Неудачная программа немецких бомбардировщиков «Bomber B» (1939-1943)

Введение

Провалившаяся программа Люфтваффе по созданию средних бомбардировщиков 1939–1943 годов.

"Бомбардировщик B" – это немецкий конкурс проектов военных самолетов, организованный незадолго до начала Второй мировой войны с целью разработки высокоскоростного бомбардировщика второго поколения для Люфтваффе. Новые проекты должны были стать прямым продолжением концепции "Schnellbomber", реализованной в Dornier Do 17 и Junkers Ju 88, делая ставку на высокую скорость как основной способ защиты. "Бомбардировщик B" задумывался как значительно более крупный и совершенный самолет с большей дальностью и грузоподъемностью, чем у "Schnellbomber", превосходящий по своим характеристикам крупнейшие обычные проекты, рассматриваемые в то время. Предполагалось, что победивший проект станет основой бомбардировочной авиации Люфтваффе, заменив широкий спектр полуспециализированных машин, состоявших на вооружении. Рейхсминистерство авиации было настолько оптимистично, что большинство менее амбициозных проектов были отменены; когда же программа провалилась, Люфтваффе остались с устаревшим парком самолетов.

Предыстория

К концу 1930-х годов технологии строительства планера достигли такого уровня, что планер можно было построить любого необходимого размера, основываясь на технологиях проектирования всеметаллических планерных конструкций, впервые разработанных Хьюго Юнкерсом с Junkers J 1 в 1915 году и усовершенствованных в течение последующих двух десятилетий – особенно в Германии с самолетами, такими как Dornier Do X и авиалайнер Junkers G 38, а в Советском Союзе с огромным самолетом «Максим Горький», самым большим самолетом, построенным в 1930-х годах. Двигатели для таких конструкций были ограничивающим фактором. В Германии большинство бомбардировщиков, состоявших на вооружении, были адаптированы из довоенных моделей, многие из которых представляли собой пассажирские самолеты или конструкции двойного назначения. Первым специализированным бомбардировщиком стал Junkers Ju 88, который обладал ограниченной дальностью и грузоподъемностью, что вынудило Люфтваффе использовать Heinkel He 111 для других задач. Нехватка обоих типов заставила Люфтваффе импровизировать, используя разнообразный парк самолетов. Люфтваффе оставалось недовольным этой ситуацией. В начале 1930-х годов начальник штаба Люфтваффе Вальтер Вевер инициировал программу «Урал» для разработки бомбардировщика большой дальности, способного бомбить заводы в районе Уральских гор с баз, расположенных далеко на западе. Ограниченная мощность двигателей привела к созданию очень крупных конструкций с ограниченными характеристиками, и ни одна из них – Dornier Do 19 и Junkers Ju 89 – не была запущена в серийное производство. Смерть Вевера 3 июня 1936 года побудила RLM в тот же день выпустить техническое задание на разработку тяжелого бомбардировщика «Бомбардировщик А», в котором требовался новый тяжелый бомбардировщик с увеличенной дальностью и большей грузоподъемностью, чем у прототипов «Уральского бомбардировщика». Победителем, которому 5 ноября 1937 года был присвоен номер планера RLM, стал Heinkel He 177. Программа «Бомбардировщик А» все еще находилась в стадии выбора победителя, когда начались испытания первых немецких двигателей большой мощности. По сравнению с двигателями Jumo 211, установленными на Ju 88, пара таких двигателей более чем удвоила бы доступную мощность, достигая 5000 л.с. (3680 кВт). Благодаря такой мощности можно было бы построить значительно более совершенную конструкцию с гораздо большим внутренним объемом для большей бомбовой нагрузки, большим запасом топлива для большей дальности и более высокой скоростью. Компания Junkers изучала значительно более мощные версии Ju 88, оснащенные относительно компактным Jumo 222 или четырехкривошипным дизельным двигателем Jumo 223, начиная с конца 1937 года. Серьезных работ не проводилось, но после того, как Генрих Гертель покинул Heinkel и перешел в Junkers в 1939 году, проект EF 74 был представлен RLM в мае 1939 года. Очевидно, впечатленный возможностями самолета с грузоподъемностью и дальностью полета He 177 в сочетании с более высокими характеристиками, чем у Ju 88, RLM опубликовал спецификации на «Бомбардировщик B» в июле 1939 года. В спецификации требовался новый средний бомбардировщик с максимальной скоростью 600 км/ч, способный нести бомбовую нагрузку 4000 кг в любую точку Великобритании с баз во Франции или Норвегии. Для повышения эффективности экипажа и огневой мощи оборонительного вооружения конструкции должны были иметь герметичную кабину с дистанционно управляемым вооружением. Поскольку он должен был сочетать в себе желаемые характеристики – увеличенную дальность, большую грузоподъемность и лучшие летные характеристики – любая конструкция, выигравшая конкурс на «Бомбардировщик B», должна была заменить все бомбардировщики, состоящие на вооружении.

