После этого разработкой планера с ракетным двигателем стала заниматься фирма "Рааб-Катценштейн" в Касселе. Она построила бесхвостый самолет, сходный по конструкции с "бесхвосткой" Липпиша, но рассчитанный на одного пилота и, возможно, даже на пассажира. По неизвестным причинам первые полеты закончились неудачно, и фирма также отказалась от опытов. Не сдался один только Опель, который тоже был как-то связан с этим проектом.
Планер Опеля был готов к летным испытаниям 30 сентября 1929 года. Для запуска применялась деревянная направляющая длиной около 21 метра. Здесь не было ни резинового троса, ни какого-либо другого стартового устройства: взлет осуществлялся только с помощью ракет. Первые два испытания, проведенные ранним утром 30 сентября, не были успешными. Ракетные двигатели не развили достаточной тяги, чтобы оторвать планер от земли; он сделал всего лишь несколько коротких прыжков.
После завтрака Опель сделал еще одну попытку, на этот раз удачную. Планер поднялся в воздух и совершил полет продолжительностью около 10 минут; максимальная скорость планера составила 160 километров в час. Но во время посадки загорелись крылья, в результате чего аппарат сильно пострадал и оказался совершенно непригодным для дальнейшего использования. Каким-то чудом Опелю удалось спастись из разрушившегося при посадке планера, но на том его эксперименты завершились.
* * *
Эстафету, оброненную Опелем, подхватил австрийский инженер Эйген Зенгер. Он, несомненно, был одним из первых конструкторов подобных самолетов, который решал задачи не вслепую, а на серьезной научной основе.
Зенгер начал карьеру специалиста-ракетчика с широкой серии испытаний ракетных двигателей в лабораториях Венского университета. В то время он работал главным образом с одной моделью – сферической камерой сгорания диаметром около 50 миллиметров. Сопло двигателя было необычайно длинным (25 сантиметров), причем диаметр среза сопла равнялся диаметру камеры сгорания. Камера сгорания и примыкающая к ней часть сопла были снабжены рубашкой охлаждения, в которую под большим давлением подавалось топливо. Оно выполняло две функции: охлаждало камеру сгорания и компенсировало давление, создаваемое в ней продуктами сгорания.
В качестве горючего Зенгер использовал летучие продукты нефти; впрыск производился насосами такого типа, которые применяются в дизельных двигателях. Кислород подавался непосредственно в камеру сгорания под давлением; но вместо жидкого кислорода Зенгер использовал газообразный, подаваемый непосредственно из обычного стального баллона, имевшего редукционные клапаны.
Небольшой ракетный двигатель подвешивался к каркасу из стальных труб, который мог перемещаться только в горизонтальном направлении, сжимая пружинное устройство замера тяги.
Время работы двигателей Зенгера было необычно большим. Испытание продолжительностью 15 минут являлось для него вполне нормальным. Многие двигатели работали в течение 20 минут, а один – в течение получаса. Двигатели развивали тягу порядка 25 килограммов, при этом скорость истечения составляла, как правило, 2000-3500 м/сек. Зенгер еще тогда был уверен – и дальнейшее развитие ракетной техники подтвердило правильность его взглядов, – что проблемы создания более крупных ракетных двигателей практически вполне разрешимы.
* * *
Следующим шагом исследователей была разработка технических требований, предъявляемых к конструкции ракетного самолета. Оберт, работавший в свое время над этой проблемой, указывал, что самолет с ракетным двигателем может обладать большим радиусом действия, если он будет взлетать почти вертикально, выравниваться на большой высоте, развивать максимальную скорость за счет использования всего топлива в возможно короткое время и в дальнейшем переходить на скоростное планирование. Зенгер пришел примерно к тем же выводам, но он решал проблему в основном с точки зрения конструктора самолета. Он высказался в защиту наклонного старта под углом 30°, но в остальном его метод был таким же, как у Оберта. Приняв время горения равным 20 минутам, он рассчитал, что общее полетное время ракетного самолета составит несколько более… одного часа, а средняя скорость – 2500 километров в час.
Зенгер значительно опередил время, он потряс своим проектом не только немецких, но и советских, а также американских исследователей.
Уже после войны его труд, выпущенный в 1944 году весьма ограниченным тиражом (100 экземпляров) под грифом "Совершенно секретно", в качестве военного трофея достался генералу Болховитинову и его сотрудникам. Те быстро перевели отчет и были потрясены.
