Предисловие редакции: В 1939 году, после почти десятилетнего безразличия официальных лиц, наконец-то началась работа над принципиально новой силовой установкой, разработанной Фрэнком Уиттлом и его коллегами из компании Power Jets Ltd. (Power Jets). Поскольку концепция быстро эволюционировала в направлении летающего тестового образца, то было предложено не ждать заказанного экспериментального самолета Gloster E.28/39 и провести испытания нового двигателя на серийно выпускавшемся самолете с модифицированным планером. О попытке установить реактивный двигатель W.1 в многоцелевой самолет Avro Anson рассказывает Ник Страуд.
К концу 1939 года, после почти десятилетних попыток убедить Министерство авиации Великобритании в достоинствах своей инновационной концепции использования газотурбинной технологии для создания реактивного двигателя – авиационной силовой установки нового типа, – сквадрон-лидер (майор авиации) Фрэнк Уиттл наконец-то увидел, что его усилия приносят плоды в виде планера, разработанного и изготовленного специально для установки разработанного Уиттлом турбореактивного двигателя с центробежным компрессором. После большой работы, проделанной Уиттлом и его командой в компании Power Jets, которую он основал в марте 1936 года в партнерстве с двумя бывшими офицерами Королевских ВВС и инвестиционным банком, Министерство авиации, наконец, начало рассматривать данный проект в качестве основы для создания практически осуществимой реактивной силовой установки. Соответственно, в июле 1939 года Министерство авиации заключило контракт с компанией Power Jets на разработку авиационного двигателя и начало переговоры с Gloster Aircraft Co (Gloster) относительно разработки и изготовления планера самолета под двигатель Уиттла.
Десять лет спустя главный конструктор Gloster Уилфред Джордж Картер вспомнил о своих впечатлениях от первого знакомства с двигателем в сентябре 1939 года:
«После небольшого предварительного разговора [мы с Уиттлом] отправились на испытательный участок, и я впервые увидел газотурбинную установку и реактивный двигатель. Мне это показалось довольно странным устройством – довольно грубым и сделанным на скорую руку – и ни в коем случае не вызывающим доверия в качестве перспективной силовой установки.Когда топливная смесь воспламенилась, двигатель начал работать с характерным приглушенным стуком и быстро разогнался, чтобы показать скромную тягу, которая, насколько я помню, составляла около 400 фунтов (181 кгс). Некоторые части корпуса двигателя раскалились докрасна, что в сочетании с очень высоким уровнем шума создавало впечатление, что двигатель в любой момент может развалиться на куски.»
В то время как работы по созданию первого реактивного двигателя, получившим обозначение W.1 и предназначенного для установки на самолет, продолжались, 13 февраля 1940 года с компанией Gloster был заключен контракт на
«одномоторный одноместный самолет для исследовательских работ, связанных с двигателем Уиттла.»
Основной задачей самолета должно было стать проведение летных испытаний силовой установки, но его конструкция должна была
«основываться на требованиях к истребителю-перехватчику с фиксированным вооружением, насколько это позволяют ограничения по размерам и массе, налагаемые силовой установкой».
Стремясь как можно скорее начать летные испытания нового двигателя, и поскольку до первого полета экспериментального самолета Gloster E.28/39 оставалось не менее года, компания Power Jets начала переговоры с Министерством авиации о возможности проведения более ранних испытаний с использованием модифицированного планера самолета, который уже находился в серийном производстве. Письмо от одного из директоров компании Power Jets шотландского финансиста и инженера по организации производства Ланселота Лоу Уайта (Lancelot Law Whyte) датированное 8 декабря 1939 года (TNA ref AVIA15/211) и адресованное капитану Р. Х. Липтроту, заместителю начальника управления НИОКР Министерства авиации, содержало обзор дискуссии между ними, состоявшейся несколькими днями ранее. Предметом обсуждения было предложение о
«дополнительных ускоренных летных испытаниях»
новой силовой установки. В своем письме Ланселот Уайт утверждал:
«Сквадрон-лидер Уиттл и я тщательно рассмотрели это предложение и считаем его чрезвычайно важным. Преимущество, которые мы получим в плане времени и безопасности, на наш взгляд, несоизмеримы с относительно небольшими затратами и могущими возникнуть проблемами.»
К письму были приложены три копии меморандума,
«дополняющего черновую версию, которую сквадрон-лидер Уиттл оставил вам на прошлой неделе».
