конце октября 1943 года по двум причинам: «Из-за попадания камней [при взлёте и посадке] и воздействия выхлопных газов двигателей потребовалась металлическая обшивка рулей высоты и направления. (...) Кроме того, выяснилось, что при ослаблении полотняной обтяжки лётные характеристики самолёта существенно ухудшаются».
В одном из внутренних служебных документов приводится ещё одно наблюдение: «Повреждения от теплового воздействия реактивной струи возникают чаще всего тогда, когда самолёт при посадке стоит не точно против ветра».
То, что первоначально рассматривалось как сравнительно простая доработка, неожиданно привело к ухудшению лётной устойчивости самолёта. В испытательном командовании 262 быстро обнаружили, что рули с металлической обшивкой нередко изготавливались с недопустимо большими отклонениями и не соответствовали аэродинамическому контуру самолёта. Это стало ещё одним свидетельством недостаточного качества изготовления и производственного контроля, от которого страдала новая реактивная машина.
Многие недостатки, выявленные специалистами испытательного командования 262, вскоре нашли отражение в обновлённых приёмочных требованиях к серийным самолётам. Так, все топливопроводы после монтажа подлежали обязательной проверке на герметичность, на каждом самолёте перед приёмкой предписывалось проводить испытание аварийного сброса фонаря кабины, крепления посадочных закрылков должны были быть защищены от самоотворачивания, а резиновые манжеты горловин топливных баков закреплены таким образом, чтобы исключить попадание топлива внутрь фюзеляжа.
Накопленный в ходе испытаний опыт последовательно отражался и в последующих редакциях приёмочной документации для серийных Me 262. В частности, линии генераторов предписывалось снабжать двойным экранированием, на пульте управления бортовой радиостанцией FuG 25a предусмотреть фиксированное положение переключателя, а также установить дополнительные заземляющие ленты и доработать монтаж переговорного устройства FuG 16 ZY. Кроме того, испытательное командование совместно с концерном «Мессершмитт» отвечало за приёмку полевых монтажных комплектов, оборудования и специального оснащения.
Летом 1944 года штаб истребительной авиации оказался в весьма непростом положении. С одной стороны, существовали большие надежды, связанные с Me 262, с другой суровая реальность серийного производства. Главным узким местом оставались турбореактивные двигатели и, прежде всего, крайне низкие темпы их поставок. Недоверие к промышленности росло день ото дня.
Однако вернёмся к уже упоминавшейся, хотя и весьма ограниченной, боевой готовности Me 262. Весной 1944 года Мильх распорядился создать специальную комиссию для оценки лётной безопасности нового реактивного самолёта. Генерал-фельдмаршал с самого начала крайне скептически относился к заявлениям фирмы-изготовителя о безопасности Me 262 и намеревался либо подтвердить, либо опровергнуть свои сомнения результатами независимых испытаний. Именно поэтому уже на раннем этапе серийного производства он потребовал, чтобы помимо стандартных статических испытаний на прочность была проведена обширная программа дополнительных проверок.
Комиссия по оценке лётной безопасности, созданная по распоряжению Мильха, весной 1944 года разработала обширную программу испытаний Me 262. При исследовании лётных характеристик предполагалось последовательно, шаг за шагом, изучить поведение самолёта на высоких числах Маха, одновременно поэтапно подтверждая расчётную прочность планера. Однако перед комиссией стояла и ещё более амбициозная задача — экспериментально подтвердить возможность достижения скорости 1000 км/ч. Помимо практического значения, такой результат имел бы и серьёзный символический эффект.
Что касается скоростных полётов, то весной и в начале лета 1944 года разработчики Me 262 всё чаще сталкивались с серьёзными проблемами регулирования работы двигателей. Их тяга неоднократно снижалась, а основной причиной считалась неудовлетворительная работа регулятора реактивного двигателя или барометрического масляного сервопривода, функционировавшего далеко не так, как предусматривалось расчётами.
Этот агрегат управлял регулировочной иглой реактивного сопла, изменяя площадь его выходного сечения и тем самым регулируя развиваемую двигателем тягу. Работа системы зависела как от положения рычага управления двигателем, так и от перепада давления между входом в компрессор и наружным воздухом.
Как отмечалось в одном из отчётов об испытаниях, специалисты фирмы «Юнкерс» установили, что маслоотделители в магистрали, по которой к управляющей камере масляного сервопривода подводился сжатый воздух, постепенно заполнялись маслом. В результате на больших скоростях регулировочная игла реактивного сопла либо вовсе не выдвигалась, либо выдвигалась недостаточно. По этой причине техникам приходилось каждые три часа сливать масло из маслоотделителей. Однако вскоре стало ясно, что причина потери тяги гораздо сложнее, поскольку, как отмечалось в отчёте, «...по-прежнему сохраняется значительный недобор тяги, который этим объяснить невозможно».
Испытания Me 262 S2 показали, что «при скоростном полёте регулировочная игла действительно достигает своего крайнего положения, однако даже после подачи сжатого воздуха от четвёртой ступени компрессора дальше не перемещается». В «Мессершмитт» предложили следующее объяснение:
«Регулировка положения иглы была выполнена в то время, когда реактивные сопла испытывали деформацию из-за напряжений в их обшивке, вследствие чего площадь выходного сечения оказывалась меньше нормы. Тогда это компенсировали соответствующей настройкой положения иглы. После изменения конструкции обшивки площадь выходного сечения вновь стало соответствовать норме, однако прежняя регулировка иглы так и осталась без изменений».