В работе, озаглавленной "Дальний бомбардировщик с ракетным двигателем", очень обстоятельно анализировались технические возможности создания пилотируемой крылатой ракеты большого тоннажа. Авторы – Э. Зенгер и И. Бредт – убедительно показывали на основе номограмм и графиков, что с предлагаемым жидкостным ракетным двигателем тягой в 100 тонн возможен полет на высотах 50-300 километров со скоростями 20 000-30 000 километров в час и дальностью полета 20 000-40 000 километров! Были подробно исследованы физико-химические процессы сгорания топлив при высоких давлениях и температурах, энергетические свойства топлив, включая эмульсии легких металлов в углеводородах; предложена схема замкнутой прямоточной паросиловой установки в качестве системы, охлаждающей камеру сгорания и приводящей в действие турбонасосный агрегат.
Новыми для наших аэродинамиков оказались и проблемы аэродинамики самолета, имеющего скорость, в 10-20 раз превышающую скорость звука. Далее описывались системы стартовых устройств, динамики взлета и посадки. Особо тщательно, видимо, чтобы заинтересовать военных, были разработаны вопросы бомбометания с учетом огромной скорости бомбы, сбрасываемой с такого самолета до подхода к цели.
Интересно, что уже тогда, в начале 1940-х годов, Зенгер показал, что для космического самолета старт без вспомогательных средств неприемлем. Им предлагался старт при помощи катапульты с горизонтальной дорожки с доведением скорости самолета до величины, большей скорости звука.
Комментируя расчет и наглядные графики полета, Зенгер и Бредт писали: "Взлет осуществляется при помощи мощного ракетного устройства, связанного с землей и работающего в течение примерно II секунд. Разогнавшись до скорости 500 м/с, самолет отрывается от земли и на полной мощности двигателя набирает высоту от 50 до 150 километров по траектории, которая вначале наклонена к горизонту под углом 30°, а затем становится все более и более пологой…
Продолжительность подъема составляет от 4 до 8 минут. В течение этого времени, как правило, расходуется весь запас горючего… В конце восходящей ветви траектории ракетный двигатель останавливается, и самолет продолжает свой полет благодаря запасенной кинетической и потенциальной энергии путем своеобразного планирования по волнообразной траектории с затухающей амплитудой…
В заранее рассчитанный момент бомбы сбрасываются с самолета. Самолет, описывая большую дугу, возвращается на свой аэродром или на другую посадочную площадку, бомбы, летящие в первоначальном направлении, обрушиваются на цель…
Такая тактика делает нападение совершенно не зависящим от времени суток и погоды над целью и лишает неприятеля всякой возможности противодействовать нападению…
Соединение из ста ракетных бомбардировщиков способно в течение нескольких дней подвергнуть полному разрушению площади, доходящие до размеров мировых столиц с пригородами, расположенные в любом месте поверхности земного шара".
Общий взлетный вес конструкции бомбардировщика составлял 100 тонн, из них 10 тонн – вес бомб, посадочный вес принят 10 тонн. При этом за счет уменьшения дальности полета вес бомбовой нагрузки мог быть увеличен до 30 тонн.
Дальнейшие работы по воплощению в жизнь проекта ракетного бомбардировщика предлагалось подразделить на 12 стадий, в которых основное время отводилось стендовой отработке двигателя, стендовым испытаниям взаимодействия двигателя и самолета, испытаниям стартового устройства и, наконец, всем этапам летных испытаний.
* * *
Таким образом еще в разгар войны германские специалисты предлагали бомбардировщик, применение которого (да еще в сочетании с атомной бомбой) могло действительно повернуть ход истории. Но почему же на его исполнение не были брошены все силы немецкой индустрии?
Причин тому было несколько. Во-первых, нацистская верхушка оказалась неспособной воспринять революционность идеи. До Гитлера она вообще, кажется, не дошла. А если и дошла, то не была им воспринята. В ракетных же кругах проект Зенгера был воспринят весьма настороженно: его осуществление могло помешать программе создания ракеты А-4 и другим чисто ракетным программам Пенемюнде. И воспользовавшись тем, что речь тут шла все-таки о самолете, попытались спихнуть проект чинам "люфтваффе"; ракетная же техника находилась в ведении командования сухопутных войск.
