В Германии активные работы по самолетам с ЖРД начались сразу же после создания в 1935 г. военно-воздушных сил страны (люфтваффе). И вот уже 20 июня 1939 г. в воздух поднялся первый в мире ракетный самолет Не 176. Вследствие неудовлетворительных летных характеристик Не 176 фирма «Мессершмитт» тут же получила контракт на разработку нового ракетного перехватчика Ме 163. Помимо Ме 163 проекты самолетов-перехватчиков разрабатывались в это же время В. фон Брауном (Stratospharen-Jager) и Э. Бахемом (Fi 166). Однако поскольку в начале войны немецкая авиация владела инициативой и имела превосходство в воздухе, то министерство авиации Германии отклонило проекты Брауна и Бахема, сконцентрировав усилия на работах по Ме 163. Этот истребитель спустя пять лет, летом 1944 г., был принят на вооружение и стал первым в мире серийным ракетным истребителем, принимал участие в боевых действиях, решая задачи ПВО в воздушном пространстве Германии вплоть до окончания войны.
С января 1943 г. союзная авиация в дополнение к ночным бомбардировкам начала применение дневных массированных бомбовых ударов по объектам, расположенным на территории Германии. Стало очевидным, что основные немецкие истребители Bf 109 и Fw 190 не в состоянии эффективно перехватывать союзные бомбардировщики. Специалисты RLM пришли к выводу, что необходимо разработать новые истребители небольших размеров, которые могли бы при атаке развивать большие скорости. Появление к тому времени серийных ЖРД с приемлемыми эксплуатационными характеристиками, а также имевшийся опыт разработки первых ракетных самолетов He 176 и Me 163, стали основанием для принятия RLM в начале 1944 г. программы разработки небольших объектовых ракетных истребителей, единственное назначение которых заключалось в осуществлении перехватов бомбардировщиков союзных войск. Вероятность массовых потерь этих мини-перехватчиков при ведении боевых действий оценивалась специалистами как очень высокая, поэтому техническими требованиями, выпущенными RLM в конце весны 1944 г., предусматривалось максимальное упрощение конструкции самолета, использование при изготовлении самых дешевых материалов и неквалифицированной рабочей силы при сборке. В разработках мини-перехватчиков с ЖРД принимали участие практически все ведущие немецкие авиастроительные фирмы. В апреле 1945 г. авиапромышленность Германии поставила в систему ПВО первые десять истребителей Ba 349, но ни один из них не успел принять участие в боевых действиях.
Самолеты с ЖРД в конце войны разрабатывались в Японии («Мицубиси» J8M/Ки-200, Ки-202, «Синрю») и в США («Нортроп» MX-324/334, ХР-79, Х-1).
Советский Союз
К-15
В 1936 г. К.А. Калинин, известный своими самолетами К-4, К-7, К-9, К-10, К-12 и др., приступил к проектированию истребителя К-15 с ракетным двигателем. Это был самолет-«бесхвостка» с треугольным крылом большой стреловидности и большим треугольным килем, в корневой части которого размещалась кабина летчика. К сожалению, никаких данных по самолету К-15 не сохранилось, так как после ареста К.А. Калинина вся техническая документация была уничтожена.
Интересный факт: в конце войны в Германии А. Липпиш разработал проект реактивного истребителя-«бесхвостки» Li P.13a, который имел толстое треугольное крыло и большой треугольный киль, с расположенной в нем кабиной летчика (см. ниже). В конце войны был построен бездвигательный вариант «бесхвостки» Липпиша – планер DM 1, который захватили американцы и переправили для изучения в США. Удивительным образом самолет А. Липпиша конструктивно очень походил на самолет К.А. Калинина, более того, работавшие независимо от А. Липпиша братья Р. и В. Хортены проекты своих самолетов H XIIIb, H IXB и H XVIIIB также выполнили по этой схеме.
Возникает вопрос: либо А. Липпиш и братья Хортен пользовались рекомендациями немецких ученых-аэродинамиков, пришедших самостоятельно к такой схеме, либо это работа немецкой разведки, добывшей секретные сведения о самолете К-15. Однако факт остается фактом: К.А. Калинин раньше А. Липпиша и братьев Хортен разработал проект реактивного самолета-«бесхвостки» с треугольным крылом.
