Стальные истребители Юнкерса

Стальные истребители Юнкерса

Военные заказчики испытывали тихую радость – новый авиаконструктор, профессор Юнкерс, сразу построил такой скоростной самолет, да еще из стали. От него можно ждать то, что сейчас так необходимо. Он наверняка может создать боевой самолет не только с большой скоростью, но и с прекрасной маневренностью и высокой скороподъемностью. Эти качества так нужны для воздушного боя.

Новый контракт на изготовление шести опытных цельнометаллических истребителей с улучшенной скороподъемностью и маневренностью они подписали с Юнкерсом сразу после окончания летных испытаний его первенца, в конце января 1916 года. Это важное событие было встречено с энтузиазмом конструкторами и коллективом завода, оно давало возможность совершенствовать металлическую конструкцию их самолета и внести свой вклад в победу над врагами Германии.

Но для конструкторов Юнкерса это уже была очень трудная задача. Заставить вертеться в воздухе тяжелую стальную машину с любым из имеющихся моторов ограниченной мощности было очень проблематично. Заказчики требовали установить старый двигатель Mercedes D II, один пулемет калибра 7,92 мм с синхронизатором, иметь запас топлива на полтора часа и набирать высоту 3 км за 20 минут.

Центральная ферма истребителя Юнкерса J-2

Хуго Юнкерс сделал все, что мог. Он собрал у себя в кабинете ведущих специалистов и наметил основные направления разработки проекта. Крыло и мотор опустить вниз, кабину расположить над центропланом и разработать конструкцию сварной пространственной фермы, объединяющей в единое целое мотораму, шасси, центроплан, кабину и хвостовую часть фюзеляжа. Размах и площадь крыла уменьшить, сечение фюзеляжа – овал, мотор закапотировать, его выхлопную трубу продлить назад за кабину по правому борту, а радиатор сместить назад под кабину. Для защиты пилота при капотировании самолета Хуго предложил за кабиной сверху установить арочную силовую дугу. В заключение он заметил:

– Это будет уже не «Жестяной осел», который служил для демонстрации наших возможностей. Нам предстоит создать истребитель для серийного производства, эксплуатации в боевых условиях и завоевания превосходства в воздухе. Надо максимально снизить его сопротивление и вес.

Отто Мадер получил указание как можно быстрее сделать модель и продуть ее в новой аэродинамической трубе. С тех пор, как большинство конструкторов переехало из Ахена, здесь, на заводе JCO, был организован Исследовательский институт профессора Юнкерса, директором которого стал доктор Отто Мадер. В исследовательской лаборатории Юнкерса в Ахене остались двигателисты и небольшая группа аэродинамиков, обеспечивающих продувки в малой трубе. Новая большая аэродинамическая труба замкнутого цикла в Дессау должна заработать через месяц. Технический отдел института фактически стал конструкторским бюро Юнкерса, в котором он создавал свои самолеты. Тут проводились исследования металлических конструкций самолетов, начатые в Ахене, планировались технологические, прочностные и аэродинамические эксперименты. Использовался опыт завода по формовке, штамповке, обрезке и сварке тонких листов электротехнической стали и обработке стальных труб при производстве газовых колонок.

Хуго особо трепетно оберегает свои изобретения и в Исследовательском институте организует специальные отделы патентов и лицензий. Инженеры и юристы этих отделов при постоянном его участии анализируют возможность патентования разработок технического отдела, исследуют авторские права, выдвигают патентные претензии и продают лицензии на использование патентов Юнкерса.

То, что задумал Юнкерс, не имело аналогов. Он решился создать такую конструкцию истребителя из стали, которая позволяла выпускать самолеты поточно и с минимальными производственными отклонениями. Для этого была придумана единая сварная конструкция центральной секции в форме пространственной фермы из стальных труб.

Отто Мадер очень грамотно реализовал идею Юнкерса. Основой всей конструкции служила ферма центроплана. Спереди к ней крепилась моторама, сверху отсек вооружения и за ним кабина, снизу ферма шасси, а сзади монококовый фюзеляж. Крыло соединялось с торцом центроплана четырьмя конусными узлами, стягиваемыми накидными гайками по типу соединений трубопроводов. Эта конструкция перекочевала в самолет из газовой колонки. Через затянутое конусное соединение передаются перерезывающая и сжимающая силы, а через резьбу – растягивающая сила от изгибающего момента.

Второй стальной истребитель Юнкерса J-2, 1916 г.