Ну а там посчитали, что такой проект потребует не менее четырех-пяти лет напряженной работы до первого полета. До него ли сейчас? Да и вообще Зенгер с Бредтом были чужаками среди авиаторов…
В общем, проект потихоньку спустили на тормозах и постарались о нем забыть.
Насколько правы были критики проекта? Давайте рассуждать логически. После первого шока наших специалистов: как-никак в нашем РНИИ только в 1943 году получили надежный ЖРД с тягой 1,5 тонн, Исаев мечтал через год-два довести двигатель до тяги 2-3 тонны, а тут в 1944 году из Польши привезли двигатель "Фау-2" с тягой почти под 30 тонн, в 1945 году обнаружено предложение создать самолет с тягой двигателя в 100 тонн (!), пришло отрезвление.
Прилетевший в июне в Берлин из Москвы заместитель Болховитинова профессор МАИ Генрих Наумович Абрамович, познакомившись с трудом Зенгера, сказал, что такое обилие газокинетических, аэродинамических и газоплазменных проблем требуют глубокой научной проработки. И до конструкторов дело дойдет, дай бог, лет через десять: "Ракету сделать легче, чем такой самолет".
Но и он оказался чрезмерным оптимистом. Ныне мы можем сказать, что предложение Зенгера опередило время по крайней мере на 25 лет. Первый космический самолет в виде "Спейс шаттла" полетел впервые только в 1981 году. Но он стартовал вертикально, как вторая ступень ракеты. А настоящего воздушно-космического аппарата с горизонтальным стартом нет до сих пор.
В современной Германии проектируется воздушно-космическая система, названная в честь пионера этой идеи "Зенгер". В работе над этой программой участвуют крупнейшие немецкие авиационные фирмы. Космический самолет проектируется на базе перспективной, но реализуемой техники и предназначается для транспортировки различных грузов в космос при снижении стоимости, обеспечении безопасности, надежности и универсальности применения.
От проекта 1940-х годов он отличается принципиально тем, что горизонтальный разгон осуществляет не катапульта, а специальный самолет-разгонщик, на спине которого укреплен собственно космический самолет, способный вывести на околоземную орбиту высотой до 300 километров те же 10 тонн.
Конечно, Эйгену Зенгеру в 1944 году и не снились те материалы, двигатели, методы навигации и управления, над которыми работают теперь немецкие ученые, имеющие доступ к достижениям передовых космических технологий. В конце концов, видимо, он и сам понял некоторую фантастичность своей разработки. Он умер относительно недавно, примирившись с мыслью, что уже не увидит самолет, названный его именем.
Так что и в данном случае надежда на чудо-оружие не оправдалась бы, будь на ее осуществление и брошены все силы третьего рейха. Так что в Пенеменюнде правильно отдали предпочтение проекту А9. И мы еще будем говорить об этом подробно в следующей главе.
Пока же давайте поговорим вот о чем.
* * *
Доктор Зенгер не имел ничего общего с ракетными самолетами, построенными или проектировавшимися немцами во время Второй мировой войны, такими как "Мессершмитт" Ме-163В ("Комета"), самолет-разведчик DFS-228 или разведывательный вариант двухдвигательного бомбардировщика DFS-346, способного теоретически подняться на 30 километров и развить скорость 2700 километров в час. На всех этих самолетах были установлены ракетные двигатели, разработанные на заводе Вальтера в Киле. Как уже говорилось, впервые в Германии перекись водорода высокой концентрации была получена в промышленных масштабах в 1936 году.
В некоторых двигателях Вальтера она использовалась в качестве окислителя с определенным топливом; эти двигатели получили название "горячих". В других двигателях 80-процентная перекись водорода служила источником энергии, получаемой в результате ее каталитического разложения; эти двигатели стали называться "холодными".
Первым ракетным двигателем Вальтера для самолетов был двигатель R. I., прошедший летные испытания в 1937 году на самолете "Хейнкель", на котором был оставлен и обычный поршневой двигатель. На испытаниях двигатель создавал тягу около 350 килограммов при секундном расходе топлива порядка 3,3 килограмма.
