Продвижение вперед
В то время немецкие реактивные двигатели все еще находились в стадии разработки и их разработчики и изготовители из всех сил боролись за достижение производственных стандартов в плане технических характеристик и надежности. Вследствие этого командование немецких ВВС было вынуждено распылять ресурсы и заниматься перспективными поршневыми истребителями, рассматривая их в качестве временной меры по противодействию «спитфайрам» и «мустангам», защищавшим бомбардировщики союзников. Как показали предшествующие типы, внешнее хвостовое оперение хорошо подходило для конфигурации с толкающим винтом. Шведская компания SAAB пришла к такому же выводу в 1943 году с более традиционной двухбалочной компоновкой, создав истребитель J 21 с толкающим воздушным винтом с перспективой создания модернизированной версии с реактивным двигателем (данная версия J 21R появилась после окончания Второй Мировой войны).
В компании Blohm und Voss планировали примерно то же самое для своей концепции внешнего хвостового оперения. Конфигурация с толкающим воздушным винтом была немедленно использована при разработке следующего проекта истребителя компании – P 208. Как и в других подобных конструкциях с толкающими винтами вся его огневая мощь должна была быть сконцентрирована в носовой части. Пилот должен был сидеть непосредственно за отсеком вооружения на одной линии с передней кромкой корневых частей крыла. Мощный рядный поршневой двигатель был соединен с расположенным сзади пропеллером, что придавало самолету чрезвычайно компактную форму. Низкорасположенное крыло имело умеренную стреловидность с небольшим положительным углом поперечного V и, что необычно, имело постоянную длину хорды. Короткие балки на законцовках крыла протянулись назад и к их задним частым были прикреплены короткие внешние стабилизаторы, имевшие стреловидную переднюю кромку и отрицательный угол поперечного V. Благодаря стреловидности и отрицательному углу поперечного V боковая проекция стабилизатора должна была обеспечивать курсовую устойчивость, и поэтому вертикальное оперение не требовалось.
Был проведен большой объем работ по испытаниям модели P 208 в аэродинамической трубе, включая установку сложного набора сменных внешних поверхностей для сравнения различных вариантов конструкции; некоторые из этих внешних поверхностей были с небольшими дополнительными килями, некоторые без этих килей. Стало очевидным, что аэродинамика внешнего хвостового оперения давала несколько преимуществ. Выведение хвостового оперения непосредственно за крыло и фюзеляж сделало его более эффективным, и поэтому оно могло быть уменьшено. Расположение хвостового оперения непосредственно за законцовкой крыла привело к тому, что оно взаимодействовало с отходящим вихрем, сбрасываемым законцовкой. Обычная законцовка крыла создает значительный отходящий вихрь из-за обтекающего её снизу восходящего потока воздуха; затем, когда поток течет назад, он также движется внутрь области низкого давления над поверхностью крыла. Эти вихри могут уносить значительное количество энергии, тем самым вызывая сопутствующее сопротивление. Продуманное расположение поверхностей внешнего хвостового оперения может благоприятно взаимодействовать с этим потоком, снижая силу вихря и связанное с ним лобовое сопротивление и не влияя на управляемость и не увеличивая чрезмерно конструктивные нагрузки на крыло.
Внешние рули высоты также могут использоваться в качестве вторичных элеронов, увеличивая эффективную площадь поверхностей управления. Это уменьшает изменение нагрузки на крыло во время выполнения критических маневров, таких как посадка, и позволяет увеличить расчетную нагрузку на крыло. Это, в свою очередь, позволяет увеличить запас прочности при посадке. Точно так же использование элеронов в качестве вспомогательных рулей высоты снижает часть крутящих усилий, создаваемых балками во время резких маневров.
Сработало бы ли это?
Расчет прочности конструкции выявил неожиданные преимущества. За счет перемещения массы и инерции хвостового оперения наружу масса фюзеляжа уменьшилась, и масса машины распределялась более равномерно по крылу. Корневые части крыла можно сделать тоньше, что еще больше уменьшит сопротивление. Нетрапециевидная конструкция крыла с постоянной длиной хорды также более равномерно распределяет аэродинамические нагрузки, что приводит к равномерному распределению динамических нагрузок. Дополнительными преимуществами крыла такого крыла были большие простота и дешевизна производства. Хотя P 208 так и не был изготовлен, он вызвал большой интерес.
