ВМВ
12 883 subscribers

История одного из самых необычных самолетов Второй мировой -Ju-287

4,8k full reads

Одним из самых необычных самолетов, появившихся на немецких чертежных досках на последних этапах Второй мировой войны, был Junkers Ju-287V1, летающий испытательный стенд-прототип реактивного среднего бомбардировщика, который мог обогнать самые быстрые истребители противников. В начале 1943 года эта задача разработки выпала на долю фирмы Junkers Flugzeug und Moterenwerke AG из Дессау, где под руководством Ханса Вокке сформировалась группа разработчиков проекта.

Испытательный прототип первого реактивного среднего бомбардировщика Люфтваффе со стреловидными крыльями.
Испытательный прототип первого реактивного среднего бомбардировщика Люфтваффе со стреловидными крыльями.

Используя данные исследований, проведенных Deutsche Versuchtsanstalt fur Luftfahrt (Немецкий государственный центр авиационных исследований и испытаний, обычно обозначаемый- DVL), Вокке первоначально разработал проект реактивного самолета с 25-градусной стреловидностью крыла, который теоретически мог бы превышает 880 км/в час в горизонтальном полете. Однако, в то время, как проект все еще находился на предварительных стадиях, Вокке обеспокоился плохими летными характеристиками, демонстрируемыми стреловидными крыльями на низкой скорости, особенно потерей управления элеронами, связанной с срывом потока. С целью одновременного увеличения критического числа Маха крыла и избежания проблемы сваливания на законцовках крыла, Вокке задумал изменить форму крыла изменив направление стреловидности крыла.

По крайней мере теоретически, крыло с обратной стреловидностью будет производить точно такой же эффект, что и крыло с обычной стреловидностью, за счет уменьшения отношения толщины к хорде, но при этом, будет иметь самый высокий коэффициент подъемной силы у основания крыла. Таким образом, по мере уменьшения коэффициента подъемной силы по направлению к законцовке, эта часть будет последней, и управление элеронами будет сохраняться после того, как воздушный поток отрывался от основных секций крыла. Впоследствии испытания в аэродинамической трубе подтвердили теории Вокка, но также выявили существенный недостаток: аэроупругость крыла, то есть изгиб и возможную деформацию конструкции, вызванную аэродинамическими нагрузками. Однако Вокке и его команда считали, что проблему можно свести к минимуму.

Поскольку конструкция была настолько революционной, Министерство авиации Германии (RLM) поручило Юнкерсу начать с полномасштабного летающего испытательного стенда для оценки летных характеристик, пока разрабатывалась окончательная конструкция серийного бомбардировщика. Для ускорения строительства испытательного стенда в конструкции использовался ряд готовых компонентов планера: фюзеляж бомбардировщика Heinkel He-177A, хвостовая группа самолета-разведчика Ju-388L, даже, носовые колеса со спасенного американского самолета- B-24 Liberator и основные стойки шасси от транспортного Ju-352. Поскольку втягивание колес в тонкие, направленные вперед крылья испытательного стенда было конструктивно непрактичным, шасси оставили не убираемым, а колеса заключили в большие обтекатели.

С хвостовым оперением от Ju-388L, фюзеляжем от He-177A и шасси от трофейного американского B-24, Ju-287 представлял собой любопытную сборку того, что было доступно конструкторам Junkers. (Национальный архив)
С хвостовым оперением от Ju-388L, фюзеляжем от He-177A и шасси от трофейного американского B-24, Ju-287 представлял собой любопытную сборку того, что было доступно конструкторам Junkers. (Национальный архив)

Тонкое крыло с большим удлинением представляло собой цельнометаллическую конструкцию с двумя лонжеронами, в которую входила специальная высокоскоростная аэродинамическая часть Junkers с обратным изгибом. Чтобы улучшить способность летать на малой скорости, крылья были оснащены фиксированными предкрылками на внутренних передних кромках для задержки сваливания, в сочетании с большими щелевыми закрылками задней кромки и элеронами, которые опускались до 23 градусов, тем самым обеспечивая необходимое действие. Испытательный стенд будет оснащен четырьмя осевыми турбореактивными двигателями Junkers Jumo 004B-1, каждый из которых рассчитан на 900 кг статической тяги - те же двигатели, которые планируется использовать на самолетах Messerschmitt Me-262, - расположенных в четырех отдельных гондолах, по одной под каждым крылом, с размахом примерно 30 процентов и по одному с каждой стороны носовой части фюзеляжа.

