Капрони Кампини Н.1: Первый итальянский реактивный самолёт

Введение

Экспериментальный итальянский реактивный самолет 1930-х/40-х годов

Caproni Campini N.1, также известный как C. C.2, – экспериментальный реактивный самолет, построенный в 1930-х годах итальянским авиастроительным предприятием Caproni. N.1 совершил первый полет в 1940 году и некоторое время считался первым успешным реактивным самолетом в истории, пока не стало известно о первом полете немецкого Heinkel He 178 годом ранее. В 1931 году итальянский инженер-аэронавт Секондо Кампини представил свои исследования в области реактивной тяги, включая предложение о так называемом термореактивном двигателе для привода самолета. После эффектной демонстрации реактивного двигателя на лодке в Венеции Кампини получил первоначальный контракт от итальянского правительства на разработку и производство предложенного им двигателя. В 1934 году Regia Aeronautica (итальянские ВВС) одобрила начало производства двух прототипов реактивных самолетов. Для создания этого самолета, официально обозначенного как N.1, Кампини заключил соглашение с более крупным авиационным производителем Caproni. N.1 оснащен моторным реактивным двигателем – типом реактивного двигателя, в котором компрессор приводится в действие обычным поршневым двигателем. 27 августа 1940 года первый полет N.1 состоялся на заводе Caproni в Талиедо, недалеко от Милана, пилотировал Марио де Бернарди. 30 ноября 1941 года второй прототип был перелетел Де Бернарди и инженером Джованни Педаче из миланского аэропорта Линате в аэропорт Гидония под Римом в рамках широко освещавшегося мероприятия, включавшего пролет над Римом и прием у премьер-министра Италии Бенито Муссолини. Испытания N.1 продолжались до 1943 года, когда работа над проектом была прервана вторжением союзников в Италию. N.1 показал смешанные результаты: хотя он воспринимался и отмечался как важная веха в авиации (до раскрытия информации о более раннем полете He 178), характеристики самолета оказались не впечатляющими. В частности, он был медленнее многих существующих обычных самолетов того времени, а моторный реактивный двигатель не мог обеспечить достаточной тяги для обеспечения адекватных характеристик истребителя. Кампини приступил к другим проектам, таким как Reggiane Re.2007, но в них разработанный в Италии моторный реактивный двигатель был заменен на турбореактивный двигатель, поставленный из Германии. Таким образом, программа N.1 не привела к созданию каких-либо серийных боевых самолетов, а моторный реактивный двигатель вскоре был вытеснен более мощными турбореактивными двигателями. До наших дней сохранился только один из двух построенных экземпляров N.1.

The Caproni Campini N.1, also known as the C. C.2, is an experimental jet aircraft built in the 1930s by Italian aircraft manufacturer Caproni. The N.1 first flew in 1940 and was briefly regarded as the first successful jet powered aircraft in history, before news emerged of the German Heinkel He 178's first flight a year earlier. During 1931, Italian aeronautics engineer Secondo Campini submitted his studies on jet propulsion, including a proposal for a so called thermo jet to power an aircraft. Following a high profile demonstration of a jet powered boat in Venice, Campini was rewarded with an initial contract issued by the Italian government to develop and manufacture his proposed engine. During 1934, the Regia Aeronautica (the Italian Air Force) granted its approval to proceed with the production of a pair of jet powered prototype aircraft. To produce this aircraft, which was officially designated as the N.1, Campini formed an arrangement with the larger Caproni aviation manufacturer. The N.1 is powered by a motorjet, a type of jet engine in which the compressor is driven by a conventional reciprocating engine. On 27 August 1940, the first flight of the N.1 took place at the Caproni facility in Taliedo, outside of Milan, flown by Mario de Bernardi. On 30 November 1941 the second prototype was flown by De Bernardi and engineer Giovanni Pedace from Milan's Linate Airport to Rome's Guidonia Airport, in a highly publicised event that included a fly past over Rome and a reception with Italian Prime Minister Benito Mussolini. Testing of the N.1 continued into 1943, when work on the project was disrupted by the Allied invasion of Italy. The N.1 achieved mixed results; while it was perceived and commended as a crucial milestone in aviation (until the revelation of the He 178's earlier flight), the performance of the aircraft was unimpressive. Specifically, it was slower than many existing conventional aircraft of the era, while the motorjet engine was incapable of producing sufficient thrust to deliver adequate performance for a fighter aircraft. Campini embarked on further projects, such as the Reggiane Re.2007, but these involved the indigenously developed motorjet being replaced with a German provided turbojet. As such, the N.1 programme never led to any operational combat aircraft, and the motorjet design was soon superseded by more powerful turbojets. Only one of the two examples of the N.1 to have been constructed has survived to the present day.

Предыстория

В 1931 году итальянский инженер-аэронавт Секондо Кампини представил доклад Regia Aeronautica (итальянские ВВС) о потенциале реактивной тяги; в этот доклад вошли его предложения по одной из возможных реализаций, которую он назвал термореактивным двигателем. В том же году Кампини основал компанию вместе со своими двумя братьями под названием "Velivoli e Natanti a Reazione" (итальянский для "Реактивные самолеты и лодки") для разработки этого двигателя. В апреле 1932 года компания продемонстрировала лодку с реактивным водометным двигателем в Венеции, Италия. Лодка достигла максимальной скорости , что сопоставимо со скоростью лодки с обычным двигателем аналогичной мощности. Итальянский флот, финансировавший разработку лодки, заказов не размещал, но запретил продажу конструкции за пределы Италии. В 1934 году Regia Aeronautica одобрила разработку пары прототипов, а также статического испытательного стенда с целью демонстрации принципа реактивного самолета и изучения потенциальных военных применений. В рамках этого сотрудничества Кампини разработал свой проект, который впоследствии получил официальное обозначение итальянских ВВС N.1. Историк Натаниэль Эдвардс отметил относительную открытость итальянских ранних работ по разработке реактивных двигателей по сравнению с высоким уровнем секретности, царившим в программах других стран, таких как Великобритания и Германия.