Неудивительно, что вскоре в документах появилась следующая запись: «Меры по устранению недостаточной тяги двигателей пока окончательно не определены. (…) Прежде всего выяснилось, что различные регулировки двигателя, каждая из которых полностью соответствует предписаниям фирмы «Юнкерс», приводят к весьма существенным различиям в его характеристиках».
Положение осложнялось ещё и тем, что у концерна «Мессершмитт» не было отдельного самолёта, предназначенного исключительно для испытаний двигателей. Поэтому инженерам приходилось проводить необходимые эксперименты попутно, используя самолёты, уже задействованные в других программах испытаний. Возможности для такой работы были весьма ограничены. Неудивительно, что в середине августа 1944 года в отчётах появилась лаконичная запись: «Фирма «Юнкерс» должна принять дополнительные меры».
Что касается подтверждения возможности достижения скорости 1000 км/ч, то эта задача была решена в ходе серии испытательных полётов в пикировании. Поэтому описанные выше недостатки системы регулирования двигателя в данном случае имели лишь второстепенное значение.
В качестве опытной машины для испытаний на прочность конструкции и достижения максимальной скорости был выбран предсерийный Me 262 S2 (зав. № 130007). Однако этот самолёт постоянно преподносил инженерам новые проблемы, поэтому раз за разом возвращался в цех для доработки или ремонта. Продолжались работы по совершенствованию элеронов и руля направления, чтобы добиться приемлемой путевой устойчивости самолёта и снизить усилия на органах управления.
23 июня удалось приступить к попыткам преодолеть рубеж в 1000 км/ч. За штурвалом находился фельдфебель Хайнц Херлитциус. Первоначально он служил в испытательном командовании 262, однако к тому времени, как и многие другие его лётчики, был переведён в штат заводских пилотов фирмы «Мессершмитт». Для выполнения поставленной задачи ему пришлось выполнить четыре испытательных полёта на Me 262 S2. Главным препятствием оказалась неудовлетворительная продольная устойчивость самолёта.
Во время первого полёта при скорости около 910 км/ч самолёт начал резко крениться вправо. Херлитциусу удалось разогнаться до 950 км/ч, после чего он был вынужден прекратить пикирование. Затем инженеры изменили регулировку триммера элеронов, и уже 25 июня лётчик вновь поднял S2 в воздух. Согласно отчёту об испытаниях, в наборе высоты и горизонтальном полёте Me 262 проявлял тенденцию к левому крену: «Самолёт имеет тенденцию к левому крену. До скорости около 900 км/ч это явление постепенно уменьшается. В диапазоне 900–950 км/ч крен практически отсутствует. Однако при 950–970 км/ч самолёт вновь начинает слегка заваливаться влево».
Несмотря на проведённые доработки, в двух первых вылетах Херлитциусу не удалось преодолеть рубеж 960 и, соответственно, 980 км/ч. Лишь четвёртый и одновременно последний испытательный полёт, состоявшийся 25 июня 1944 года, завершился успехом, хотя и потребовал от пилота большого мастерства.
«Крен вправо усиливался вплоть до 1000 км/ч, поэтому удерживать самолёт в горизонтальном положении уже не представлялось возможным. Пришлось выполнять полёт с креном примерно 60 градусов вправо относительно направления пикирования».
Тем не менее поставленная задача была выполнена. На Me 262 S2 Хайнц Херлитциус достиг скорости 1004 км/ч на высоте 3960 метров, впервые подтвердив возможность преодоления тысячного рубежа в ходе испытаний.
Однако вскоре Херлитциус перестал быть единственным пилотом, которому удалось достичь этого рубежа. Согласно воспоминаниям одного из лётчиков-испытателей, примерно в то же время скорость 1000 км/ч была достигнута и на Me 262 V3. С марта 1944 года этот самолёт находился в германском исследовательском институте авиации, где использовался для проведения скоростных испытаний.
Позднее выяснилось, что неудовлетворительная устойчивость Me 262 S2 была связана не с рулём направления, а с самим крылом. Несмотря на принадлежность самолёта к предсерийной партии, его крыло, по-видимому, имело остаточную деформацию кручения. Однако, как отмечалось в отчёте: «повторные измерения упомянутой деформации кручения крыла (…) не могли быть проведены, поскольку, во-первых, необходимые измерительные приборы были повреждены, а впоследствии был уничтожен и сам самолёт».
Это произошло 19 июля 1944 года во время американского налёта на Лехфельд. Начало воздушного удара оказалось настолько внезапным, что машину не успели вывести из ангара.
Несмотря на эти неблагоприятные обстоятельства, в первой половине августа 1944 года возможность достижения скорости 1000 км/ч была вновь официально подтверждена, на этот раз на Me 262 S10 (зав. № 130015), использовавшийся для испытаний на прочность конструкции. В соответствующем отчёте отмечалось: «Скорость 1000 км/ч была достигнута лишь с большим трудом, поскольку на высокой скорости самолёт практически невозможно было удерживать в горизонтальном полёте. (...) Других затруднений не возникло». При этом в ходе полёта было достигнуто число Маха 0,84.
«Реактивный первенец люфтваффе».
Часть 1. От идеи до конкуренции.
Часть 2. От документации до первого полёта.
Часть 3. От Мессершмитта до Мильха.
Часть 4. От детских болезней до Гитлера.
Часть 5. От винта до кровавого урожая.
Часть 6. От бомбардировщика к истребителю.
Мои авторские паблики по истории авиации и различным военным конфликтам. В них вы найдете и другие мои публикации.
Telegram - t.me/Alte_Adler & VK - https://vk.ru/alte_adler