Поиск подходящего планера самолета
В меморандуме, написанном Уайтом, излагались аргументы в пользу проведения серии летных испытаний во время разработки и изготовления компанией Gloster заказанного экспериментального самолета с целью изучения некоторых из более общих характеристик новой силовой установки – в конце концов, это была совершенно новая, непроверенная технология. Ланселот Уайт начал свое предложение следующим образом:
«В июле [1939 года], когда вопрос о летных испытаниях впервые стал предметом серьезного обсуждения, было высказано предположение, что можно было бы испытать двигатель Уиттла на существующем самолете, модифицированном для этой цели. Было признано, что это не обеспечит надлежащей проверки работоспособности двигателя, однако опыт в отношении поведения двигателя в полёте может быть получен таким образом быстрее, чем каким-либо другим способом.»
Поскольку к декабрю 1939 года немецкие войска уже прошли по обширным территориям Европы, возникла острая необходимость в разработке технологий, которые могли бы обеспечить хоть какое-то преимущество Великобритании, которая выглядела все более уязвимой по мере продвижения Германии на запад через весь континент. Ланселот Уайт объясняет, почему первоначальное предложение о летных испытаниях было отклонено летом –
«текущая программа, которой сейчас придерживаются, рассматривалась как лучшая альтернатива»
– и далее предполагает, что начало войны придало дополнительный импульс для скорейшего продвижения проекта:
«Это решение было принято до начала войны, и цель данной записки заключается в том, чтобы вновь рассмотреть вопрос о применении этого метода проведения более ранних летных испытаний не в качестве альтернативы нынешнему плану, а в качестве дополнения к нему.»
Идея, изложенная Уайтом, заключалась в создании
«легкого низкоскоростного самолета … изготовленного из компонентов существующих самолетов и в качестве силовой установки оснащенного одним двигателем Уиттла типа W.1.»
Самолет, по сути, будет уже существующим типом, но модифицированным для размещения новой силовой установки; ожидалось, что он
«не будет эксплуатироваться за пределами своего обычного диапазона скоростей и высот.»
Ланселот Уайт предполагал, что такая
«относительно примитивная модификация»
может быть завершена всего за три месяца
«по цене, скажем, 2000 фунтов стерлингов, включая стоимость самолета.»
В качестве примера Уайт предположил, что консоли крыла, хвостовое оперение и трехопорное шасси самолета General Aircraft Ltd (GAL) Cygnet II можно было бы использовать в сочетании с фюзеляжем, изготовленным из сваренных труб, дерева и полотна; это, безусловно, будет дешево в изготовлении, но, возможно, будет не лучшим материалом для летных испытаний двигателя, который раскалился докрасна во время стендовых испытаний.
«В качестве альтернативы с шасси Cygnet можно было бы использовать крыло и хвостовое оперение какого-нибудь другого легкого самолета»
– добавил Уайт. Вероятно, трехопорное шасси было предпочтительнее, поскольку было неизвестно, какое влияние может оказать на травяную или асфальтовую взлетно-посадочную полосу струя раскаленных газов, направленная вниз благодаря хвостовому колесу.
Ланселот Уайт продолжил объяснять, что
«в настоящее время заменяются более легкие детали в существующем [двигателе], который может быть готов для установки [в самолет] примерно через четыре месяца. Поэтому разумно ожидать, что предварительные летные испытания могут быть проведены через четыре-шесть месяцев после одобрения схемы.»
Целью испытаний должно было стать исследование различных характеристик двигателя, включая запуск, руление и полет на низких скоростях и высотах – знания, которые были бы полезны перед первым полетом E.28/39. Как объяснил Уайт
«эти испытания будут проводиться с целью выяснить, будет ли нормально работать двигатель Уиттла в планере самолета при движении на таких скоростях, или же он демонстрирует какие-либо необычные свойства»,
о которых в то время не было ничего известно. По словам Ланселота Уайта главным преимуществом выполнения этой ускоренной программы летных испытаний было бы
«выявление некоторых трудностей, с которыми все еще приходится сталкиваться, на шесть месяцев раньше, чем это могло бы произойти в противном случае».
В письме был перечислен ряд целей для будущего расследования, которые представляли особый интерес, включая следующие:
- перегрузка подшипников во время разворотов;
поведение регулятора оборотов;
воздействие струи и ее истечения на расположенные рядом поверхности управления;
топливная система, органы управления двигателем и т.д.;
техника запуска двигателя;
общие вопросы, вытекающие из комбинации двигателя Уиттла и планера.
