Do.31 — несвоевременная фантастика

Во время Второй Мировой немецкий авиапром выдал россыпь разработок, опередивших своё время. Некоторые успели пойти в бой – фантастика стала реальностью, но третий рейх не спасла. По окончании войны сумрачных гениев раскидало по миру, а конструкторская школа фатерлянда, казалось, уже не оправится от позора и кошмара. Но вскоре она показала, что есть ещё порох, замахнувшись на транспортный самолёт, коему не нужны аэродромы – в те годы, когда вертикальный взлёт куда более скромных аэропланов казался пределом технологий.

Если завтра война…

ХХ век стал переломным во многих аспектах, в том числе и в мобильности людей. Сколько новых видов транспорта появилось – голова кругом! Никуда не денешься и от дискуссий, какой лучше. Этим вопросом задавались ведущие умы, огромные научные институты, но нам для начала хватит и той диванной экспертизы, на которую внезапно расщедрилась отечественная музыкальная сцена. Если верить Кола Бельды, самолёт до оленей, конечно, не дотягивает, но тоже ничего. А был бы ещё лучше, кабы не требовал огромных взлётных полос. Другое дело, вертолёт – вертикально садится и взлетает, может даже зависать на месте. Но это единственный его плюс: по скорости, экономичности, безопасности не соперник он другим, с фюзеляжем и хвостом, о чём нам сообщает уже группа «Пикник». Ах, если бы их скрестить – не Кола Бельды со Шклярским, разумеется, а самолёт с вертолётом…

Первые более-менее реалистичные проекты самолётов с вертикальным взлётом и посадкой (СВВП) появились в СССР, США и Германии во время Второй Мировой войны. Американцы даже довели кое-что до металла, правда, вертикально взлетать оный металл не мог – движки слабоваты оказались. Лиха беда начало: с появлением лёгких, мощных и надёжных газотурбинных двигателей на взлёт без разбега пришла настоящая мода. Россыпь экспериментов увенчал британский «Харриер» — первый СВВП на вооружении.

Наиболее органично вертикальный взлёт и посадка смотрится на истребителях, у коих так и так тяговооруженность высокая. Но как только СВВП стали реальностью, инженеры и военные аналитики обратили взоры и на более тяжёлые машины. 29 июля 1960 г. опубликованы тактико-технические требования NATO MBR-4 к вертикально взлетающему транспортному самолёту с грузоподъёмностью 5,5 тонн. Дискуссии о необходимости и возможности оного шли до 1967 г. и прямых плодов не дали, однако круги по воде им пустить удалось. Тогда ещё многочисленные авиационные фирмы Старого Света разродились изрядным числом проектов, и наиболее счастливая судьба ждала транспортники не вертикального, а слегка укороченного взлёта: итальянский «Фиат» G.222, канадский DHC-4, французский «Бреге-941»…

Зато западные немцы упорно стремились к «настоящему» СВВП: случись война с Варшавским договором, их аэродромы попадут под удар первыми, а значит, авиацию надо рассредотачивать. Под техзадание NATO MBR-3 создавались истребители-бомбардировщики VJ-101C и VAK-191B. Что касается «карго», то ознакомившись с натовскими хотелками, Минобороны ФРГ выкатило свои, более скромные: отвезти 36 зольдатенов в экипировке или три тонны груза на 500 км и вернуться на базу. Но даже такая машина выглядела невиданно: СВВП тогда было по пальцам перечесть и все как один сугубо экспериментальные, одно- или двухместные.

Головным подрядчиком правительство ФРГ выбрало прославленную фирму «Дорнье», помогали ей «Гамбургер флюгцойгбау», «Везер» и «Фокке-Вульф», вскоре объединившиеся в концерн VFW. Немецкие работы по СВВП опирались на международную кооперацию, в каковой важнейшую роль играли британцы со своими двигателями. Финансовую и научно-техническую поддержку оказывали американцы – они были заинтересованы и в вооружении форпоста от «красной угрозы», и в сопоставлении плодов немецкой инженерной школы со своими наработками.

