В период второй мировой войны были начаты интенсивные исследования в области применения ракетной тяги для военных и научных целей. Данная статья представляет собой обзор развития ракетных истребителей-перехватчиков и управляемых снарядов различного назначения в последний период войны и в послевоенные годы.

Современная бомбардировочная авиация действует на высотах 12000—18000 м со скоростью 800—1000 км/час. Прежние виды противовоздушной обороны — истребители с винтомоторной группой и зенитная артиллерия — становятся мало или вовсе неэффективными. Первым для успешной борьбы с таким противником недостает скорости, скороподъемности и высотности, вторым — дальнобойности (при сохранении минимально необходимой скорострельности) и точности огня.

Фиг. 1. „Me-163 В" с ракетным двигателем HWK 509.

Быстроту подъема, требующуюся для перехвата противника, не обеспечивают в желательной мере и истребители с турбореактивными двигателями.

К концу второй мировой войны в Германии в серийном производстве или в стадии испытаний и проектирования находились, ракетные истребители трех основных классов. К 1-му классу принадлежат „Me-163" (фиг. 1), „Ме-263" (фиг. 2), „Р-1104", „Юлия" („Хейнкель"), „Вилли" („Юнкерс"), ко 2-му классу — различные модификации „Ва" („Наттер") (фиг ,3). К 3-му классу относятся истребители специального назначения, как запускаемый в воздухе миниатюрный „Арадо" и противодирижабельный самолет. В военных действиях принимал участие лишь „Ме-163 В".

Фиг. 2. „Me-163"

Первая модель немецкого ракетного истребителя „Мe-163 A" запускалась в воздух наподобие планера на буксире у „Ме-110". Вторая модель - "Ме-163 В" - стартовала самостоятельно с помощью собственного ракетного мотора „Вальтер" HWK-509. Двухколесное шасси после взлета автоматически сбрасывалось, и посадка

Фиг. 3. Истребитель-перехватчик "Ва-349А" с батареей ракетных снарядов в носовой части.

производилась на лыжу, которая убиралась в полете. Самолет имел деревянное стреловидное крыло с заметным возрастанием угла атаки к концам, закрылками и большими триммерными поверхностями. Металлический фюзеляж состоял из двух частей; задняя половина, в которой располагался ракетный двигатель, могла отделяться; горючее находилось в крыле и фюзеляже. Его вес — 2020 кг около; половины веса всего истребителя. Компонентами топлива являлись концентрированная перекись водорода („Т-вещество") — 1030 л и гидрат гидрозина со спиртом („С-вещество") — 500 л. В основании крыла помещались две 30-миллиметровые пушки „МК-108" с боекомплектом по 60 снарядов на каждую. Аэродинамические качества „Me-163B" ограничивали его скорость значением 900 км/час. Недостаточная мощность двигателя и отсутствие герметической кабины не позволяли подниматься выше 12 000 м. Этой высоты самолет достигал за 4 мин. Дальность полета составляла всего 35 км при скорости 800 км/час, но могла быть увеличена путем периодического планирования с выключенным мотором.

Следующую модификацию—„Me-163C" — предполагалось снабдить ракетным двигателем HWK-509С, расчетная продолжительность действия которого составляла 12 мин. „Me-163С" весил свыше 5000 кг, имел герметическую кабину и мог подниматься на высоту до 16 000 м.

„Me-263" имел более обтекаемый фюзеляж и убирающееся в полете трехколесное шасси. Восемь баков в крыле и фюзеляже вмещали 2500 л горючего.

Проще конструктивно и дешевле в производстве был „Вилли" (или „EF-128"). Размах его крыльев составлял всего 6,3 м, вес — около 2300 кг. Скороподъемность на уровне моря - 8000 м/мин, продолжительность работы двигателя — 9,5 мин. Взлет производился на трехколесном шасси, посадка — на лыжу.

„Юлия" (или „Р-1077") имел меньшие размеры, размах крыльев — 4,6 м, вес — около 2 т. Самолет должен был стартовать с помощью четырех вспомогательных Т. Р. Д., развивавших в течение 10 сек. тягу в 1200 кг каждый. Подъем на высоту 15000 м должен был продолжаться всего 72 сек. Пилот управлял самолетом лежа.

