Arado Ar 240: Немецкий истребитель Второй мировой войны

Введение

1940 года истребитель, разработанный компанией Arado

Arado Ar 240 был немецким двухмоторным многоцелевым тяжелым истребителем, разработанным для Люфтваффе во время Второй мировой войны компанией Arado Flugzeugwerke. Его первый полет состоялся 10 мая 1940 года, но проблемы с конструкцией затормозили разработку, и прототипы оставались лишь незначительно устойчивыми на протяжении всего периода испытаний. Проект был в конечном итоге закрыт, а имевшиеся планерные фюзеляжи использовались для различных испытаний.

Проектирование и разработка

Ar 240 появился в ответ на запрос 1938 года о гораздо более совершенном тяжелом истребителе второго поколения, призванном заменить устаревший Messerschmitt Bf 110. И Arado, и Messerschmitt откликнулись на запрос. Ответ Messerschmitt, Me 210, представлял собой совершенно новую конструкцию, но благодаря опыту Messerschmitt с концепцией Zerstörer ("Разрушитель"), он мог быть быстро введен в эксплуатацию. Проект Arado был значительно более амбициозным для небольшой фирмы, своего рода мечтой главного конструктора Arado Вальтера Блюме с середины 1930-х годов. Хотя до начала поставок Arado потребовалось бы некоторое время, Reichsluftfahrtministerium (RLM/Немецкое авиационное министерство) все же проявило достаточный интерес, чтобы заказать прототипы обеих конструкций. К этому моменту Arado вложила значительные средства в несколько направлений фундаментальных исследований. Одним из них была разработка "подвижной предкрылковой механизации Arado", обеспечивающей отличные характеристики подъёмной силы на малых скоростях. Другим – продолжающиеся работы по проектированию и строительству герметичных кабин, значительно снижающих утомляемость пилотов на высотах свыше 4500 м. Наконец, они также инвестировали в технически продвинутую систему дистанционного управления оборонительным вооружением, с которой экспериментировали в течение нескольких лет. Система использовала прицел, расположенный в задней кабине, которым управлял навигатор/стрелок, оснащенный оптикой как сверху, так и снизу фюзеляжа, что позволяло вести огонь в любом направлении. Прицел был гидравлически связан с хорошо обтекаемыми, дистанционно управляемыми башнями округлой формы, расположенными сверху и снизу фюзеляжа. Для проекта Ar 240 инженеры Arado объединили все эти исследования в единый планер. Для достижения максимальной производительности они использовали крыло минимально возможной площади, тем самым снижая паразитное сопротивление (за счет увеличения индуктивного сопротивления). Обычно это привело бы к "невозможно высоким" скоростям посадки, но это компенсировалось использованием огромной подвижной предкрылковой механизации и предкрылков для обеспечения высокой подъёмной силы на малых скоростях. При выпущенных предкрылках верхняя часть элеронов оставалась на месте, а нижняя часть выдвигалась назад, фактически увеличивая площадь крыла. Двигатели Daimler Benz DB 601 были установлены традиционным образом и оснащены трехлопастными, полностью регулируемыми винтами. Радиаторы были несколько необычными, очень похожими на те, что устанавливались на Junkers Ju 88, которые впервые использовали такую конструкцию, но гораздо больше напоминали планируемую установку радиаторов, предназначенных для Junkers Ju 288, при оснащении его многорядными двигателями Junkers Jumo 222 с жидкостным охлаждением, состоящими из кольцевого блока, расположенного перед каждым двигателем, но с Ar 240 частично закрывающим каждый из них увеличенным, обтекаемым кожухом вокруг винта перед каждым радиаторным блоком, с воздухом, входящим через большое отверстие в передней части кожуха и выходящим через жалюзи, как это предполагалось в конструкции Ju 288 с двигателем Jumo 222. Как и в версиях Ju 88 с рядными двигателями Jumo, это создавало впечатление, что самолет оснащен радиальным двигателем, а Ar 240, как и более поздние истребители с рядными двигателями Jumo от фирмы Focke Wulf (Fw 190D, Ta 152 и двухмоторный Ta 154), также извлекали выгоду из более простой конструкции кольцевого радиатора, расположенного непосредственно перед двигателем. Топливные баки в крыльях были оснащены недавно разработанной системой самогерметизации, использовавшей более тонкие облицовочные слои, что позволяло увеличить запас топлива. Облицовочные слои нельзя было легко удалить, так как они прилипали к внешней поверхности бака, поэтому для обслуживания требовалось снимать обшивку крыла. Это привело к сложной системе обеспечения достаточной жесткости обшивки для работы в полевых условиях, что усложняло конструкцию и увеличивало вес. Как и все немецкие многоцелевые самолеты того времени, этот самолет должен был быть эффективным пикирующим бомбардировщиком. Толстая обшивка крыла не подходила для пробития при установке обычных тормозных щитков, поэтому на задней части фюзеляжа был установлен тормоз "лепесткового" типа, напоминающий то, что испытывалось на Dornier Do 217, который, в отличие от вертикально открывающихся "лепестков" Do 217, открывался в стороны при активации. В закрытом положении тормоз выглядел как жало, выступающее за горизонтальный стабилизатор и два киля. Наконец, кабина была полностью герметизирована. Это было бы затруднительно, если бы вооружение требовало ручного управления стрелком, так как это потребовало бы прокладки орудийных стволов через заднюю часть фонаря кабины. Однако система дистанционного управления позволила разместить их в башнях в негерметичной задней части фюзеляжа. Все это увеличивало вес, и в сочетании с небольшим крылом приводило к очень высокой нагрузке на крыло – 330 кг/м² (221 фунт/фут²), по сравнению со средним показателем около 100 кг/м² для одноместного истребителя.

