Введение
Немецкий прототип ракетоносителя-перехватчика Bachem Ba 349 Natter (Colubridae) — немецкий ракетный перехватчик времен Второй мировой войны, предназначенный для использования по принципу пилотируемой ракеты класса "земля-воздух". После вертикального взлета, устранявшего необходимость в аэродромах, большая часть полета к бомбардировщикам союзников должна была контролироваться автопилотом. Основной задачей относительно слабо обученного пилота было наведение самолета на цель и пуск ракетного вооружения. Затем пилот и фюзеляж с ракетным двигателем приземлялись на отдельных парашютах, а носовая часть использовалась однократно. Первый и единственный пилотируемый вертикальный взлет, состоявшийся 1 марта 1945 года, закончился гибелью летчика-испытателя Лотара Зибера.
The Bachem Ba 349 Natter ([[Colubridae) was a World War II German point defence rocket powered interceptor, which was to be used in a very similar way to a manned surface to air missile. After a vertical take off, which eliminated the need for airfields, most of the flight to the Allied bombers was to be controlled by an autopilot. The primary role of the relatively untrained pilot was to aim the aircraft at its target bomber and fire its armament of rockets. The pilot and the fuselage containing the rocket engine would then land using separate parachutes, while the nose section was disposable. The first and only manned vertical take off flight, on 1 March 1945, ended in the death of the test pilot, Lothar Sieber.
Предыстория
В 1943 году превосходство Люфтваффе в воздухе стало подвергаться сомнению союзниками над Рейхом, и для преодоления кризиса требовались радикальные инновации. Ракеты класса "земля-воздух" представлялись перспективным способом противодействия стратегическим бомбардировкам союзников; было начато множество проектов, но проблемы с системами наведения и самонаведения неизменно препятствовали достижению ими боевой готовности. Решением стало оснащение ракеты пилотом, способным управлять оружием на коротком финальном участке траектории. В начале 1944 года Люфтваффе запросили предложения по созданию простого перехватчика для обороны объектов в рамках программы Jägernotprogramm, что буквально означает "Программа экстренных истребителей". Было предложено несколько простых конструкций, включая Heinkel P.1077 Julia, в которой пилот располагался в положении лёжа на животе для уменьшения лобового сопротивления. Julia считалась основным претендентом на заключение контракта. Изначально планировался вертикальный взлёт, но впоследствии от этой концепции отказались в пользу обычного горизонтального взлёта с трёхколёсной тележки, аналогичной той, что использовалась для первых восьми прототипов реактивного разведывательного бомбардировщика Arado Ar 234.
Предложение Бахема
Natter был впервые задуман доктором Эрихом Бахемом в августе 1944 года, после того как он стал свидетелем американского бомбардировочного налета на крупный немецкий город. Он считал, что должен существовать способ рассеять эти крупные формации бомбардировщиков. Его BP 20 ("Natter") был развитием конструкции, над которой он работал в Fieseler, концепции Fi 166, но значительно более радикальной, чем другие представленные проекты. Он строился из клееного и прибитого дерева с бронированной переборкой и пуленепробиваемым ветровым стеклом в передней части кабины. Первоначально планировалось оснастить машину ракетным двигателем Walter HWK 109 509A 2; однако в наличии был только 109 509A 1, использовавшийся на Me 163. Тяга на уровне моря варьировалась от минимальной до максимальной, а предусмотренный для Natter квартет твердотопливных ракетных ускорителей Schmidding SG34, установленных по бокам в задней части, использовался при вертикальном старте для обеспечения дополнительной тяги в течение 10 секунд, после чего они выгорали и сбрасывались. Экспериментальные прототипы поднимались по высокой вертикальной стальной стартовой башне на максимальную длину скольжения в три направляющих – по одной для каждого конца крыла и по одной для нижнего конца киля. К моменту покидания башни предполагалось, что самолет наберет достаточную скорость для обеспечения стабильного полета за счет аэродинамических поверхностей. В боевых условиях, после покидания пусковой установки, Natter направлялся к бомбардировщикам противника автопилотом с возможностью использования лучевой системы наведения, аналогичной применяемой при запусках некоторых ракет V-2. Только после этого пилот брал управление на себя, наводил и открывал огонь из вооружения, которое первоначально планировалось представить в виде залпа из девятнадцати 55-мм ракет R4M. Позже предлагались 28 ракет R4M или несколько более крупных 73-мм