By the late 1930s airframe construction techniques had progressed to the point where airframes could be built to any required size, founded on the all metal airframe design technologies pioneered by Hugo Junkers with the Junkers J 1 in 1915 and improved over the two following decades – especially in Germany with aircraft like the Dornier Do X flying boat and the Junkers G 38 airliner, and the Soviet Union with the enormous Maksim Gorki, the largest aircraft built anywhere in the 1930s. Engines for such designs were a limiting factor. In Germany, most bomber designs in service were adapted from pre war designs, many of them passenger aircraft or dual use designs. The first specialist bomber aircraft was the Junkers Ju 88, which had limited range and payload, forcing the Luftwaffe to use the Heinkel He 111 for other missions. A shortage of both types forced the early war Luftwaffe to improvise with an assortment of aircraft. The Luftwaffe was displeased with this situation. In the early 1930s Luftwaffe Chief of Staff Walther Wever initiated the Ural bomber program for the design a long range bomber capable of bombing factories in the Ural Mountain area from bases far to the west. Limited engine power led to very large designs with limited performance and neither of the designs, the Dornier Do 19 and Junkers Ju 89, were put into production. Wever's death on June 3, 1936, prompted the RLM to release the "Bomber A" heavy bomber design specification the same day, looking for a new heavy bomber with improved range and greater payload than the Ural Bomber prototypes. The winning design, given its RLM airframe number on November 5, 1937, was the Heinkel He 177. The Bomber A program was still in the process of selecting the winning design when the first German large capacity engines began testing. Compared to the Jumo 211s in the Ju 88, a pair of such engines would more than double available power, upwards to 5,000 hp (3680 kW). With this power, a significantly more capable design could be built, one with considerably larger internal space for a much larger bomb load, more fuel for longer range and greater speed. Junkers had been studying dramatically more capable versions of the Ju 88 powered by their relatively compact Jumo 222 or the four crankshaft Jumo 223 diesel engine design from late 1937. No serious work was undertaken, but after Heinrich Hertel left Heinkel and joined Junkers in 1939, the EF 74 design was submitted to the RLM in May 1939. Apparently excited by the possibilities of an aircraft with the payload and range of the He 177 combined with higher performance than the Ju 88, the RLM promulgated the specifications for "Bomber B" in July 1939. The specification called for a new medium bomber with a maximum speed of 600 km/h (375 mph), able to carry a bomb load of 4000 kg (8,820 lb) to any part of Britain from bases in France or Norway. To improve crew performance and defensive firepower, the designs were to have a pressurized cabin with remotely aimed armament. As it was meant to have the desirable combination of extended range, larger payload and better performance, whatever design won the Bomber B competition would replace all bombers in service.