Окончательная конструкция всех этих компонентов, получившая обозначение Ju-287V1- или первый прототип, несомненно, была одним из самых странных на вид авиационных устройств эпохи Второй мировой войны. Полные размеры: размах крыльев более 20 метров, длина 18 метров и общая площадь крыла 197 квадратных метров. При максимальной взлетной массе в 20 000 кг на крыло составила около 100 кг . Летом 1944 года Ju-287V1 был доставлен из Дессау в Брандис-Филд, недалеко от Лейпцига, для летных испытаний, а 22 августа капитан Зигфрид Хольцбауэр впервые на нем взлетел. Для увеличения взлетной мощности во время этого полета под гондолами крыла были установлены два ракетных ускорителя Walter с тягой 1200 кг, сброшенные вскоре после взлета. Для уменьшения пробега и крена при посадке на испытательном прототипе использовался один из первых примеров тормозного парашюта, разворачиваемого из хвостового конуса.

Ракетные ускорители Walter, четко видимые под гондолами двигателей, увеличили взлетную мощность дополнительными 1200 кг тяги каждый. (Национальный архив)
Ракетные ускорители Walter, четко видимые под гондолами двигателей, увеличили взлетную мощность дополнительными 1200 кг тяги каждый. (Национальный архив)

Еще шестнадцать полетов совершил Ju-287V1с аэродрома Брандис. Несмотря на его революционную форму в плане аэродинамики, единственными серьезными проблемами, с которыми столкнулись во время испытаний - не связанных с аэродинамической конфигурацией, - были спорадические сбои в работе турбореактивных двигателей Jumo 004B, и, однажды, взрыв одного из ракетных ускорителей Walter. Как и ожидалось, Ju-287V1 был исключительно устойчивым в режиме медленного полета, почти не нуждаясь в каких-либо изменениях дифферента во время работы с закрылками. С выпущенными закрылками самолет установил скорость захода на посадку 240 км/ в час и приземлился на скорости 190 км/ в час, что не слишком много по современным ему меркам. Во время испытаний верхняя поверхность крыльев была покрыта приклеенными пучками шерсти, так, чтобы картину воздушного потока можно было снимать камерой, установленной прямо перед вертикальным стабилизатором. Это исследование подтвердило предсказания Вокка о влиянии обратной стреловидности: на низких скоростях отрыв воздушного потока постепенно распространяется от корня к носу, при этом момент тангажа при опускании носа возникает только после того, как отрыв достигает элеронов.

Во время испытаний на более высоких скоростях Ju-287V1 на полной мощности достиг скорости 650 км в час, после чего начали проявляться упругие ограничения конструкции крыла. Главным негативным последствием было снижение управляемости во время маневрирования, но даже при этом продольная устойчивость серьезно не пострадала. Достигнутая максимальная скорость составляла 550 км в час на высоте 5900 метров. После этого Ju-287V1 был передан в оценочный центр Люфтваффе в Рехлине, где он был поврежден во время бомбардировки союзников и больше не мог летать.

Ju-287 с  6 двигателями Jumo 004
Ju-287 с 6 двигателями Jumo 004

Тем временем компания Junkers приступила к созданию Ju-287V2, который должен был стать последующим испытательным прототипом для оценки скоростных характеристик этого самолета. Крыло осталось практически неизменным по сравнению с V1, но использовался фюзеляж на основе Ju-388 (прогрессивное развитие конструкции Ju-88) с полностью убирающимся трехопорным шасси. Планировалась установка четырех экспериментальных турбореактивных двигателей Heinkel-Hirth 011A, каждый с ожидаемой тягой 1300 кг, которые должны были размещаться в парных гондолах под крыльями. В то же время Junkers приступил к проектированию Ju-287V3, который должен был стать окончательным прототипом бомбардировщика. Задержки с разработкой силовой установки заставили Junkers перейти на менее мощные, но доступные турбореактивные двигатели BMW 003A-1 с тягой 800 кг каждый. Шесть из этих двигателей, установленных по три в гондолах, должны были располагаться под крыльями.