Модель „Р-1104" имела площадь крыльев 6,5 м² и расчетную скороподъемность на уровне моря 12 000 м/мин.

Перехватчики „Ва-349А" (или „ВP-20") более напоминают управляемый снаряд, чем обычный истребитель. Их основные данные: размах крыльев — 4 м, вес 2250 кг (включая вес четырех вспомогательных стартовых ракет), начальная скороподъемность - 11 -11,5 км/мин, потолок - около 15 000 м, радиус действия (на высоте 11500 м) - 40 км.

Фиг. 4. "Ва-349А" на стартовой установке

Модель „Ва-349А" была снабжена мотором „Вальтер" „109-509 А-1". Взлет производился со специального вертикального станка (фиг. 4). Полет в соответствии с данными радиолокатора направлялся с земли. Пилот управлял самолетом лишь на последних сотнях метров от цели и производил залп ракетными снарядами „R-4M", помещавшимися в носовой части машины или вел огонь из двух пушек „МК-108". После ракетного залпа центр тяжести самолета смещался, он терял устойчивость и начинал падать. В достаточно плотных слоях атмосферы пилот отделял снабженную парашютом хвостовую часть, содержавшую двигатель, и выбрасывался сам. Остатки самолета погибали.

Фиг. 5. „Белл ХS-1". Обычно запускается в воздухе, но может взлетать и самостоятельно.

В начале 1951 г. на основании летных данных, достигнутых американским экспериментальным ракетным самолетом „Белл XS-1" (фиг. 5), которому приписывается достижение числа М =1,4, в обзоре главного инженера моторостроительной компании „Риэкшен моторс" был набросан проект технически возможного современного истребителя. Его данные ориентировочно таковы: полный вес - 6000 кг, посадочный вес — 1600 кг, площадь крыльев— 9,3 м² размах крыльев — 7,5 м, длина фюзеляжа — 9 м, вес топлива — 3600 кг, максимальная скорость — свыше 3000 км/час, максимальная скороподъемность — свыше 15 км/мин, потолок — свыше 60000 м, дальность полета — 220 км. Взлег производится самостоятельно со специального станка. Начальное ускорение — 2 g, затем возрастает до 6 g, но не выше. Силовая установка состоит из двух ракетных моторов, развивающих тягу: один — 2600 кг, другой — 9500 кг. Сначала должен работать только малый двигатель, большой двигатель включается лишь по достижении определенных условий.

Управление осуществляется обычным способом с помощью специальных аэродинамических поверхностей. Носовая часть может отделяться и опускаться на парашюте.

С пониженной скоростью истребитель может крейсировать 20-30 мин. и помимо того имеет запас топлива, достаточный для полета на максимальной тяге в течение 30 сек.

Другим путем увеличения скороподъемности и скорости истребителя является комбинирование ракетной тяги с основными двигателями.

Одна из моделей немецкого истребителя „Me-262" имеет моторы BMW-003 К, состоящие из турбореактивного двигателя „Юмо-003" и ракетного BMW-718. Последний помещался в хвост гондолы турбореактивного двигателя и работал на азотной кислоте

Его вес - 82 кг, тяга — 125 кг, время работы — 3 мин.

В более поздней модели „Ме-262" эти два ракетных мотора оыли заменены одним Ж.Р.Д. „Вальтер" в специально для этого приспособлонноп хвостовой части фюзеляжа. Под горючее для этого двигателя была отведена значительная часть баков самолета и, сверх того, под носовой частью крепился дополнительный бак (для „Т-вещества"), сбрасывающийся после израсходования топлива.

Фиг. 6. Истребитель "XF-91" „Рипаблик", снабженный турбореактивными и ракетными двигателями. Видны гнезда для ракетных двигателей - по два выше и ниже турбореактивного канала. Расширяющееся к концам крыло имеет переменный угол атаки.

Конструкция одноместного американского истребителя „XF-91" „Рипаблик" (фиг. 6), совершившего свой первый полет в мае 1949 г., с самого начала предусматривала использование ракетной тяги. В дополнение к турбореактивному двигателю „J-47" он снабжен четырьмя ракетными двигателями, используемыми в случае необходимости на взлете, при наборе высоты и для сближения с противником на большой высоте.