Большие близнецы

С двигателями мощностью от 2000 до 2500 л.с. самолеты с двумя двигателями обладали бы значительно большим запасом мощности, что позволило бы перевозить значительно большие полезные нагрузки. Теоретически, более мощный двигатель не требовал бы больше времени на производство, чем двигатель мощностью 1000 л.с., он был бы просто больше по размеру. К концу 1930-х годов двигатели такого типа стали серьезно рассматриваться, и британцы и немцы разработали проекты бомбардировщиков на их основе. В Великобритании компании Avro и Handley Page представили предложения по созданию крупного бомбардировщика на базе двух двигателей Rolls Royce Vulture. Двигатель Vulture состоял из четырех шестицилиндровых блоков, соединенных общим блоком цилиндров и коленчатым валом, образуя X-образную конструкцию увеличенного объема. По мере развития проектов проблемы с двигателем Vulture стали очевидны. Вопреки ожиданиям, объединение двух двигателей V12 в один блок цилиндров привело ко множеству проблем. Разработка Avro Manchester продолжалась, но Handley Page было поручено адаптировать свой проект HP.56 для четырех двигателей меньшей мощности. Когда Manchester совершил первый полет, сохранив все проблемы с двигателем Vulture, его конструктор, Рой Чедвик, также разработал четырехмоторную модификацию. Проекты Avro Lancaster и Handley Page Halifax стали основой бомбардировочного командования RAF на протяжении всей войны. В Германии программа "Бомбардировщик А", начатая в середине 1936 года, привела к созданию Heinkel He 177 A, оснащенного двумя двигателями Daimler Benz DB 606 "силовая установка". DB 606 представлял собой попытку конца 1930-х годов использовать два двигателя Daimler Benz DB 601, приводящих общий редуктор, что привело к созданию 24-цилиндровой силовой установки, аналогичной Vulture, но с двумя блоками цилиндров для высокоскоростного разведывательного самолета Heinkel He 119 и самолета большой дальности Messerschmitt Me 261. Пара двигателей DB 601 была расположена в виде перевернутого W-образного блока, максимально сохраняя каждый двигатель как отдельную единицу. Как и в случае с Vulture, инженеры Daimler Benz сочли DB 606, весом 1,5 тонны каждый, посредственным, особенно учитывая, что конструкция размещения двигателя на фюзеляже затрудняла доступ к техническому обслуживанию и вентиляцию. Производство He 177A продолжалось, и в эксплуатации, с дефектной установкой силовой установки, внутренней конструкцией гондолы двигателя и доступом к техническому обслуживанию, самолет страдал от отказов двигателей, перегрева и пожаров в воздухе, заслужив прозвище "Пламенный гроб" от своих экипажей.

With engines in the 2,000 to 2,500 hp range, twin engined aircraft would have considerably more surplus power, allowing for much greater payloads. In theory, the more powerful engine would take no longer to produce than a 1,000 hp design, it would simply be larger. By the late 1930s, engines of this sort of power began to be seriously considered and the British and Germans drew up bomber designs based on them. In the UK, Avro and Handley Page drew up proposals for a large bomber based on two Rolls Royce Vulture engines. The Vulture had four six cylinder cylinder blocks connected to a common crankcase and crankshaft, to make a larger displacement X block design. As the projects matured, problems with the Vulture became evident. Contrary to hopes, bringing together two V 12 engines' onto one crankcase led to many problems. Development of the Avro Manchester continued but Handley Page was asked to adapt their HP.56 design for four smaller engines. When the Manchester flew with all of the problems with the Vulture remaining, it too received a four engine revision by its designer, Roy Chadwick. The Avro Lancaster and Handley Page Halifax designs formed the backbone of RAF Bomber Command for the remainder of the war. In Germany, the Bomber A program in mid 1936 had led to the Heinkel He 177 A, powered by two Daimler Benz DB 606 "power system" engines. The 606 was a late 1930s attempt to use two Daimler Benz DB 601 powerplants driving a common gear reduction case, resulting in a 24 cylinder powerplant like the Vulture but using having two crankcases for the Heinkel He 119 high speed reconnaissance design and the Messerschmitt Me 261 long range aircraft. The pair of DB 601 component engines were arranged in an inverted W block layout, keeping each component engine as a separate engine as far as possible. As with the Vulture, Daimler Benz engineers found the DB 606, weighing in at a massive 1.5 tonnes apiece was mediocre, particularly when the airframe mounting them possessed an engine accommodation design that prevented adequate maintenance access and ventilation. Production of the He 177A continued and in service with deficient powerplant installation, engine nacelle internal design and maintenance access, it was plagued by engine failures, overheating and fires while airborne, earning it the nickname "Flaming Coffin" by its crews.