Ланселот Уайт отметил, что максимальная эффективность модифицированного планера не будет рассматриваться, поэтому его конструкция может быть относительно простой. Уайт заявил, что у компании GAL, Ханворт, к западу от Лондона,
«в настоящее время имеется персонал, подходящий для этого, и вышеупомянутая схема будет реализована без отвлечения персонала Power Jets от реализации их основной программы.»
Ланселот Уайт также утверждал, что преимущества, которые предоставлял проект – предварительные летные испытания, проведенные на шесть месяцев раньше, чем это было бы возможно в противном случае, – оправдывают то, что Фрэнк Уиттл уделил
«небольшую часть своего времени проработке деталей этого предложения».
В завершение своего письма он сообщил, что стоимость проекта, включая установку двигателя на модифицированный планер,
«почти наверняка составит менее 3000 фунтов стерлингов»,
и вновь высказал мнение, что
«важным преимуществом этой схемы является то, что первые летные испытания будут проводиться в гораздо более безопасных условиях, чем те, которые предполагаются в настоящее время»,
– Ланселот Уайт ожидал ответа от Министерства авиации.
Альтернативные планы
Идея была распространена среди различных учреждений, и документальные свидетельства снова прослеживаются в письме доктора Дж. П. Дугласа (Dr G.P. Douglas) из Королевского авиационного НИИ, написанном Х.Ф. Весси (H.F. Vessey), Управление ZA Министерства авиации, Харрогейт, и датированное 13 января 1940 года. Очевидно, что возникали различные идеи относительно того, какой тип самолета следует модифицировать, при этом предпочтение отдавалось необычному двухбалочному легкому самолету Stearman-Hammond Y-1, один экземпляр которого, принадлежавший ранее авиакомпании KLM (номер гражданской регистрации PH-APY), летом 1939 года был доставлен в RAE для испытаний трехопорного шасси. В письме Дж. П. Дугласа излагается точка зрения на эту идею и предлагается альтернативный вариант:
«Вы просили нас рассмотреть возможность установки устройства Уиттла в реальный самолет, с тем чтобы летные испытания могли быть проведены как можно быстрее, и мы предложили Stearman-Hammond. Большой диаметр – 60 дюймов [1,5 м] – устройства Уиттла затрудняет его установку в любой небольшой самолет … [другие] предлагают, что простейшей схемой было бы установить его в [Avro] Anson в качестве дополнительного силового агрегата.»
Дуглас добавил, что в фюзеляже Avro Anson будет достаточно места, и что установка реактивного двигателя будет быстрой и простой.
В последующем письме Дугласа заместителю Министра авиации, направленном три дня спустя, продолжена тема установки реактивного двигателя Уиттла в планер уже существующего самолета с минимальными затратами усилий и финансовых средств.
«Мы рассмотрели вопрос установки устройства Уиттла на существующий самолет для проведения испытаний»
– пояснил Дуглас:
«Если это будет сделано без проведения расширенных экспериментальных исследований, то мы считаем желательным, чтобы самолет мог летать независимо от устройства Уиттла и имел мощность [силовой установки] сравнимую с мощностью, развиваемой устройством Уиттла.»
Это было в высшей степени разумное предложение, особенно с учетом того, что пока не было никаких конкретных данных о том, как именно поведет себя новая силовая установка в воздухе на любом самолете. Установка двигателя на самолет, который в случае возникновения проблем мог бы самостоятельно выйти из сложившейся ситуации, была разумной и выполнимой с минимальными усилиями.
Дуглас продолжил:
«Stearman-Hammond, предложенный вами в качестве возможного варианта, не очень подходит, потому что в этом случае основная силовая установка будет удалена, а реактивная струя натыкалась бы на стабилизатор.»
Однако, как рассказал Дуглас, были некоторые альтернативы:
«Есть еще два других самолета, которые могут быть использованы, а именно: Miles [M.8] Peregrine и Anson. Первый из них является не очень хорошим самолетом, и если будет принято решение о проведении испытаний, мы бы предпочли провести их на Anson.»
Реактивный Avro Anson
Дуглас предположил, что реактивный двигатель Уиттла будет относительно просто установить на самолет Avro Anson, и этот двигатель можно было бы снабжать воздухом с помощью воздуховода, идущего от лобового воздухозаборника, расположенного в носовой оконечности фюзеляжа, через весь фюзеляж. Турбинный агрегат двигателя должен был располагаться внутри фюзеляжа самолета близко к его центру тяжести, а необходимый воздуховод должен был изгибаться вправо, чтобы избежать органов управления самолетом, расположенных на левой стороне кабины экипажа. У задней части турбинного агрегата выходной канал должен был разветвляться и выходить наружу по обе стороны фюзеляжа на одном уровне с остеклением салона; в качестве альтернативных варианта раскаленные газы выводились изогнутым выводным каналом наружу через нижнюю поверхность фюзеляжа. Топливный бак для турбинного агрегата должен был располагаться в носовой части фюзеляжа: за кабиной пилота, но перед реактивным двигателем.