Фиг. 7. Самолет военно-морских сил США „Дуглас D-558-2" „Скайрокет" для исследовательских целей; установлены турбореактивные и ракетные двигатели; часть фюзеляжа с кабиной пилота может быть отделяема.

Другим типом самолета с турбореактивными и ракетными двигателями является „Дуглас Д-558-2" „Скайрокет" (фиг. 7). Эта машина предназначена для исследования и движется со скоростью звука.

Ракетная тяга может быть использована английским истребителем „Хоукор", имеющим раздвоенный турбореактивный канал. Английский экспериментальный самолет с треугольным крылом „FD-1"

Фиг. 8. „FD-1 .Файэрай".

„Файэрай" (фиг. 8) имеет на хвосте четыре обтекателя, в которых можно поместить ракетные двигатели. Этот истребитель можно использовать в качестве перехватчика, запуская с катапульты.

Управляемыми снарядами принято теперь называть беспилотные ракетные самолеты, либо снабженные собственным автоматическим управлением, либо управляемые во время полета извне, либо, наконец, имеющие приборы и того и другого типов.

По своему назначению управляемые снаряды подразделяются на пять основных классов:

1. „Земля-воздух". Сюда относятся как зенитные снаряды, так и ракеты, предназначенные для исследования высших слоев атмосферы.

2. „Воздух-воздух" — новое и весьма важное оружие воздушного боя.

3. „Воздух-земля" (этот класс здесь не рассматривается).

4. „Земля-земля".

5. „Земля-мировое пространство".

А. Противосамолетные управляемые снаряды

Еще в 1925 г. была выдвинута идея управления ракетой с помощью прожекторного луча. Для этого на концах стабилизаторов ракеты должны были быть установлены селеновые элементы. При отклонении оси такого снаряда от направления прожекторного луча свет воздействовал бы на чувствительные элементы с различной интенсивностью, и несложное электрическое устройство, связанное с рулями ракеты, заставляло бы ее принять правильное положение. Весьма простая на первый взгляд, эта идея никогда не была осуществлена. Однако некоторые современные методы управления снарядами посредством ультракоротких радиоволн по идее весьма близки к управлению с помощью прожекторного луча.

Применяемые в этом случае ракеты имеют крестообразные крылья и стабилизаторы. На задней кромке крыльев находятся антенны, образующие колебательные контуры. Совместно с установленной в снаряде радиоаппаратурой они усиливают и выпрямляют принимаемые сигналы и передают их на реле, связанные с поверхностями управления. При отклонении ракеты от направления луча на реле поступают токи неодинаковой силы, и рули поворачивают снаряд в нужном направлении. Обычно это устройство дополняется автоматическим целеискателем, благодаря чему на последнем этапе атаки снаряд оказывается самонаводящимся.

Радиопередатчик, используемый в этой схеме, создает направленное излучение посредством параболического рефлектора и вращающегося диполя. Схема наведения по лучу представлена на фиг. 9.

Фиг. 9. Система наведения по лучу.

Основные затруднения этого метода заключаются в следующем: с одной стороны, чтобы обеспечить необходимую чувствительность системы к отклонениям, луч должен быть достаточно узким; с другой — из узкого луча ракета может легко выскользнуть когда цель маневрирует и луч вынужден следовать за ней, вновь же поймать потерянный снаряд трудно.

Более совершенным является так называемое командное наведение, использующее два радиолокатора. Один из них следит за целью, другой за снарядом. Их данные автоматически сопоставляются и пересчитываются на команды, передаваемые снаряду (фиг. 10) в виде модулированных по времени сигналов. Там они преобразуются в звуковую частоту, усиливаются и воздействуют на чувствительно поляризованное реле. Управление осуществляется по двум взаимно перпендикулярным направлениям. При нарушении равенства длительности пары соответствующих сигналов реле приводит в действие сервомоторы, двигающие рули.