* * *
В том же году министерство авиации Германии обратилось к Липпишу с просьбой спроектировать скоростной истребитель, при этом ему была указана только мощность двигателя, который должен был быть установлен на самолете. Проект, разработанный Липпишем, условно обозначался DFS-194 – по начальным буквам названия немецкого научно-исследовательского института безмоторного полета, где Липпиш проработал много лет.
"Строить проще и быстрее!" – таков был лозунг того времени в Германии, оказавшейся на грани военной катастрофы. Никаких дорогих материалов, ничего несбыточного. Надо учиться делать самолеты из того, что под руками.
Модель, предложенная Липпишем, – Р 12 – в точности отвечала всем требованиям. Планировалось, что новый самолет оснастят прямоточным воздушно-реактивным двигателем, несложным и дешевым, – именно таким двигателем была снабжена "летающая бомба" Fi 103. Топливо тоже было самым доступным: смесь угольного гранулята и мазута.
На том, впрочем, конструктор не успокоился. После многочисленных переделок на его чертежной доске возник Р 13а: проект "бесхвостого" самолета, который состоял фактически из двигателя и крыла…
В общем, Липпиш предложил сверхзвуковой истребитель, отличительной особенностью которого стало свободнонесущее треугольное крыло: стреловидность по его передней кромке равнялась 60 градусам, а толщина профиля достигала 15 процентов. Посредине крыла был размещен прямоточный воздушно-реактивный двигатель (ПВРД); топливом служил уголь, а регулировать в широком диапазоне выхлопных газов помогали клапаны.
Кроме того, конструктор предлагал оснастить самолет Р 13а еще и ракетным двигателем, чтобы разогнать машину до скорости 150 километров в час, когда включится ПВРД.
Вертикальное оперение, по идее Липпиша, выглядело так: треугольный киль, частично остекленный и установленный по линии симметрии крыла, то есть посредине его. Стреловидность киля тоже равнялась 60 градусам. Внутри него и помещался пилот. Толщина профиля составила 17,5 процентов; все кромки крыла и носовая часть руля были скруглены. Дизайн не предусматривал никаких шасси. Вместо этого имелись полозья – они располагались по центру крыла и выдвигались перед посадкой.
Чтобы проверить летные особенности этой необычной модели, в мае 1944 года на горе Шпитцерберг под Веной начались летные испытания модели Р 13 уменьшенных размеров. В августе 1944 года поведение модели стали изучать в Геттингене, в сверхзвуковой аэродинамической трубе, принадлежавшей Аэродинамическому испытательному обществу (AVA). Наконец, решено было опробовать на практике пилотируемую модель, выполненную один к одному, с точным соблюдением размеров – но из дерева и без двигателя.
Заказ на строительство этого самолета получила летно-техническая группа (FFG), действовавшая при Дармштадтском политехническом институте. Однако в ночь с 11-го на 12-е сентября 1944 года были разбомблены помещения и цеха, принадлежавшие летно-технической группе. Все, что удалось спасти, вывезли в другие города.
Тогда Липпишу помог Лео Шмидт. Он представлял Немецкий экспериментальный аэронавигационный институт и курировал работу летно-технической группы. Благодаря его стараниям недостроенную модель D 33 доставили на аэродром в местечке Прин, что на озере Химзе. Там располагался ангар мюнхенской летно-технической группы, там – при участии ее сотрудников – можно было достроить самолет. Теперь его назвали DM 1 (буква D означала Дармштадт, М – Мюнхен).
Планировалось, что буксир выведет ракетоплан, прикрепленный к нему с помощью трехточечной сцепки, на определенную высоту. Здесь их разъединят, и летательный аппарат будет скользить по наклонной траектории. Пороховые ракеты помогут разогнать его до 800 километров в час. Такова была схема испытания.
В начале 1945 года в распоряжении испытателей были два новеньких аппарата "Siebel 204 A". Они предназначались для буксировки. За аэромеханику и летные характеристики машины, а также за предстоявший полет отвечал Ханс Цахер. Он был сотрудником Немецкого научно-исследовательского института планеризма. По всей вероятности, он стал бы и первым пилотом DM-1, но война уже подходила к концу и опробовать новый самолет на практике так и не пришлось.
Третьего мая 1945 года американские войска заняли аэродром в Прине и обнаружили там наполовину достроенную модель DM 1. Американцы тотчас взяли под строгую охрану эту уникальную "небесную птицу", рассчитывая достроить и испытать ее.