Высокопроизводительные двигатели

Одновременно с ранней разработкой "сдвоенных" двигателей, Daimler Benz начала работу над конструкцией мощностью 1500 кВт с использованием единого блока цилиндров. Результатом стал 24-цилиндровый Daimler Benz DB 604, с четырьмя рядами по шесть цилиндров в каждом. Обладая практически таким же рабочим объемом – 46,5 литра (2830 куб. дюймов) – как и у первоначальной версии Junkers Jumo 222, его длительная разработка отвлекала ценные немецкие ресурсы, выделенные на исследования авиационных двигателей, а поскольку дальнейшая разработка сдвоенного двигателя DB 610 демонстрировала лучшие результаты, Рейхсминистерство авиации прекратило все работы над DB 604 в сентябре 1942 года. BMW работала над по сути увеличенной версией своего весьма успешного двигателя BMW 801, устанавливаемого на Focke Wulf Fw 190. Это привело к созданию в 1943 году BMW 802 рабочим объемом 53,7 литра – 18-цилиндрового радиального двигателя с воздушным охлаждением, а также еще более крупного BMW 803 рабочим объемом 83,5 литра – 28-цилиндрового радиального двигателя с жидкостным охлаждением. Поскольку и 802, и 803 показали себя неудачными в ходе испытаний, их разработка зашла лишь настолько, что для 802 был установлен приоритет на "завершение и создание прототипа как второстепенной задачи", а 803 получил внимание лишь к "проектированию и разработке". Такая ситуация в BMW привела к перенаправлению инженерного персонала компании на всестороннюю модернизацию 801 для раскрытия его полного потенциала. Только разработка радиального двигателя BMW 801F, благодаря использованию решений от подтипа 801E, смогла существенно превысить мощность в 1500 кВт – версия F была испытана на максимальной мощности около 1765 кВт (2400 л.с.) на взлете. 24-цилиндровый двигатель Junkers Jumo 222 компании Junkers, с жидкостным охлаждением и шестью рядами по четыре цилиндра в каждом, был наиболее близок к тому, чтобы стать единственным серийным высокопроизводительным двигателем с единым блоком цилиндров в годы войны, предназначенным для привода не только Junkers Ju 288, но и многих других перспективных немецких многодвигательных боевых самолетов. Jumo 222 отличался замечательной компактностью и эффективностью, будучи практически идентичным британскому Napier Sabre H по количеству цилиндров, рабочему объему и весу, и являлся лучшей попыткой создания немецкого авиационного двигателя, способного стабильно превышать мощность в 1500 кВт на высоте, но, как и в случае с разработками BMW и даже более поздним турбореактивным двигателем Heinkel HeS 011, он так и не приблизился к серийному производству, было выпущено чуть менее 300 экземпляров Jumo 222 различных модификаций.

Simultaneously with the early development of the "coupled" engines, Daimler Benz's began work on a 1,500 kW class design using a single crankcase. The result was the twenty four cylinder Daimler Benz DB 604, with four banks of six cylinders each. Possessing essentially the same displacement of 46.5 litres (2830 in3) as the initial version of the Junkers Jumo 222, its protracted development was diverting valuable German aviation powerplant research resources, and with more development of the DB 610 coupled engine giving improved results at the time, the Reich Air Ministry stopped all work on the DB 604 in September 1942. BMW worked on what was essentially an enlarged version of its highly successful BMW 801 design from the Focke Wulf Fw 190. This led to the 53.7 litre displacement BMW 802 in 1943, an eighteen cylinder air cooled radial, and the even larger, 83.5 litre displacement BMW 803 28 cylinder liquid cooled radial. As both the 802 and 803 proved to be dismal failures in testing, their development only went so far as to prioritize the 802 for "completion and prototype construction as a secondary issue", while the 803 only received attention to "its design and development". This state of affairs at BMW led to the company's engineering staff being redirected to place all efforts on improving the 801 to develop it to its full potential. Only the BMW 801F radial development, through its use of features coming from the 801E subtype, was able to substantially exceed the over 1,500 kW output level — the F version was tested at a top output level of some 1,765 kW (2,400 PS) of take off power. The Junkers company's 24 cylinder Junkers Jumo 222, liquid cooled six bank inline engine, with four cylinders in each bank, came the closest to being the only production, single crankcase design high output powerplant candidate during the war years, intended to power not only the Junkers Ju 288, but also many other German multi engined advanced combat aircraft projects. The 222 was a remarkably compact and efficient engine design, being almost identical in cylinder number, displacement and weight to the British Napier Sabre H type four bank sleeve valved inline engine, and the best attempt at creating a German aviation engine that could routinely exceed 1,500 kW output at altitude, but as with the BMW designs and even the later Heinkel HeS 011 advanced turbojet engine, never approached being a production ready aircraft powerplant, with just under 300 examples of the Jumo 222 produced between several different versions.