РП-1/РП-2
Осенью 1933 г. в ГИРД было принято решение о начале работ по ракетопланам, то есть над самолетами с ЖРД. Предусматривалось два основных направления работ: создание ракетоплана РП-1 с ЖРД ОР-2 с вытеснительной подачей компонентов топлива в камеру сгорания двигателя (эта работа велась в четвертой бригаде ГИРД под руководством С.П. Королева) и создание ракетоплана РП-2 с ЖРД РД-А с насосной подачей компонентов топлива (эта работа велась во второй бригаде ГИРД под руководством М.К. Тихонравова).
Оба ракетоплана создавались на основе планера-«бесхвостки» БИЧ-11 конструкции Б.И. Черановского, ЖРД ОР-2 тягой 50 кгс разрабатывал Ф.А. Цандер, а ЖРД РД-А тягой 85 кгс разрабатывал М.К. Тихонравов. Расчетная продолжительность полета составляла для РП-1 и РП-2 соответственно 7 и 12 минут. Однако из-за трудностей, возникших при отработке двигателей, работы по ракетопланам были прекращены, но полученный опыт использовался в дальнейших работах, в частности при разработке проекта ракетоплана РП-218.
Характеристики РП-1: экипаж – 1 человек, силовая установка – 1 х ЖРД ОР-2 тягой 50 кгс, размах крыла – 12,1 м и его площадь – 20,0 м
2
РП-218
В 1936 г. под руководством С.П. Королева был разработан проект экспериментального ракетоплана РП-218. Экипаж из двух человек располагался в герметичной кабине спина к спине, силовая установка состояла из трех азотно-керосиновых двигателей ОРД-300-2 (ОРМ-70) конструкции В.П. Глушко с общей тягой – 900 кгс.
Рассматривались два варианта старта РП-218: самостоятельный взлет ракетоплана с земли и подъем его на определенную высоту с помощью самолета-носителя ТБ-3 или путем буксировки с последующей отцепкой. Для облегчения взлета с земли предполагалось применить на ракетоплане твердотопливные ускорители с тягой по 150 кгс.
Для варианта поднятия ракетоплана на буксире А.Я. Щербаков предложил новый метод буксировки, заключавшийся во введении между самолетом-буксировщиком и ракетопланом одного или нескольких промежуточных планеров («метод воздушной цепочки»), что позволяло поднимать ракетоплан на высоту до 10 км при полете буксировщика на высоте 4–5 км. Результаты работы по РП-218 легли в основу работ по созданию ракетоплана РП-318.
Характеристики РП-218-1: экипаж – 2 человека, силовая установка – 3 х ЖРД ОРД-300-2 (ОРМ-70) суммарной тягой 900 кгс, площадь крыла – 7,2 м
2
РП-318-1
Ракетоплан РП-318-1 был создан на базе планера СК-9, который в 1935 г. разработал С.П. Королев. Ракетоплан оснащался ЖРД ОРМ-65 тягой 175 кгс разработки В.П. Глушко. Всего испытывались два образца двигателя, при этом было достигнуто максимальное время работы при одном пуске – 93 секунды для ОРМ-65 № 1 и 230 секунд для ОРМ-65 № 2, после чего на лето 1938 г. запланировали летные испытания ракетоплана по программе испытаний, составленной С.П. Королевым.
Но тут началась волна репрессий, были арестованы и расстреляны начальник РНИИ И.Т. Клейменов и главный инженер РНИИ Г.Э. Лангемак. В марте 1938 г. по ложному доносу арестовали конструктора двигателей В.П. Глушко, а 27 июня 1938 г. – С.П. Королева, 14 июля 1938 г. был подписан акт о консервации самолета.
Ведущим конструктором по РП-318-1 после ареста С.П. Королева был назначен А.Я. Щербаков. На ракетоплан вместо ОРМ-65 установили двигатель РДА-1-150 конструкции Л.С. Душкина, в связи с этим потребовались дополнительные стендовые испытания нового двигателя. С февраля 1939 г. по октябрь 1939 г. состоялось более 100 наземных огневых испытаний двигательной установки, в ходе которых отрабатывались системы двигательной установки и снимались ее характеристики. В свободном полете ракетоплан испытывали еще в январе 1940 г., при этом баки двигательной установки заполняли разным количеством топлива. Несмотря на возросший почти на 30 % полетный вес, планер сохранял высокие полетные качества.