The Ar 240 came about as the response to a 1938 request for a much more capable second generation heavy fighter to replace the Messerschmitt Bf 110, which was becoming outdated. Both Arado and Messerschmitt responded. Messerschmitt's response, the Me 210, was a totally new design, but thanks to Messerschmitt's experience with the Zerstörer ("Destroyer") concept, it would be able to enter service quickly. Arado's design was considerably more ambitious for the smaller firm, a dream project of Arado's chief designer, Walter Blume, since the mid 1930s. While it would take some time before deliveries of the Arado design could begin, the Reichsluftfahrtministerium (RLM/German Aviation Ministry) was nevertheless interested enough to order prototypes of both designs. Prior to this point, Arado had invested heavily in several lines of basic research. One was the development of the "Arado travelling flap" which offered excellent low speed lift performance. Another was ongoing work in the design and construction of pressurized cockpits, which dramatically lowered pilot fatigue for any flight above about 4,500 m (14,760 ft). Finally, they had also invested in a technically advanced remote control defensive gun system, which they had been experimenting with for several years. The system used a gunsight located in the rear cockpit, operated by the navigator/gunner, which had optics on both the top and bottom of the aircraft, allowing aim in any direction. The gunsight was hydraulically connected to well streamlined pancake shaped, remotely operated turrets on the top and bottom of the aircraft. For the Ar 240 design, the Arado engineers combined all this research into a single airframe. For outright performance, they used as small a wing as reasonable, thereby lowering parasite drag (at the expense of greater lift induced drag). Normally this would make the plane have "impossibly high" landing speeds, but this was offset by the use of a huge travelling flap and leading edge slats for high low speed lift. When the flaps were extended, the upper portion of the ailerons would remain in place while the lower portion extended rearward, essentially increasing the wing area. The Daimler Benz DB 601 inline engines were conventionally installed and equipped with three blade, fully adjustable propellers. The radiators were somewhat unusual however, quite similar to those fitted to the Junkers Ju 88 which pioneered them but much more closely resembling the intended installation of the radiators intended for the Junkers Ju 288, when powered by its intended multibank Junkers Jumo 222 liquid cooled 24 cylinder engines for both types, consisting of an annular block located in front of each engine, but with the Ar 240 partially covering each of them with an oversized, ducted flow through propeller spinner forward of each radiator unit, with air entering through a large hole in the front of the spinner and exiting out of the cowl flaps, as the Jumo 222 powered Ju 288 design was intended to have. As with the Jumo inline powered versions of the Ju 88, this made the plane look as if it were mounting a radial engine, and the Ar 240, like later Jumo inline powered fighter aircraft from the Focke Wulf firm (the Fw 190D, Ta 152 and twin engined Ta 154) also benefitted from the simpler setup of an annular radiator just forward of the engine. The fuel cells in the wings were provided with a newly developed self sealing system that used thinner tank liners, allowing for more fuel storage. The liners could not be easily removed as they stuck to the outer surface of the tank, so in order to service them, the wing panelling had to be removable. This led to a complex system for providing skinning stiff enough to be handled in the field, complicating construction and driving up weight. As with all German multi use aircraft designs of the era, the aircraft was required to be a credible dive bomber. The thick wing panelling was not suitable for piercing for conventional dive brakes, so a "petal" type brake was installed at the extreme rear of the fuselage — appearing much like what had been trialled with the Dornier Do 217 — which, unlike the Do 217's vertically opening "petals", opened to the sides instead when activated. When closed the brake looked like a stinger, extending beyond the horizontal stabilizer and twin fins. Finally, the cockpit was fully pressurized. This would not have been easy if the armament had to be hand operated by the gunner, as it would have required the guns to penetrate the rear of the cockpit canopy. However, the remote control system allowed them to be located in turrets in the unpressurized rear of the fuselage. All of this added weight, and combined with the small wing, led to a very high wing loading of 330 kg/m2 (221 lb/ft2), compared to an average of about a 100 for a single seat fighter.