Конструкции

Arado, Dornier, Focke Wulf и Junkers представили свои проекты, а позже Henschel добавил Hs 130. Уже на этом этапе стало ясно, что запрос проектов был в значительной степени формальностью, поскольку проект Junkers уже был выбран для серийного производства. Ar 340 был отклонен на этапе проектирования, а разработка Do 317 получила низкий приоритет, в то время как были размещены заказы на прототипы Fw 191 и Ju 288. Проекты Focke Wulf и Dornier рассматривались как первый и второй резервные варианты, и Техническое управление технической разработки RLM начало использовать их в качестве экспериментальных стендов для испытаний. Fw 191 был построен на полностью электрической платформе, обеспечивающей питание почти всех бортовых систем вместо гидравлики. Благодаря этому Fw 191 получил прозвище Das Fliegende Kraftwerk (летающая электростанция). Это значительно усложнило электропроводку самолетов, и вероятность отказа одного из многочисленных электромоторов была существенной, однако это не считалось критичным – полагали, что конструкция Junkers в любом случае будет работоспособной.

Конец проекта

В середине 1940 года прототипы планерных конструкций Ju 288 и Fw 191 были готовы, но ни Jumo 222, ни DB 604 еще не были завершены. Обе команды решили оснастить свои прототипы радиальным двигателем BMW 801, хотя с мощностью на двигатель на 900 л.с. меньше и с учетом того, что сами радиальные двигатели BMW 801 находились лишь на начальной стадии разработки, самолеты были серьезно недомощными. Для сравнения, почти равный по объему радиальный двигатель Wright Twin Cyclone приводил в движение американский двухмоторный средний бомбардировщик B-25 Mitchell, выдавая около 1270 кВт (1700 л.с.) каждый, даже при том, что максимальная скорость B-25 составляла лишь около 440 км/ч при взлетном весе 15,9 тонн (35 000 фунтов). Первые опытные двигатели Jumo 222A/B поступили только в октябре 1941 года, а еще через одиннадцать месяцев проект DB 604 был отменен. К маю 1942 года, в отчаянии, было предложено использовать вместо этого Daimler Benz DB 606, хотя он был значительно больше и тяжелее (1,5 тонны) и, как известно, имел серьезные проблемы. Были заказаны прототипы обеих конструкций с этими двигателями, хотя Fw 191 только начинал совершать полеты с радиальными двигателями BMW 801 в этот момент, а Ju 288 демонстрировал постоянную тенденцию к поломке основной стойки шасси при посадке, отчасти из-за проблем с шасси, вызванных сложным методом убранки амортизационных стоек. У RLM не было проектов для заполнения пробела, который мог возникнуть в случае неудачи "Бомбардировщика B", хотя рассматривались и некоторые второстепенные проекты, такие как Henschel Hs 130, обычно оснащаемый двумя двигателями DB 603 или 605, и Dornier Do 317, испытываемый с теми же, проблемными DB 606 или 610 "сварными двигателями" на некоторых из его прототипов. Заказанная была и слегка улучшенная версия Ju 88, основанная на прототипе Ju 88B, под обозначением Ju 188, а также несколько прототипов удлиненных версий существующих бомбардировщиков с четырьмя двигателями, таких как Junkers Ju 488 в 1943–44 годах. В июне 1943 года T Amt окончательно отказался от проекта; к этому моменту, даже если бы Jumo 222 начал работать надежно, как это стало происходить летом 1943 года, нехватка металлов, необходимых для высокотемпературных сплавов, которые он использовал, означала бы, что он не сможет поступить в серийное производство, было построено чуть менее 300 опытных двигателей. Трехлетний период разработки во время войны в Европе, без единого боеготового образца, означал, что проект "Бомбардировщика B" был трудоемким мероприятием, которое не принесло никаких результатов, а также привело к тому, что в конце 1943 года не было доступно других конструкций, когда их существующие двухмоторные средние бомбардировщики, большинство из которых были разработаны в середине-конце 30-х годов, начали устаревать. С провалом "Бомбардировщика B" в качестве замены основных модификаций He 177A рассматривались четырехмоторные версии He 177, которые впервые были официально рассмотрены еще в октябре 1941 года под обозначением "He 177H" – лишь бумажный проект, предшественник проекта высотного Heinkel He 274. Три завершенных прототипа He 177B с двигателями DB 603 должны были начать летные испытания к концу 1943 года. Производство He 177 серии B компанией Arado Flugzeugwerke, основным субподрядчиком Heinkel по тяжелым бомбардировщикам, так и не было начато, поскольку фирма Arado имела приоритет в производстве своего реактивного бомбардировщика Arado Ar 234, и к началу июля 1944 года, за четыре месяца до того, как Arado сможет начать лицензионное производство He 177B 5, Люфтваффе приступило к реализации "Аварийной истребительной программы".