Дуглас подсчитал, что при полете «Энсона» на высоте 10000 футов (3000 м) с двумя выключенными поршневыми двигателями Armstrong Siddeley Cheetah и работающим реактивным двигателем Уиттла реальная скорость полета самолета составит около 150 миль в час (240 км/ч). Как Дуглас объяснял в своем письме:
«Anson сможет взлетать с установленной турбиной, используя свою обычную силовую установку, и его безопасность не будет зависеть от удовлетворительного функционирования турбины».
К письму Дугласа заместителю министра был приложен перечень данных, которые, как он надеялся, могут быть получены в случае реализации плана.
Что касается поведения турбинного агрегата, то предполагалось, что эта ускоренная программа летных испытаний позволит выявить любые механические неисправности, которые могут возникнуть в полете,
«например, отказы из-за гироскопических моментов, возникающих в результате взаимодействия частоты вращения ротора и скорости разворота самолета и т.д.»,
а также даст хорошее представление о том, как реактивный двигатель будет функционировать, если будет укомплектован необходимыми воздуховодами:
«например, проверка помпажа (если таковой имеется), изучение распределения температуры, эффект вращения газов, образующих струю, на планер самолета.»
Была также выражена надежда, что данная программа летных испытаний поможет в разработке метода управления турбиной, которая будет установлена на самолете Gloster E.28/39.
Также было бы полезно исследовать некоторые аэродинамические аспекты новой силовой установки, включая измерение тяги, создаваемой
«горячей высокоскоростной реактивной струей»,
проверку воздействия давления, возникающего на отклоняющихся поверхностях из-за реактивной струи и изучение влияния силовой установки на устойчивость, включая моменты, возникающие при рыскании.
Был составлен и распространен довольно простой чертеж для установки двигателя Уиттла в Avro Anson, но на этом документальные свидетельства заканчиваются. Мы знаем, что программа ускоренных испытаний двигателя Уиттла не была утверждена и работ по ней не было. По всей видимости в Министерстве авиации посчитали, что работы по программе E.28/39 идут удовлетворительно и что стоит дождаться завершения изготовления самолета, чтобы испытать в полете радикально новую силовую установку. Действительно, в Министерстве авиации были настолько уверено в новой концепции, что в ноябре 1940 года, когда до первого полета E.28/39 оставалось еще около полугода, была выпущена спецификация F.9/40 на двухмоторный реактивный истребитель.
Учитывая, что данные о поведении в полете W.1 отсутствовали и что данный двигатель проходил испытания на совершенно новом, не летавшем ранее прототипе, летчик-испытатель компании Gloster Филип Сейер (Phillip Edward Gerald Sayer), должно быть, с некоторым беспокойством вечером 15 мая 1941 года поднимался в кабину миниатюрного E.28/39 с целью впервые поднять эту машину в воздух. E.28/39 под управлением Филипа Сейера, державшего фонарь кабины открытым, вырулил на взлетно-посадочную полосу и развернулся навстречу западному ветру. Сейер разогнал ревущий двигатель до 16500 оборотов в минуту. Тормоза были отпущены, и скорость начала увеличиваться; новая силовая установка не требовала от пилота никаких сложных движений ногами на педалях управления руля направления.
Убрав шасси на высоте 1000 футов (300 м), Филип Сейер обнаружил, что двигатель работает
«довольно плавно»,
о чем он и сообщил после завершения своего 17-минутного полета. Двигатель вел себя хорошо и, к всеобщему облегчению, не преподнес никаких неприятных сюрпризов. Доверие всех участников проекта было оправдалось с лихвой, без необходимости использования реактивного «Энсона», хотя и немного жаль: на «Верную Энни» с огнеметом под юбкой было бы интересно посмотреть!
Благодарности
Редактор хотел бы поблагодарить Мика Джеффриса (Mick Jeffries), на чьем первоначальном исследовании основана эта статья и который дал импульс для ее публикации.
Официальная группа сайта Альтернативная История ВКонтакте
Телеграмм канал Альтернативная История
Читайте также:
👉 Подписывайтесь на канал Альтернативная история ! Каждый день — много интересного из истории реальной и той которой не было! 😉