В феврале 1940 г. ракетоплан привезли на один из подмосковных аэродромов, где его начали готовить к полету. Первый полет РП-318-1 состоялся 28 февраля 1940 г. на буксире за самолетом Р-5. На высоте 2800 м летчик-испытатель отцепил ракетоплан от буксировщика, установил полетную скорость 80 км/ч и включил ракетный двигатель. Ракетоплан стал быстро набирать скорость и перешел в полет с набором высоты. На всем протяжении работы ракетного двигателя (110 секунд) планер вел себя нормально – вибраций не ощущалось. 10 и 19 марта 1940 г. состоялись еще два успешных полета, но вскоре работы по ракетоплану были прекращены.
Характеристики РП-318-1: экипаж – 1 человек, силовая установка – 1 х ЖРД РДА-1-150 тягой 100 кгс, размах крыла – 17,0 м и его площадь – 22,0 м
2
БИ-1
Весной 1940 г. состоялось совещание, на котором главные конструкторы самолетов были проинформированы о новых перспективных силовых установках с реактивными двигателями различных типов, в основном с ЖРД и ПВРД. По всей видимости, причиной совещания послужили полученные разведданные о существовании у немцев сверхсекретной программы создания ракетного истребителя-перехватчика (см. ниже). В июле 1940 г. необходимость создания советского истребителя-перехватчика с ЖРД была признана Комитетом Обороны при Совете народных комиссаров СССР. В марте 1941 г. ОКБ В.Ф. Болховитинова приступило к разработке первого отечественного истребителя-перехватчика БИ-1 (ближний истребитель) с ЖРД Д-1А-1100 тягой 1100 кгс, а уже к сентябрю самолет (без двигателя) был готов к испытаниям. Первоначально самолет продули в натурной аэродинамической трубе ЦАГИ, сняв его аэродинамические характеристики. Затем начались летные испытания машины в планерном варианте на буксире за самолетом Пе-2. Всего начиная с 10 сентября летчиком-испытателем Б.Н. Кудриным было выполнено 15 полетов. Дальнейшие испытания были прерваны, так как 16 октября ОКБ начали эвакуировать в Свердловск.
Первый экспериментальный двигатель Д-1А установили на самолет в конце января 1942 г., но он взорвался во время испытаний 20 февраля, при этом пострадали несколько человек, в том числе и летчик-испытатель Б.Н. Кудрин. Кудрина отправили в госпиталь в Москву, а его на испытаниях заменил капитан Г.Я. Бахчиванджи. 15 мая 1942 г. Бахчиванджи совершил первый полет с включением двигателя, полет в целом прошел успешно, но при посадке сломалась стойка шасси, а хвостовая часть самолета получила повреждения.
К марту 1943 г. уже испытывались семь опытных образцов, но полеты выполнялись в буксируемом или планирующем режимах из-за серьезных проблем, вызванных отказами двигателей. Полеты с включенным ЖРД возобновились в марте 1943 г. Шестая опытная машина 21 марта 1943 г. достигла за 30 секунд высоты в 3000 м, а 27 марта произошла катастрофа с третьей опытной машиной, которой управлял Бахчиванджи. Летчик погиб.
Параллельно с испытаниями опытных машин с середины 1942 г. был начат выпуск войсковой серии самолетов под обозначением БИ-ВС. Эти самолеты помимо пушечного вооружения несли кассеты с 10 бомбами весом по 2 кг, которые предполагалось сбрасывать над строем бомбардировщиков противника. Однако самолеты этой серии (30–40 экземпляров) были пущены на слом после гибели Г.Я. Бахчиванджи.
К 1944 г. были изготовлены еще пять опытных самолетов БИ-1, которые предполагалось испытывать с новыми, более надежными двигателями А.М. Исаева РД-1 тягой 1100 кгс. На шестом опытном самолете на концах крыла были установлены два ПВРД, самолет выполнил три полета с запуском двигателей в полете после выведения самолета на буксире на заданную высоту. Испытания опытных машин продолжались до конца войны, но в серию самолет БИ-1 не пошел.