ракет Henschel Hs 297 Föhn, причем любой тип неуправляемых ракет мог запускаться из трубчатых пусковых установок, расположенных в носовой части Natter. Natter должен был подниматься вверх и над бомбардировщиками, к тому времени двигатель Walter, вероятно, исчерпал бы топливо. После однократной атаки ракетами пилот пикировал на Natter, который фактически превращался в планер, до высоты около 300 метров, выравнивал его, освобождал носовую часть самолета и небольшой тормозной парашют из задней части фюзеляжа. Фюзеляж замедлялся, а пилот выбрасывался вперед по инерции и приземлялся с помощью личного парашюта. В раннем предложении от августа 1944 года конструкция Natter предусматривала бетонный нос; предполагалось, что машина может таранить бомбардировщик, но это предложение было впоследствии отозвано в более поздних вариантах проекта Natter. Бахем четко заявил в первоначальном предложении, что Natter не является оружием самоубийства, и много усилий было направлено на разработку систем безопасности для пилота. Конструкция имела одно решающее преимущество перед конкурентами – она устраняла необходимость посадки беспилотного планера на аэродром, что, как показала история ракетной авиации Me 163, делало самолет чрезвычайно уязвимым для атак истребителей противника.
Модификации
Генрих Гиммлер заинтересовался разработкой Бахема. Рейхсфюрер СС предоставил Бахему интервью и оказал полную поддержку проекту. В середине сентября 1944 года Техническое управление Ваффен-СС разместило заказ у Бахема на разработку и производство Natter на его заводе в Валдзее. Рейхслюфтфартминистерство (RLM/Немецкое министерство авиации) официально обозначило BP 20 как Ba 349A, и началось строительство. В декабре 1944 года проект в значительной степени перешел под контроль СС и обергруппенфюрера Ганса Каммлера. Считается, что это решение стало единственным случаем значительного вмешательства СС в разработку самолетов и стратегию ведения воздушного боя. В начале проекта RLM провело инженерную оценку Natter, о результатах которой было сообщено 28 октября 1944 года. Natter был спроектирован для строительства неквалифицированными рабочими с использованием некачественного инструмента и недорогих материалов. На и без того экономную конструкцию были наложены различные жесткие ограничения по затратам. Natter не имел шасси, что позволило сэкономить вес, расходы и время на строительство. Следовательно, одной из самых необычных особенностей машины была система катапультирования пилота и последующее восстановление аппарата. Предполагаемая последовательность событий была следующей: после атаки Natter мог снижаться на меньшую высоту и выходить на горизонтальный полет. Пилот затем приступал к отработанной процедуре катапультирования. Он открывал фиксатор фонаря кабины, что позволяло фонарю откинуться назад на петлях под воздействием воздушного потока. Затем пилот отстегивал ремень безопасности и освобождал ноги от педалей управления рулем. Нажимая на рычаг, установленный на ручке управления, он освобождал фиксатор у основания ручки, что позволяло наклонить ее вперед, где она могла зацепиться и отсоединить предохранительный замок механизма освобождения носовой части. Затем он немного наклонялся вперед и тянул рычаг, расположенный у пола в передней части кабины, освобождая носовую секцию, которая самопроизвольно отделялась из-за снижения аэродинамического давления в передней части фюзеляжа. При отделении носовой части предполагалось кратковременно натянуть два троса, которые освобождали небольшой ленточный парашют, хранившийся на правой стороне заднего фюзеляжа. Парашют раскрывался и замедлял Natter. Пилот выбрасывался из кабины по инерции, и как только он оказывался вдали от фюзеляжа, открывал свой личный парашют и спускался на землю. Предусматривалось также катапультировать ценный ракетный двигатель Walter с помощью парашюта с задней части аппарата, что должно было замедлить самолет и выбросить пилота по инерции, однако связанные с этим механизмом проблемы не были полностью решены до окончания конфликта. Испытания в аэродинамической трубе на деревянной модели, уменьшенной в масштабе 40%, были проведены в Deutsche Versuchsanstalt für Luftfahrt (DVL), Институте аэродинамики в Берлине-Адлерсхофе в сентябре 1944 года при скоростях до 504 км/ч. Результаты этих испытаний были представлены в январе 1945 года на заводе Бахема (Bachem Werk). Дальнейшие испытания модели были проведены на объекте Luftfahrtforschungsanstalt Hermann Göring (LFA) в Фёлькенроде близ Брауншвейга при скоростях, близких к скорости звука (Mach 1). В марте завод Бахема получил заключение о том, что при скоростях до 1100 км/ч следует ожидать удовлетворительных летных характеристик.