Современный анализ, проведенный Куртом В. Мюллером, подтвердил, что этот проект был бы жизнеспособным. Однако Мюллер критикует небольшие размеры поверхностей внешнего хвостового оперения, что привело бы к недостаточным усилиям, действующим на органы управления, и незначительной курсовой устойчивости. В этом контексте стоит отметить, что конструкция крыла также отличалась также необычно маленькими элеронами. Внешние руль высоты дополняли бы элероны, точно так же как и элероны дополняли бы внешние рули высоты. Также было хорошо известно, что пропеллер увеличивает боковую площадь самолета, а компоновка с толкающим винтом имеет тенденцию к уменьшению курсовой устойчивости, в то время как тянущий винт имеет тенденцию к увеличению устойчивости. Неясно, учел ли Мюллер эти факторы, и вполне возможно, что инженеры компании Blohm und Voss вполне могла проделать свою работу лучше, чем ей приписывают.
Тем временем внешнее хвостовое оперение было замечено в других местах Германии. Примерно в 1944 году неизвестному исследователю из Немецкого научно-исследовательского института авиации (Deutsche Versuchsanstalt fur Luftfahrt – DVL) пришла в голову блестящая идея создания составного летательного аппарата-носителя истребителя. Составные летательные аппараты такие как, например, сцепки Mistel рассматривались как способ либо увеличить дальность полета небольшого и маневренного самолета, либо как способ управления беспилотным самолетом-снарядом в пределах видимости цели. Обычно один самолет намного больше другого, причем самолет меньших размеров находится либо над более крупной машиной, либо под ней. При достижении зоны боевых действий машины отсоединяются друг от друга, и один из самолетов вступает в бой с противником. У сотрудника DVL возникла идея соединить два самолета тандемом, то есть один за другим. Все, что мы знаем об этой идее, происходит из нескольких эскизов, набросанных в январе 1944 года на обратной стороне некоторых графиков измерений.
На двух эскизах был изображен самолет-бесхвостка со стреловидным крылом и стреловидным внешним хвостовым оперением, причем консоли крыла и внешнее оперение разделены короткими балками. Хвостовое оперение, зажатое между крыльями двух частей составного летательного аппарата, в данной конфигурации может иметь небольшую аэродинамическую ценность и начинает эффективно действовать после того разделения двух самолетов. На другом рисунке показан реактивный самолет с внешним хвостовым оперением, пилотом, размещенным над воздухозаборником и с пушками с обеих сторон и под ним. На одной из проекций данного эскиза пунктиром отмечены носовой и хвостовой обтекатели, хотя остается неясным, должны они были быть фиксированными и сбрасываемыми. Балки были длиннее, чем балки в проекте компании Blohm und Voss, поэтому внешние хвостовые поверхности не должны быть такими большими. Однако в отличие от внешнего хвостового оперения проекта компании Blohm und Voss, они резко поднимаются вверх под углом 45°. Это оказало бы заметное влияние на устойчивость самолета и на его маневренные характеристики, хотя в лучшую или худшую сторону зависело бы от многих других факторов.
О данном проекте больше ничего неизвестно, хотя, судя по датам на графиках измерений, он мог предшествовать работам, приведшим к проекту SL6, или разрабатываться параллельно с ними. Однако использование реактивного двигателя предполагает, что это может быть связано с переходом интереса военных от поршневых двигателей к реактивным, что в свою очередь к радикальной переработке проекта. Как таковые, работы по более перспективному истребителю с внешним хвостовым оперением были выполнены компанией Blohm und Voss в конце 1944 года или даже в 1945 году.
Работа в компании Blohm und Voss продолжается
Если мы вновь обратимся к компании Blohm und Voss, то увидим, что в 1944 году в компанию поступили требования по программе 1-TL-Jäger (одноместный реактивный истребитель), и группа разработчиков компании приступила к работе над версией истребителя P 209 с реактивным двигателем. Однако к заданным срокам разработчики не успевали, и от внешнего хвостового оперения пришлось отказаться. Более совершенный вариант P 210 уступил варианту с традиционной компоновкой P 211, хотя в конечном итоге и он не был принят.
К 1945 году проект компании Blohm und Voss был доработан, и вариант P 212 стал серьезным противником. Дальнейшее совершенствование привело к тому, что на третьей итерации проекта на балках законцовок крыла впервые в конструкции самолета появились небольшие короткие кили и рули направления, что увеличило площадь внешнего вертикального оперения и улучшило характеристики путевой устойчивости. На этот раз проект дошел до финальной части конкурса на перспективный истребитель, заняв почетное третье место.