Фиг. 10. Командное управление

Немецкая ракета „Вассерфаль" (фиг. 11) предназначалась для атак на высоте от 5 до 14,5 км и должна была управляться по первой из описанных схем (наведение по лучу). Конструктивно она во многих отношениях аналогична известному снаряду класса „Земля-земля" - «V-2» („A-4"). Ее силовая часть состоит из Ж. Р. Д. с гироконтролируемыми управляющими лопатками на пути выбрасываемых газов. Очень большие кили и поверхности рулей обеспечивают хорошую устойчивость снаряда на всем протяжении полета как при малых начальных скоростях, так и на сверхзвуковых. Длина ракеты — 7,8 м, вес на старте — 4 т, радиус действия — 50 км.

Фиг. 11. Сверхзвуковая ракета .Вассерфаль".

Фиг. 12. Дозвуковая ракета „Ларк".

В США работа над созданием снарядов этого класса ведется с 1944 г. В результате были построены ракеты „Ларк", „Гапа", „Нэйтив".

Снаряды типа „Ларк" (фиг. 12) в большом количестве производятся сейчас для военно-морских сил США и используются для тренировки пусковых команд и для испытания новых целеищущих систем. Снаряд имеет цилиндрический корпус с дозвуковым обтекаемым носом и конусообразным хвостом. В середине корпуса укреплены два горизонтальных и два вертикальных крыла. Хвостовое оперение состоит также из четырех плоскостей, сдвинутых относительно крыльев. Все аэродинамические поверхности имеют прямоугольную форму; на задней кромке каждой из них укреплен руль. Рули, находящиеся на крыльях, служат непосредственно для управления, рули на хвостовом оперении контролируют положение снаряда и являются триммерами. В случае возникновения вращения ракеты с какой-либо стороны выпускаются выдвижные элероны, К хвосту в большом коробчатом стабилизаторе крепится стартовая ракета, состоящая из двух стандартных Т.Р. Д. „Джато".

Корпус состоит из пяти секций, изготовляемых из легкого сплава, обычно применяемого в авиастроении для монококов, и двух секций из нержавеющей стали. Носовой фонарь, в котором помещается целеискатель, выполнен из фиброгласа.

Крылья изготовлены из алюминия штамповкой с вытяжкой. Для хвостового оперения используется многослойный фиброглас. В него заделываются приемные антенны. Длина снаряда — 4,4 м.

Двигатель состоит из двух Ж. Р. Д., работающих на дымящейся азотной кислоте и анилине. Горючее и окислитель подаются в камеры сгорания под давлением, создаваемым баллонами со сжатым воздухом, помещенными в баки. Оба мотора работают одновременно, когда снаряд маневрирует.

„Гапа" („Земля-воздух" — беспилотный самолет) (фиг. 13) используется в качестве экспериментального снаряда.

В первоначальном варианте „Гапа" был чисто ракетным снарядом. Позже он был снабжен прямоточным реактивным и вспомогательным ракетным двигателями. Полный полетный вес его — 2,25 т, вес боевой головки — 91 кг, полетное число М = 2,5.

„Нэйтив" (фиг. 14) служит для изучения систем управления, тренировки пусковых команд и аэродинамических исследований. Его длина — около 4 м, диаметр корпуса — 0,42 м. Снаряд запускается из высокой металлической трубы и поднимается более чем на 16 км.

В настоящее время в США в Принстонском университете интенсивно исследуются Ж. Р. Д. с инжектированием воздуха в поток истекающих газов.

В 1949 г. демонстрировалась английская двухступенчатая ракета, используемая для исследования аэродинамических свойств, устойчивости и систем управления снарядов „Земля-воздух". Длина ее основной ступени — 6,1 м, оперение состоит из четырех килей и стольких же подвижных рулевых поверхностей.

В качестве двигателя основной ступени служит Ж. Р. Д., работающий на смеси метилового спирта с водой (60% спирта и 40% воды) и жидком кислороде. Для подачи горючего и окислителя в цилиндрических баках имеется по два поршня. Между поршнями помещается медленно горящий порошковый заряд, и таким образом создается давление в баках. Топливо, прежде чем попасть в камеру сгорания, охлаждает ее, протекая по специальной рубашке.

Двигатель создает тягу в 450 кг и работает в течение 25 сек. За это время достигается число М =1,4.

Вспомогательная ступень - комбинация из семи стандартных Т.Р.Д. "Рато" сообщает снаряду через 4 сек. после старта скорость 520 м/сек и затем отбрасывается воздушным потоком

Фиг. 13. Ракета „Гапа" в пусковой башне.