Характеристики БИ-1: экипаж – 1 человек, силовая установка – 1 х ЖРД Д-1-А-1100 тягой 1100 кгс, размах крыла – 6,48 м и его площадь – 7 м
2
Ракетный перехватчик С.П. Королева
В конце 1942 г. С.П. Королев предложил проект ракетного перехватчика с двигателем РД-1. Помимо задач перехвата вражеских бомбардировщиков самолет мог бы применяться и для атак наземных целей – танков, артиллерийских батарей, зенитных точек противника, переправ и пр. Однако проект не реализовывался, так как в это время уже шли работы по аналогичным самолетам БИ-1 и 302.
Характеристики ракетного перехватчика (второй вариант): экипаж – 1 человек, силовая установка – 1 х ЖРД РД-1 тягой 1200 кгс, размах крыла – 7,2 м и его площадь – 13,0 м
2
«Малютка»
В июне 1943 г. В OKБ-51 Н.Н. Поликарпова началась разработка высотного истребителя-перехватчика под внутренним обозначением «изделие 51». Неофициально, однако, самолет был известен как «Малютка». В качестве силовой установки первоначально запланировали установить ЖРД РД-1100 (Д-1A-1100, разработанный Л.С. Душкиным в НИИ-1) с тягой около 1100 кгс. Более поздние планы предусматривали использование двухкамерного ЖРД РД-2M-2 Л.С. Душкина, этот двигатель имел топливный насос и работал на керосине и азотной кислоте. Взлет самолет должен был осуществлять с работающей большой камерой двигателя, а крейсерский полет совершать с работающей малой камерой. Истребитель предполагалось вооружить двумя пушками калибра 23 мм. Перехватив цель, самолет должен был сделать скользящий спуск с выключенным двигателем и совершить посадку на своем аэродроме.
К постройке прототипа приступили в начале 1944 г., однако после смерти Н.Н. Поликарпова 30 июля 1944 г. работы по этому самолету продолжились под руководством заместителя главного конструктора Д.Л. Томашевича до конца 1944 г., когда проект был прекращен.
Характеристики «Малютки»: экипаж – 1 человек, силовая установка – 1 х ЖРД РД-1100 тягой 1100 кгс, размах крыла – 7,5 м и его площадь – 8,0 м
2
4302
Летом 1944 г. под руководством И.Ф. Флорова начались работы по самолету 4302 с ЖРД. Первый опытный самолет оснащался неубираемым шасси от Ла-5ФН и проходил летные испытания в бездвигательном варианте, всего было выполнено 46 полетов. На втором и третьем опытных образцах самолета, имевших герметичную кабину летчика, предполагалось отработать ЖРД разных конструкций – РД-1М A.M. Исаева (самолет № 2) и РД-2М-3 Л.С. Душкина (самолет № 3). Эти образцы самолета взлетали с помощью трехколесной стартовой тележки, а посадку осуществляли на подфюзеляжную лыжу и хвостовое колесо. Работы по самолету продолжались и после окончания войны, однако летные испытания проходила только вторая опытная машина.
Характеристики самолета 4302 № 2: экипаж – 1 человек, силовая установка – 1 х ЖРД РД-1М тягой 1500 кгс, размах крыла – 6,93 м и его площадь – 8,85 м
2
ИВС
Советские авиаконструкторы во время войны обратились к идее создания специализированного таранного самолета. Так, например, в начале 1942 г. военинженер 3-го ранга Л.Г. Головин предложил небольшой по размерам истребитель-перехватчик войскового сопровождения (ИВС) с ракетным двигателем на твердом топливе. По замыслам конструктора перехватчик с лежачим расположением летчика должен был взлетать с мобильной пусковой установки в расположении войск, охраняемых объектов или с палубы корабля, приземление самолета должно было осуществляться на парашюте. Предполагалось, что такой ракетный самолет, не имеющий на борту пушечного вооружения, будет поражать цель с помощью тарана.
Однако это предложение не получило поддержки, и по рекомендации заказчика автор разработал проект другой версии в классической компоновке с сидячим расположением летчика. Самолет вооружался пушкой ШВАК калибра 20 мм, в качестве силовой установки использовался ЖРД конструкции Л.С. Душкина тягой 300 кгс. Однако идея взлета с наземной или корабельной установки сохранилась, при взлете должен был использоваться стартовый твердотопливный ускоритель тягой 1000 кгс. Но проект ИВС так и не был реализован. Экспертная комиссия, подтвердив его осуществимость, все же посчитала, что постройка машины нецелесообразна из-за малых высот его применения (до 8000 м), на которых более эффективно действовала зенитная артиллерия.