За гранью фантастики

Ведомые Густавом Виландом специалисты «Дорнье», сравнив (в приблизительных теоретических расчётах, конечно) вертолёт vulgaris, конвертоплан и самолёт с подъёмно-маршевыми двухконтурными турбореактивными двигателями (ТРДД), предпочли последний. Согласно [1], на СВВП Do.31, планировали установить два ТРДД «Бристоль Сиддли» BS.100 тягой по 16 тонн на форсаже внешнего контура. Поворотные коленчатые сопла на взлёте и посадке выплёвывали газовые струи перпендикулярно осям двигателей и самолёта, создавая вертикальную тягу. При переходе к горизонтальному полёту сопла встают горизонтально, разгоняя машину. На всех режимах отношение тяги к взлётному весу больше единицы. Для хищного «Харриера» оно и в горизонтальном полёте не помешает, но «карго» не нужно активно маневрировать. Обычно их тяговооружённость раза в четыре меньше – во имя вертикального взлёта силовую установку пришлось сильно переразмерить.

В 1965 г. разработка BS.100 была отменена, обрекая Do.31 на комбинированную силовую установку. Подъёмно-маршевые двигатели недостаточной для вертикального взлёта тяги расположены на пилонах под крылом, как у большинства грузовых самолётов. Им помогают установленные вертикально подъёмные двигатели – вынесенные, дабы не отнимать объём фюзеляжа у грузового отсека, в большие гондолы на крыле. «Перевес» у такой компоновки ещё сильнее, чем у «чистой» подъёмно-маршевой, ведь подъёмные двигатели большую часть полёта не используются, они балласт.

Немцы не жалели сил на предварительную отработку. Специально для решения дифференциальных уравнений в проектных расчётах «Дорнье» создала гибридный компьютер Do.960 – сопряжённые между собой аналоговый и цифровые вычислительные модули. Режим висения исследовали на натурном стенде: крестообразной в плане ферме с близкими к самолёту габаритами, стоймя стоящими ТРД «Роллс-Ройс» RB.108, способными немного отклоняться на шарнирах, и системой струйного управления по тангажу. Топлива хватало минут на пять — достаточно, чтобы отработать висение, повороты и боковые перемещения. Совсем не авиационного вида штуковина осилила 247 свободных полётов и ещё несколько десятков на привязи. Предусмотрели и другие стенды, в том числе и для проверки разрушающего воздействия на взлётную полосу – грузовик, ревущий вертикально установленными движками.

Для лётных испытаний отрядили два демонстратора технологий. Do.31E1 не имел подъёмных двигателей и мог взлетать только по-самолётному, что он впервые сделал 10 февраля 1967 г. На Do.31E3 силовую установку укомплектовали полностью: два подъёмно-маршевых «Бристоля» BS.53-5-2 «Пегас» от «Харриера» и восемь (по четыре в каждой гондоле) подъёмных «Роллс-Ройсов» RB.162-4D с кольцевыми дефлекторами на соплах, способными направлять вектор тяги на 15° вперёд или назад. Отклоняя дефлекторы правых и левых движков в противоположные стороны, можно рулить по курсу, дифференцируя тягу – по крену. За тангаж отвечают четыре маленьких сопла струйного управления в хвосте – сжатый воздух для них отбирался от «Пегасов». Укротить это разнообразие лётчикам помогала хитроумная система автоматического управления фирмы «Бодензее».

Если старательно не замечать громоздких ящиков на концах крыла, выглядел Do.31Е3 вполне современно, футуристично даже. Цельнометаллический моноплан с высокорасположенным крылом красиво блестел металлом на солнце. Пилоты сидели на катапультных креслах под панорамным остеклением, красиво вписанным в контур носовой части фюзеляжа. Та протыкала атмосферу громоздким шилом приёмника воздушного давления (ПВД): эдакий причиндал нередко украшает опытные экземпляры (см., например, первый «Суперджет»), вынося датчики в гарантированно невозмущённый поток. С противоположной стороны фюзеляж кончался крестообразным хвостовым оперением: трапециевидный стабилизатор на середине стреловидного киля. Хоть Do.31Е3 и был сугубо экспериментальным, в фюзеляже нашлось место для объёмистого грузоотсека с рампой. Трапециевидное крыло набиралось из ламинаризованных профилей серии NACA64A с относительной толщиной 10…12,5%. Пилоны двигателей делили механизацию крыла на внутренние закрылки и внешние флапероны (элерон-закрылки). Шасси трёхопорное со сдвоенными колёсами на каждой стойке. Носовая нога убиралась под кабину, главные – в мотогондолы.