Летные испытания
Строительство первого экспериментального прототипа Natter, Versuchsmuster 1, было завершено 4 октября 1944 года. V1 впоследствии именовался Baumuster1 (BM1), а позже буква "B" была исключена, и аппарат стал известен как M1. Большинство последующих прототипов получили обозначения "M", как и более поздние прототипы Heinkel He 162. Пилотируемые полеты на планерах начались 3 ноября 1944 года. Первый планер M1 был поднят на высоту около 3000 м бомбардировщиком Heinkel He 111 с помощью троса (в режиме Tragschlepp) в Нойбурге-на-Дону. Пилотом был Эрих Клёкнер, совершивший все четыре задокументированных полета в режиме Tragschlepp ("буксировка"). После завершения программы испытаний M1 он катапультировался, и аппарат потерпел крушение. Было установлено, что буксировочный трос, а в случае с M3 – шасси, влияли на летные характеристики планеров, что затрудняло интерпретацию результатов. Испытания вертикального взлета проводились на возвышенности Оксенкопф, расположенной на территории Truppenübungsplatz (военного полигона) Heuberg недалеко от Штеттена-ам-кальтен-Маркт, в земле Вюртемберг. Первый успешный беспилотный вертикальный взлет с экспериментальной пусковой установки состоялся 22 декабря 1944 года. Испытательный аппарат, M16, приводился в действие исключительно твердотопливными ускорителями Шмиддинга, как и все ранние испытания вертикального взлета. К 1 марта 1945 года было использовано 16 прототипов, восемь в испытаниях планеров и восемь в испытаниях VTO.
Испытательный полет с экипажем
К январю 1945 года Бахем подвергся давлению со стороны властей в Берлине, чтобы осуществить пилотируемый полет к концу февраля. 25 февраля М22 находился в экспериментальной пусковой башне. Это была максимально полная рабочая машина с двигателем Walter HWK 109 509 A1, установленным впервые. В кабине пилота был манекен. Взлет с башни прошел идеально. Инженеры и наземный персонал наблюдали, как M22 поднимался под совокупной тягой четырех ускорителей Schmidding и двигателя Walter, общая расчетная тяга составляла . Носовой отсек отделился по программе, и манекен-пилот благополучно спустился под личным парашютом. Остальная часть фюзеляжа упала под два больших спасательных парашюта, но при ударе о землю остаточные гиперголические компоненты ракетного двигателя с жидким топливом Walter (окислитель Т-вещество и топливо С-вещество) взорвались, и машина была уничтожена. Несмотря на опасения Бахема, что испытательная программа была значительно сокращена, молодой доброволец-испытатель Люфтваффе Лотар Зибер 1 марта забрался в кабину полностью заправленного M23. Самолет был оснащен FM-передатчиком для передачи данных о полете с различных датчиков мониторинга на борту. По всей видимости, между Зибером и инженерами в пусковом бункере была организована проводная связь, аналогичная той, что использовалась при пилотируемых полетах на планерах. Около 11:00 М23 был готов к взлету. Над Оксенкопфом простирались слоистые облака. Ракетный двигатель Walter с жидким топливом наращивал тягу до максимума, и Зибер нажал кнопку для воспламенения четырех твердотопливных ускорителей. Первоначально "Наттер" поднимался вертикально, но на высоте около 40 км внезапно перешел в перевернутую кривую, отклонившись