Испытания и оценка

Технические спецификации были впервые опубликованы в октябре 1938 года, а затем в конце того же года последовали подробные планы. В мае 1939 года RLM заказала партию из шести прототипов. Первый прототип Ar 240 V1, DD+QL, совершил свой первый полет 25 июня 1940 года и сразу же продемонстрировал плохую управляемость по всем осям, а также склонность к перегреву при рулении. Считалось, что причиной плохой управляемости были слишком маленькие элероны, учитывая толщину крыла, поэтому второй прототип был модифицирован с увеличенными элеронами, а также дополнительной площадью вертикального стабилизатора на тормозных щитках для снижения рыскания. Кроме того, небольшие радиаторы были установлены на стойках шасси для улучшения охлаждения на малых скоростях, когда шасси обычно выпускались. Ar 240 V2, KK+CD, совершил первый полет 6 апреля 1941 года и большую часть времени провел на заводе в качестве экспериментального образца. За ним последовал Ar 240 V3, первый, оснащенный системой заднего огня FA 9, разработанной совместно компаниями Arado и DVL, с 7,92-мм пулеметом MG 81Z. Ar 240 V4 стал первым самолетом с оперативным тормозным щитком и совершил полет 19 июня 1941 года. Ar 240 V5 и V6 последовали в декабре и январе, включая модернизированную систему FA 13, использующую два 13-мм пулемета MG 131 вместо MG 81Z, что значительно увеличило огневую мощь. Отличные летные характеристики Ar 240 быстро привели к тому, что V3, V5 и V6 были лишены вооружения, включая оборонительное оружие, и использовались в качестве разведывательных самолетов над Англией, куда к 1942 году не мог проникать ни один другой двухместный самолет. Пять Ar 240A 0, построенных AGO Flugzeugwerke, поступили на вооружение в 1943 году. JG 5 "Eismeer", базирующаяся в Финляндии, получила два самолета, 1. и 3. (F)/100 на Восточном фронте (Вторая мировая война) получили по одному, а 1. (F)/123 в Италии – один.