Затем задача была сменена, поскольку следующим самолетом, который срочно требовался командованию военно-воздушных сил Германии, был трёхместный двухмоторный всепогодный истребитель. Концепция, первоначально разработанная для конкурса 1-TL-Jäger, была настолько многообещающей, что Рихард Фогт снова использовал ее, разместив двигатели в фюзеляже рядом друг с другом. Полученный в результате разработки проект P 215 вызвал достаточный интерес, чтобы сделать заказ на три прототипа. К сожалению для компании Blohm und Voss заказ был размещен всего за несколько недель до окончания войны, а рабочее проектирование так и не было завершено.
Франция вновь рассматривает эту идею
В январе 1946 года, за год до того, как Роже Робер смог, наконец, собрать полный комплект документов для патентной заявки, национальное общество самолётостроения юго-западной Франции Societe Nationale des Constructions Aeronautiques du Sud-Est (SNCASE or Sud-Est) представило свою собственную версию. Заявку на получение патента национальное общество SNCASE подало за год до Робера. Патент SNCASE отличался тем, что его основной задачей было стремление избежать аэродинамических проблем, связанных со следованием обычного хвостового оперения за крылом, хотя их решение проблемы было аналогичным изобретению Роже Робера. Также в патенте SNCASE предлагалось использовать установленные на внешнем стабилизаторе концевые шайбы вертикального оперения в качестве альтернативы их установке на хвостовых балках.
Предусматривались различные варианты использования внутреннего пространства балок на законцовках крыла, в том числе для размещения стоек шасси, топливных баков и двигателей силовой установки. Это последнее предложение относительно размещения двигателей на законцовках крыла перекликается с некоторыми другими передовыми проектами, в частности с разработкой компании Blohm und Voss – проектом трехмоторного высокоскоростного бомбардировщика P 170, хотя между конструкторами этих двух организаций никаких известных на данный момент связей не было. В описании патента SNCASE отсутствует детальное понимание взаимодействия законцовки крыла с концевыми вихрями крыла или конструктивных преимуществ, очевидных в описаниях проектов компании Blohm und Voss. Более того, там, где это привело компанию Blohm und Voss к крылу с одинаковой по размаху длиной хорды, на чертеже из патента SNCASE показано, что хорда резко уменьшается от корневых частей к законцовкам.
Тем временем работавший в компании CAPRA Роже Робер не сидел без дела. Всего через несколько недель после патента SNCASE он подал заявку, желая запатентовать свои новейшие идеи. В целом они соответствовали конструкции SNCASE в отношении маскирующего эффекта основного крыла и фюзеляжа, а также в отношении балок на законцовках крыла. Патент Роже Робера включал в себя еще одно новшество: установка на балках по одному внешнему стабилизатору с изменяемой геометрией. Данные поверхности следует рассматривать как подфюзеляжные кили, хотя они частично простирались над балками. Во время низкоскоростных полетов они должны быть резко отклоненными наружу, выполнять функции киля и стабилизатора. Во время выполнения посадки отклоняющиеся поверхности внешних стабилизаторов должны были действовать совместно с закрылками, обеспечивая хорошую продольную управляемость, а на земле внешние стабилизаторы должны были устанавливаться в горизонтальное положение. В этом случае короткие верхние выступы должны находиться ближе к фюзеляжу, чем законцовки крыла. Для высокоскоростного полета с убранными закрылками внешние стабилизаторы должны были устанавливаться в вертикальное положение, превращаясь в концевые шайбы. В конструкцию самолета было введено сложное устройство управления, позволявшее изменять положение внешнего стабилизатора и использовать его в качестве киля, «элевона» или одновременно как и того, и другого. Следует сказать, что данный проект был первой французской разработкой со стреловидным хвостовым оперением и заостренным носом, подходящим для сверхзвукового полета. В то время как предыдущие патентные заявки Роже Робера и SNCASE были связаны с дозвуковой аэродинамикой, в данной заявке был представлен летательный аппарат с реактивным или ракетным двигателем, в котором все было подчинено достижению максимально возможной скорости.
Другая заявка на патент, поданная Роже Робером примерно в то же время, описывает составной летательный аппарат, напоминающий эскизы DVL. Роже Робер добавил две балки к переднему самолету-носителю, к которым во время бускировки крепятся законцовки крыла бортового самолета. Целью этого было обеспечение жесткой аэродинамической схем составного летательного аппарата. Однако, строго говоря, ни один из самолетов не относится к машинам с внешним хвостовым оперением, поскольку самолет-носитель должен был иметь между балками высокорасположенное хвостовое оперение, а бортовой самолет был бесхвосткой. Тем не менее, технологическое подобие заслуживает упоминания и служит в качестве интригующего предшественника более позднего составного летательного аппарата White Knight/ SpaceShipOne. К сожалению, ни из проектов Роже Робера и SNCASE не был воплощен в металле.
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! 😉