от вертикали примерно на 30°. Примерно на высоте было замечено, как отделилась крышка кабины пилота. "Наттер" продолжал набирать высоту на большой скорости под углом 15° к горизонту и исчез в облаках. Двигатель Walter заглох примерно через 15 секунд после взлета. По оценкам, "Наттер" достиг высоты , после чего начал пикировать и с большой силой врезался в землю примерно через 32 секунды, в нескольких километрах от стартовой площадки. Как выяснилось позже, один из ускорителей Schmidding не отделился, и его обломки были обнаружены на месте крушения в 1998 году. Пилот, вероятно, потерял сознание задолго до столкновения. Бахем предположил, что Зибер непроизвольно откинулся назад на штурвал под воздействием перегрузки в 3G. Исследование крышки кабины, упавшей недалеко от стартовой площадки, показало, что кончик защелки был согнут, что указывает на то, что она могла быть не полностью закрыта перед запуском. Подголовник пилота был прикреплен к внутренней стороне крышки кабины, и при ее отрыве голова пилота резко откинулась назад, ударившись о прочную деревянную переборку кабины, что либо лишило Зибера сознания, либо сломало ему шею. Эта авария подтвердила давнюю убежденность Бахема в том, что взлет и полет в районе целей должны быть полностью автоматизированы. Защелка крышки кабины была усилена, а подголовник прикреплен к задней стенке кабины. До внедрения автопилота в программу испытаний на штурвале было предусмотрено временное блокирующее устройство, которое позволяло машине подниматься вертикально, по крайней мере, до высоты , а затем снималось пилотом. Двигатель Walter, вероятно, остановился, потому что "Наттер" оказался практически в перевернутом положении, и воздух мог попасть во впускные трубы топливных баков, лишив двигатель топлива. Зибер стал первым человеком, совершившим вертикальный взлет с земли исключительно на ракетной тяге, за 16 лет до пионерского орбитального полета Юрия Гагарина на "Востоке-1" в мирное время. После гибели Зибера все последующие восемь полетов "Наттера" были беспилотными.
Производство
СС заказали 150 Natters, а Люфтваффе – 50, но ни один из них не был поставлен к концу войны. Вокруг количества Natters, построенных на заводе Bachem Werk, и их дальнейшей судьбы ведутся многочисленные споры. По словам Бахема, к концу войны на заводе Bachem в Вальдзее было произведено 36 Natters. Эта новая пусковая установка также была построена на Хёберге, недалеко от экспериментальной стальной башни. Существуют документальные подтверждения двух пусков с использованием направляющей в апреле, но не трех, как утверждал Бахем в своей послевоенной презентации. Из четырех Natters, захваченных в Санкт-Леонхарде-им-Пицталь, два были отправлены в Соединенные Штаты. Только один оригинальный Natter, построенный в Германии во время Второй мировой войны, сохранился в хранилище в Центре сохранения, реставрации и хранения Пола Э. Гарбера в Сютленде, штат Мэриленд, под эгидой Смитсоновского института. Судьба другого Natters, привезенного в США, остается неизвестной. Нет документальных свидетельств того, что Natter когда-либо поднимался в воздух с полигона Мурок. У одного из Natters в Санкт-Леонхарде-им-Пицталь отломилась хвостовая часть, пока он находился на прицепе.