Prototype airframes of the Ju 288 and Fw 191 designs were ready mid 1940 but neither the Jumo 222 nor the DB 604 were ready. Both teams decided to power their prototypes with the BMW 801 radial engine, although with 900 hp less per engine and with the BMW 801 radials themselves barely out of initial development, the planes were seriously underpowered. For comparative purposes, the nearly equal displacement Wright Twin Cyclone radial engine was powering the American B 25 Mitchell twin engined medium bomber with some 1,270 kW (1,700 hp) apiece of output, even with the B 25 having only a top airspeed of some 440 km/h (273 mph) at a take off weight of 15.9 tonnes (35,000 lb). The first Jumo 222A/B development engines did not arrive until October 1941 and some eleven months later the DB 604 project was cancelled. By May 1942, in desperation, it was suggested that the Daimler Benz DB 606 be used instead, even though it was considerably larger and heavier (1.5 tonnes) and was well known to have serious problems. Prototypes of both designs with these engines were ordered, although the Fw 191 was just getting into the air with the BMW 801 radials at this point and the Ju 288 was showing a continual tendency to break its main landing gear on touchdown, partly due to its undercarriage problems caused by its complex method of stowing the oleo struts during retraction. The RLM had no designs to fill the gap left if Bomber B did not work, even though some minor designs like the Henschel Hs 130, usually powered with two DB 603 or 605 engines and the Dornier Do 317, being tried with the same, trouble prone DB 606 or 610 "welded together engines" on some of its prototype airframes were also being considered. A slightly improved Ju 88, based on the prototype Ju 88B design, was ordered as the Ju 188 and several prototypes of stretched versions of existing bomber designs with four engines were also ordered, as with Junkers' Ju 488 in 1943–44. In June 1943, the T Amt finally gave up; by this point, even if the Jumo 222 started working reliably, as it had begun to do in the summer of 1943, a shortage of the metals needed for the high temperature alloys it used meant it would not be able to enter production anyway, with just under 300 development powerplants built. The three year development period during the war in Europe, with no combat ready designs to show for the effort, meant that the Bomber B project was a time consuming venture that delivered nothing, while also serving to ensure that no other designs were available in late 1943, when their existing twin engined medium bombers, most developed in the mid–late 30s, started to become hopelessly outdated. With the failure of Bomber B, four engine versions of the He 177, which had first been officially considered as early as October 1941 with the "He 177H" paper only derivative, the ancestor of the Heinkel He 274 high altitude design project, were considered as replacements for the mainline variants of the He 177A through most of 1943. The trio of completed DB 603 powered He 177B prototypes would start their flight tests by the end of 1943. Production of the B series He 177s by Arado Flugzeugwerke, the prime subcontractor for Heinkel's heavy bombers, was never undertaken as the Arado firm had priority for its jet powered Arado Ar 234 bomber and by early July 1944, four months before Arado would be able to commence license built construction of the He 177B 5, the Luftwaffe began the Emergency Fighter Program.