Прототипы сделали близкими по размерам к планируемой серийной машине, но не совсем на неё похожими: боевые Do.31 отличались бы более рациональным для транспортника сечением фюзеляжа, крылом увеличенного удлинения с торчащими за гондолы подъёмных двигателей концами, Т-образным оперением, радиолокатором в носу. Проектировался и более тяжёлый Do.131 – у него число подъёмных RB.162 предполагалось довести до 12…14, а «Пегасы» заменить на «Роллс-Ройсы» RB.168 в подъёмно-маршевом варианте.

Полёт фанеры над Парижем

14 июля 1967 г. Do.31E3 выполнил первое висение, напугав окрестных жителей невиданным даже тогда, в пору бурной юности реактивной авиации, рёвом десяти движков, сотрясающих огненными струями столь близкую землю. В декабре начались полёты по полному профилю. В 154 испытаниях машина находилась в небе 39 часов и совершила более сотни вертикальных взлётов и посадок. И ни одной аварии – стендовую отработку немцы выполнили образцово. В 1969 г. лётчик-испытатель фирмы «Дорнье» Дитар Томас перелетел из Мюнхена в Париж на авиасалон «Ле Бурже», походя установив рекорды скорости, высоты и дальности для СВВП.

Do.31E3 восхищал и своей надёжностью, и своим потенциалом. Казалось, он открывает новую эпоху. А на деле мода на вертикальный взлёт быстро прошла. Натовские аналитики, похоже, так и не определились, нужны ли СВВП где-нибудь кроме флота, а если нужны, то где и в каком количестве. От софинансирования немецких «вундерваффе» Альянс самоустранился, отдельно же взятая ФРГ, наверное, могла потянуть отдельно взятый Do.31, но широкая программа СВВП в целом явно не соответствовала национальным (не натовским) военным амбициям и могла изрядно подточить достигнутое «немецким экономическим чудом» благополучие. Правительство свернуло её всю, списав щедрым взмахом руки уже затраченные средства. Среди них и 200 миллионов марок, на единственный в истории реактивный транспортный СВВП. NASA немного оттянуло его конец, профинансировав ещё несколько полётов. Do.31E3 был пособием не только для американских инженеров, но и для астронавтов: техника взлёта и посадки чем-то напоминала таковую у лунного модуля «Орёл». В 1970 г. оба Do.31E стали музейными экспонатами.

Мечи на орала

В отличие от политиканов, руководству «Дорнье» терять монументальный задел было жаль. Если СВВП не нужен военным, быть может, им заинтересуются гражданские? Фирма предложила проект Do.231, обещая перевозить до 100 пассажиров на 1000 километров с крейсерской скоростью 900 км/ч. Облик явно наследовал Do.31: «нормальная» аэродинамическая схема, два подъёмно-маршевых «Роллс-Ройса» RB.220 тягой 10850 кгс на пилонах под крылом, восемь подъёмных RB.202 по 5935 кгс в крыльевых гондолах и ещё по два – в корме и в длинном «утином» носу перед кабиной пилотов. О Бундесвере тоже не забыли: в военном варианте Do.231M кормовую часть занимала грузовая рампа – подъёмные двигатели размещались над ней и на вертикальных режимах должны были дуть прямо в открытый люк! Проект поддержало Министерство экономики ФРГ, баварские депутаты грезили, как Do.231 будет взлетать прямо с крыши железнодорожного вокзала Мюнхена. Мечты-мечты… в 1973 г. грянул нефтяной кризис, а три года спустя пациент помер, так и не родившись.

В начале 60-х с похожими проектами FW.260 и FW.300 выступила помогавшая «Дорнье» с Do.31 не менее прославленная фирма «Фокке-Вульф». FW.260 мог перевозить до 98 пассажиров на 2000 км, а FW.300 – 48 человек на 850 км или 58 на 370 км со скоростью до 845 км/ч. По мере развития концепции мотогондолы объединили: под каждой консолью висел «ящик» с подъёмными движками и прилепленными по бокам подъёмно-маршевыми. VFW продолжила дело предшественницы моделями VC.180 и VC.181 с чисто маршевыми двигателями в корме, как у Ту-154, и подъёмными RB.202 в огромных гондолах на концах крыла. Нечто подобное проектировали и британцы, и наши, но будущего у авангардных идей времён дешёвой нефти не было.