Стабильность
В начале февраля 1945 года положение центра тяжести оперативной машины А1 в ходе ее траектории полета вызывало обеспокоенность у RLM и СС. Они хотели, чтобы эти значения были установлены для предстоящего строительства самолета А1 в рамках Krokus Einsatz (операция Crocus), полевого развертывания Natter. Положение центра тяжести выражается в процентах от хорды (расстояния между передней и задней кромками) основного крыла. Таким образом, 0% соответствует передней кромке, а 100% – задней. В ходе испытаний пилотируемых планеров центр тяжести варьировался от 20 до 34%. На совещании инженеров, состоявшемся 8 февраля, обсуждались изменения центра тяжести, ожидаемые в машине A1 Krokus. При взлете с весом четырех твердотопливных ускорителей центр тяжести смещался назад до 65%, но после отсоединения этих ракет он перемещался вперед до 22%. Свободный полет Цюберта 14 февраля однозначно показал, что небольшой Natter обладает превосходными летными характеристиками планера. Проблема центра тяжести была первоначально решена путем добавления вспомогательных хвостовых килей площадью один квадратный метр, которые сбрасывались одновременно с ускорителями. Незадолго до прибытия французских войск группа сотрудников Bachem Werk отправилась в Австрию с пятью A1 Natters на прицепах. В Бад-Вёришофене группа ждала отступающий отряд из Наберн-унтер-Тек с одним завершенным Natter. Затем обе группы направились в Австрийские Альпы. Одна группа с двумя Natters оказалась у слияния реки Инн и ее притока, Этцтальер-Ахе, в лагере Шлатт. Другая группа отправилась в Санкт-Леонард-им-Питцталь с четырьмя самолетами. Американские войска захватили первую группу в лагере Шлатт примерно 4 мая, а вторую группу – на следующий день. В какой-то момент реализации проекта Bachem Werk получил приказ предоставить японцам полную информацию о BP 20 Natter, однако существовали сомнения в том, что они ее получили. Тем не менее, известно, что они обладали общими знаниями о Natter и проявляли значительный интерес к проекту. В центре каждого из трех бетонных фундаментов находится квадратное отверстие глубиной около 50 сантиметров, которое ранее служило основанием для пусковой башни. Рядом с каждой ямой находится обрезанная на уровне земли труба, которая, вероятно, когда-то была кабельным каналом. Эти три бетонные площадки были замечены геодезистом осенью 1945 года, но вновь обнаружены только в 1999 году. 27 января восемь пилотов вызвались добровольцами для первых оперативных полетов и начали ознакомление с Natter на заводе Bachem 5 февраля. Подготовка продолжалась до начала апреля. Пилоты ожидали, что 20 апреля, в день рождения Гитлера, они смогут поднять в воздух три боеготовых Natters, но не знали, что стартовые площадки все еще не завершены. Однако в этот день 10-я бронетанковая дивизия США вошла на танках в Кирххайм-унтер-Тек к северо-западу от леса Хасенхольц. На следующий день она пересекла автобан и направилась прямо в оперативный район Natter. Группа Natter впоследствии отступила к Вальдзее.
Оставшиеся в живых самолеты и их копии
Только один оригинальный A1 Natter сохранился; он хранится в Центре сохранения, реставрации и хранения имени Пола Э. Гарбера в Сютленде, штат Мэриленд, США. Он находится в плохом состоянии и больше не доступен для посещения публикой. Имеющиеся данные подтверждают, что эта машина была захвачена американскими войсками в мае 1945 года в Санкт-Леонарде-им-Питцтале, Австрия. Эта машина относится к экспериментальному типу, запускаемому со стальной башни, и окрашена под М17. По всему миру существует несколько статических реплик Natters, например, в Музее авиации Planes of Fame в Чино, Калифорния, и в Fantasy of Flight в Полк-Сити, Флорида, США.
Фильм
В 2010 году Оливер Гортат и Филипп Шнайдер сняли документальный фильм о Bachem Ba 349.