Дизайн

Caproni Campini N.1 – экспериментальный самолет, предназначенный для демонстрации практичности реактивной тяги и ее пригодности в качестве двигателя для самолетов. Это был моноплан, полностью построенный из дюралюминия, с эллиптическим крылом. Первоначальный самолет не имел таких элементов, как герметичная кабина; однако эти улучшения были реализованы во втором прототипе. Летные испытания быстро показали, что из-за чрезмерного тепловыделения двигательной установки фонарь кабины приходилось оставлять постоянно открытым в качестве меры предосторожности. Воздушный поток, создаваемый компрессором, использовался для охлаждения двигателя перед смешиванием с выхлопными газами, что позволяло восстанавливать большую часть тепловой энергии, которая в традиционных поршневых конструкциях терялась бы. Затем кольцевой сгоратель впрыскивал топливо в газовый поток и воспламенял его непосредственно перед выхлопным соплом для дальнейшего увеличения тяги. На практике двигатель обеспечивал достаточную тягу для полета без включения заднего сгорателя, что делало конструкцию несколько похожей на воздуховод с форсажной камерой. Кампини называл эту конфигурацию термореактивной, хотя впоследствии она стала широко известна как реактивный двигатель. Однако, несмотря на сложную конструкцию, относительно небольшой размер воздуховода ограничивал массовый расход и, следовательно, эффективность двигателя. В современных конструкциях это компенсируется высоким общим коэффициентом сжатия, которого не удалось достичь на N.1, что приводило к относительно низкой тяге и плохой топливной экономичности. Наземные испытания на стенде показали тягу около [значение отсутствует в оригинале]. Первый полет продолжался десять минут, в течение которых де Бернарди поддерживал скорость ниже [значение отсутствует в оригинале], менее половины тяги. Хотя первый полет реактивного Heinkel He 178 был совершен годом ранее в тот же день, он не был публично объявлен, поэтому Международная авиационная федерация (FAI) зарегистрировала N.1 как первый успешный полет реактивного самолета. Кампини позже объединился с другой итальянской авиационной компанией Reggiane, и вместе с Роберто Лонги они модифицировали Reggiane Re.2005, создав Re.2005R с реактивным двигателем. Скорость можно было увеличить до 750 км/ч, но расход топлива достиг бы почти 1000 л/ч, почти в четыре раза превышая нормальный расход Re.2005 при полной мощности. Испытания двух прототипов N.1 продолжались до 1943 года; однако один из N.1 был частично разрушен при бомбардировке завода Caproni, а падение фашистского правительства после вторжения союзников в Италию затормозило программу. После поражения Италии поврежденный прототип был перевезен в Великобританию для изучения в Королевском авиационном заведении (RAE) в Фарнборо. Позже самолет был списан на авиабазе RAF Ньютон в 1949 году.

The Caproni Campini N.1 is an experimental aircraft, designed to demonstrate the practicality of jet propulsion and its viability as an engine for aircraft. It was a monoplane built entirely out of duralumin, with an elliptical wing. The initial aircraft lacked elements such as a pressurised cabin; however, these improvements were featured on the second prototype. However, flight testing quickly revealed that, due to the excessive heat output of the propulsion system, the canopy had to be left permanently open as a mitigating measure. The airflow provided by the compressor was used to cool the engine before being mixed with the engine's exhaust gases, thus recovering most of the heat energy that in traditional piston propeller designs would be wasted. A ring shaped burner then injected fuel into the gas flow and ignited it, immediately before the exhaust nozzle, to further increase thrust. In practice the engine provided enough thrust for flight without activating the rear burner, making the design somewhat similar to a ducted fan coupled to an afterburner. Campini referred to this configuration as being a thermojet, although it has since become commonly known as motorjet. However, despite the elaborate design, the relatively small size of the duct limited the mass flow and thus the propulsive efficiency of the engine. In modern designs this is offset through high overall pressure ratios, which could not be achieved on the N.1, therefore resulting in relatively low thrust and poor fuel efficiency. Ground tests performed with the static testbed produced a thrust of around The first flight lasted ten minutes, during which de Bernardi kept the speed below , less than half throttle. Although the first flight of the jet powered Heinkel He 178 had been made a year before to the day, it had not been made public, so the Fédération Aéronautique Internationale recorded the N.1 as the first successful flight by a jet aircraft. Campini later formed a partnership with another Italian aircraft company, Reggiane, and with Roberto Longhi, modified the Reggiane Re.2005 to create the Re.2005R with a motor jet. Speed could have been increased to 750 km/h (470 mph) but fuel consumption would have reached nearly 1,000 L/h (61 imp gal/ks), almost four times the normal consumption of the Re.2005, at full throttle. Testing of the two N.1 prototypes continued into 1943; however one of the N.1s was partially destroyed when the Caproni factory was bombed, and the collapse of the Fascist government following the Allied invasion of Italy hindered the programme. After the defeat of Italy, the damaged prototype was transported to the United Kingdom for study at the Royal Aircraft Establishment (RAE) in Farnborough. The aircraft was later scrapped at RAF Newton in 1949.