Все шесть ферм для заказанных истребителей сваривались в одном приспособлении, и это гарантировало идентичность их геометрических размеров и минимальные производственные отклонения обводов самолетов. Конструкцию фюзеляжа истребилеля Юнкерса будут заимствовать создатели металлических самолетов во все времена. Внутренний силовой набор шпангоутов и стрингеров работал как одно целое с обшивкой. Обшивка стыковалась на полках гнутых профилей овальных шпангоутов. Облик истребителя J-2 значительно отличался от первого экспериментального стального самолета J-1. Истребитель стал более обтекаемым. Корневая хорда центроплана уменьшилась, и крыло у борта фюзеляжа уже не было таким толстым.

На первом экземпляре истребителя установили требуемый заказчиком мотор Merсedes D II, и уже 11 июля 1916 года он взлетел с лейтенантом Маллинкродом под Берлином. Но Юнкерса ждало разочарование. Скорость и остальные летные характеристики истребителя практически не отличали его от «Жестяного осла». Тогда Хуго решает на остальных пяти машинах установить более мощный, но и более тяжелый мотор Mercedes DIII.

Компоновка Юнкерсом J-2 уже содержала все классические решения истребителей будущего. Через двадцать лет истребитель Мессершмитта Bf-109 будет выполнен по такой же схеме с низкорасположенным свободнонесущим крылом, его пулеметы также будут расположены над мотором, также за моторным отсеком будет отсек боекомплекта с легко открывающимися панелями для перезарядки, а за ним кабина пилота.

В программе Государственных испытаний участвовали все шесть стальных истребителей Юнкерса. Они конструктивно отличались площадью и размахом крыла, формой киля и элеронов. Более мощный мотор позволил почти уложиться в норматив заказчика по скороподъемности, а максимальную скорость поднять до 200 км/ч и существенно превысить скорость конкурентов. Еще два военных летчика, унтер-офицеры Венделер и Шадэ, подключились к полетам. На одном истребителе Шадэ совершил демонстрационный скоростной перелет в Дессау. Время полета оказалось рекордным.

Но в это время немецкая самолетостроительная компания «Альбатрос», которую поставил на ноги молодой Эрнст Хейнкель, выставила на Государственные испытания свой деревянный истребитель-биплан D-1. Он не мог конкурировать с «юнкерсом» по скорости, зато весил на 300 кг меньше, был вооружен двумя пулеметами и поднимался на высоту 3 км на две минуты быстрее. А маленький французский биплан «Ньюпор 11» с одним пулеметом летал медленно, но весил в два раза меньше и забирался на расчетную высоту на пять минут быстрее истребителя Юнкерса.

Военные летчики-испытатели, выполняя учебные воздушные бои на всех имеющихся типах истребителей, отдавали предпочтение деревянному биплану. А тут еще случилась катастрофа. Макс Шадэ выполнял рутинный полет на втором экземпляре истребителя Юнкерса 23 сентября 1916 года. На высоте 300 м он летел на очень маленькой скорости и вошел в штопор. Его вытащили из-под обломков уже без сознания, которое к нему так и не вернулось.

Хуго очень болезненно переживал гибель летчика, винил себя и своих конструкторов. Наверное, они недостаточно ясно инструктировали Шадэ об опасности вхождения в штопор на малых скоростях. Профессор Юнкерс тогда не знал, что такими крыльями будут оснащены почти все будущие самолеты и что смерть Макса Шадэ спасет жизни многих пилотов.

Третий стальной истребитель Junkers J-2, 1916 г.

Военные не стали заключать с Юнкерсом контракт на серийный выпуск его стальных истребителей, и Хуго воспринял это решение как справедливое. Идет кровопролитная война на два фронта, и летчикам, которые уже вели воздушные бои, виднее, какой тип истребителя более эффективен.

Профессор Юнкерс всесторонне анализирует свою неудачу, продолжая непоколебимо верить в преимущества металлической конструкции самолета над деревянной. Он приходит к однозначному выводу, что надо искать пути снижения веса, и записывает:

«В результате летных испытаний первого (J-1) и второго (J-2) самолетов можно констатировать, что их аэродинамическая эффективность была очень хорошей. Но причиной неудачи было то, что, несмотря на высокую горизонтальную скорость, самолеты не могли удовлетворить требованиям военных по скороподъемности… Мы должны были разработать самолет не только с низким сопротивлением для хорошего маневра в горизонтальной плоскости, но и с хорошей скороподъемностью. Это мог быть только самолет с меньшим отношением веса к мощности двигателя… Сталь не могла обеспечить желаемый вес, и мы должны выбрать новый материал… легкий металл. Но не только выбор стали привел к высокому весу конструкции. Построенные стальные самолеты оказались слишком тяжелыми еще и потому, что мы заботились о безопасности и завысили запасы прочности, а также частично потому, что мы не умели оптимально нагрузить элементы конструкции».

Свет в конце туннеля появился. Новый легкий светло-серебристый металл может сделать его самолеты конкурентоспособными. Алюминий уже применяет Цеппелин для каркаса дирижаблей.