Фиг. 14. „Нэйтив".

Противосамолетные управляемые ракетные снаряды призваны дополнить зенитную артиллерию, огонь которой эффективен лишь до высот 10—11 км.

Экономически использование этого оружия оказывается не более дорогим, чем зенитный артиллерийский огонь, если учесть, что в минувшую войну немцы израсходовали и среднем 50 000 тяжелых снарядов на каждый сбитый самолет.

Как известно, потолок шаров-пилотов, применяемых для изучения высших слоев атмосферы, не превышает 40 км. Ракета уже достигла высоты 390 км, и проектируется снаряд, способный подняться выше чем на 560 км.

Первыми высотными ракетами в США были „Вак-Корпорал" и трофейные немецкие „А-4" („V-2"), причем последние были специально приспособлены для вертикального подъема на значительную высоту.

Предварительно испытывались ракеты с твердым топливом, и были накоплены экспериментальные данные о влиянии постоянной тяги на снаряд, стабилизируемый неподвижными килями. Одновременно была выяснена возможность использования ускорительных ракет. Первый из этих снарядов, „Прайвит-А", имел длину примерно 2,4 м и весил около 230 кг, включая 27 кг полезной нагрузки. Его Т. Р. Д. развивал тягу 450 кг и работал более 30 сек. „Прайвит-А" предназначался для полетов со сверхзвуковой скоростью, имел заостренный нос и четыре киля на хвосте. Стартовая ракета, состоявшая из четырех стандартных самолетных Т. Р. Д. типа RР Æ 113,3 мм,. создавала на взлете тягу в 9750 кг. Пусковым устройством служила 11-метровая стальная стреловидная ферма, вращавшаяся на своем основании как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскостях. Внутри ферма имела четыре направляющих рельса.

Модификация „Прайвит-A" обладала одним килем и двумя горизонтальными несущими поверхностями размахом 1,5 м. На носу находились триммеры в виде двух небольших крыльев с малым удлинением.

Эта модель показала, что крылатые снаряды необходимо снабжать контрольными приборами.

После предварительных исследований была спроектирована высотная ракета, способная поднять 11,5 кг полезной нагрузки на высоту 30,5 км. В 1945 г. была испытана ее модель, уменьшенная до ¹/₅ проектной величины. Эта модель должна была главным образом доказать возможность замены обычных четырех килей тремя. Кроме того, с ее помощью продолжалась работа над использованием вспомогательных ракет. Испытания модели дали удовлетворительные результаты.

Изготовленная затем высотная ракета „Вак-Корпорал" (фиг. 15) имела длину 4,9 м, диаметр — 0,3 м, полный вес — 300 кг. Ее Ж. Р. Д. работал 45 сек., развивая тягу 680 кг. Топливом служила самовоспламеняющая смесь азотной кислоты с анилином. Последний подавался в камеру сгорания из окружавшей ее рубашки. Топливо поступало в двигатель под давлением сжатого воздуха.

Модификация морского снаряда, известного под названием „Тайни Тим", была использована как вспомогательная ракета. Для этого изменили форму носа и килей снаряда, увеличили ее полную тягу от 13 600 кг в течение 1 сек. до 22 600 кг за время немного больше ½ сек. Эта ракета должна была двигать „Вак-Корпорал" на протяжении 66 м. В связи с трудностью использования пускового станка такой длины ограничились 30-метровой башней и на первое время допустили догорание стартовой ракеты в свободном полете.

Благодаря своему сравнительно малому весу и использованию стартовой ракеты „Вак-Корпорал" при испытаниях достиг высоте 70 км.

Фиг. 15. Ракета „Вак-Корпорал"

Вначале снаряд имел только метеорологическое оборудование и был снабжен парашютом, опускавшим носовую часть. Позже использовалась радиоаппаратура, передававшая показания приборов на землю.

В 1946 г. в США начали высотные исследования с помощью ракет „А-4" („V-2 (фиг. 16), не нуждающихся в пусковом станке и взлетающих са

Фиг. 16. Ракета ,.4-4" („V-2") на старте и в полете.