Чертежи Ju287 с разным расположением 6  BMW 003A-1. Heinz J. Nowarra - Die Deutsche Luftrüstung 1933-1945 (Band 3)_  Henschel - Messerschmitt 3(1993, Bernard & Graefe) -стр.115-116.
Чертежи Ju287 с разным расположением 6 BMW 003A-1. Heinz J. Nowarra - Die Deutsche Luftrüstung 1933-1945 (Band 3)_ Henschel - Messerschmitt 3(1993, Bernard & Graefe) -стр.115-116.

Окончательная сборка Ju-287V2 шла в процессе, когда завод в Дессау был захвачен советскими войсками в конце весны 1945 года. Неудивительно, что захваченный прототип вместе со всеми инструментами, приспособлениями, деталями и командой разработчиков, включая самого Вокка, были впоследствии доставлены в СССР. Сообщается, что Ju-287V2 был достроен и летал в 1947 году, но подробности его летно-технических характеристик неизвестны. Первоначальное изготовление компонентов корпуса также было начато для Ju-287V3, который включал в себя все действующее оборудование и вооружение, но в СССР не продолжили проект после завершения V2.

По оценкам производителя-Юнкерса, для Ju-287V3 максимальная скорость составляла бы 880 км/ в час на высоте 5000 м, с крейсерской скоростью 790 км/ в час на высоте 6900 м (80 процентов мощности) и дальность полета 1585 км с бомбовой нагрузкой 4000 кг или 2100 км с 2000 кг бомб. Если бы не конец войны, Ju-287V2 полетел бы в июне 1945 году - замечательное достижение, если учесть, что первый послевоенный реактивный средний бомбардировщик не летал еще два года (North American XB-45, у которого был первый полет 17 марта 1947 г., в июле 1948 г. полетел в СССР -Ил-28).

Когда закончилась Вторая мировая война, большая часть данных исследований и испытаний Германии по околозвуковому полету заставила американских подрядчиков по изготовлению планеров модифицировать существующие проекты по новым реактивным самолетам. Одним из самых революционных предложений, созданных захваченными немецкими исследованиями, был тактический бомбардировщик Convair XB-53 - очень оригинальный, трех двигательный и без горизонтального хвостового оперения с 30-градусной обратной стреловидностью крыла, но проект был отменен в 1948 году.

Convair XB-53 проект https://en.wikipedia.org/wiki/Convair_XB-53
Convair XB-53 проект https://en.wikipedia.org/wiki/Convair_XB-53

Концепция с обратной стреловидностью бездействовала до 1964 года, когда Hamburger Flugzeubau из Западной Германии представила свой HFB-320 Hansa Jet, двухмоторный транспортный самолет представительского класса, вмещавший до 12 пассажиров. Grumman X-29A, который впервые поднялся в воздух в 1984 году, сочетал в себе обратную стреловидность и решил проблему упругости с помощью крыльев из очень жестких композитных материалов. После тщательных испытаний два X-29 были списаны в 1994 году. Программа широко освещалась и было совершенно более 600 полетов. В 1999 году самолет Су-47 (С-37) российской разработки «Беркут» совершил первый полет. Есть много разных мнений, как и зачем этот проект начали.

Источники данных и изображений : Heinz J. Nowarra - Die Deutsche Luftrüstung 1933-1945 (Band 3)_ Henschel - Messerschmitt 3(1993, Bernard & Graefe) - Aviation History. ,https://en.wikipedia.org/

Другие мои статьи о проектных самолетах :

Парадоксы немецкой экстренной программы истребителей. Был ли возможен реактивный реванш ?

Неизвестные проекты штурмовиков Германии. Или где грань реальности и футуристичного абсурда ? Часть 1.

Последние проекты немецких ударных самолетов поля боя 43-45 г. Абсурд или реальность ?

Проекты последних истребителей немецкой экстренной программы 1944-45 г. Часть 1.

Проекты экстренной программы истребителей. Часть II - Ju EF.128, Me P.1101, Hs P.135. Анализ программы и выводы.

Парадоксальное наследие немецкой экстренной истребительной программы или Миг-15, J-29, Pulqui II-копии Ta.183,так ли это ?

Штурмовой планер BV. 40