Схема Do.31 действительно так себе подходит для пассажирских самолётов. Одним из приоритетных требований к авиалайнеру является топливная эффективность. Зажатые в габаритах подъёмные движки похвастать ею не могут – керосина на взлётно-посадочные режимы Do.31 или, например, Як-38 тратили безобразно много. В горизонтальном полёте подъёмные двигатели бесполезны и представляют собой паразитную массу. Установленные в крыльевых гондолах, они дают большое аэродинамическое сопротивление. Создатели Do.31 даже хотели сделать их легкосъёмными – без них самолёт не мог взлетать вертикально, зато его дальность и грузоподъёмность существенно улучшались, а отклонение вектора тяги подъёмно-маршевых ТРДД таки существенно укорачивало взлётную дистанцию. Можно вкорячить подъёмные движки в фюзеляж, как частично сделали на Do.231, но тогда придётся «раздувать» уже его – а это тоже вес и сопротивление, которые конвертируются в литры горючего, а значит, в рубли и доллары, фунты и марки, напечатанные на ваших, дорогие пассажиры, билетах. Высокие цены на топливо в 70-х гг. не оставили этой романтике и тени шанса, а забетонировали её могилу стандарты на шум и эмиссию, что становятся всё жёстче и жёстче.

Если завтра…

Всё-таки работы по военно-транспортным и пассажирским СВВП продолжились, но уже в виде конвертопланов – летательных аппаратов с турбовинтовыми двигателями (ТВД) и поворотными воздушными винтами: на взлёте, посадке и висении их ось вертикальна, как у вертолёта, а в крейсерском полёте горизонтальна, они становятся пропульсивными. Конвертопланы пятнали кульманы в СССР, Канаде, Японии, однако в металл воплотились только в США и Европе. Американцы шли к цели лет сорок, наплодили массу прототипов и в итоге получили V-22 «Оспри» — дорогой, сложный и ненадёжный, как и положено первенцу: первому морскому десантному конвертоплану. Тем не менее, «Боинг» наклепал более четырёхсот «Оспри», они применялись в куче боевых операций, экспортировались в Японию. Именно V-22 перевёз труп Усамы бин Ладена с авиабазы Баграм на авианосец «Карл Винсон». Своим конвертопланом через несколько лет обзаведётся и армия США: программа MV-75 «Шайен II» уверенно идёт к серии.

Европейцы — особенно немцы и англичане — не скупились на проектные исследования, но из бумажной стадии удалось выйти только в сотрудничестве с американской фирмой «Белл». Гражданский конвертоплан «Белл-Агуста» ВА.609 мучительно рожают с середины 90-х, активно используя освоенные на «Оспри» подходы. В 2003 г. он совершил первый полёт, но вскоре американцы покинули программу, и вывеска сменилась на «Агусту-Уэстланд» AW.609. С тех пор уж почти четверть века ползёт тягучая эпопея испытаний, сертификаций, презентаций, демонстраций, аварий и бесконечных переносов старта коммерческой эксплуатации.

AW.609 топчется на пороге взрослой жизни, будто не решаясь его переступить. А жаль, ведь именно он может предложить новую модель региональных перевозок, когда авиаперелёт перестанет быть приключением на целый день. Никаких долгих поездок в огромный аэропорт далеко за городом, никакой муторной посадки в самолёт, подготовки к разбегу, выруливания на полосу, заруливания к терминалу после посадки… Я просто приезжаю на метро на Ходынку или, скажем, на Щёлковский автоаэровокзал (не зря ж там теперь перроны на крыше!) минут за десять до отлёта, пропускаю багаж через рентген (куда ж без этого), без лишних телодвижений сажусь в самолёт… и через час я уже в Питере на Кронверке – ну а что, там уже сейчас турьё на Ми-8 катают. А через два часа я в Е-бурге на Плотинке, у парка Галицкого в Краснодаре, через три – в Новосибе… С полётов Do.31 прошло почти 60 лет, а это всё ещё звучит как фантастика, как бред. Но никаких технических препятствий для «летающей маршрутки» нет, а есть ли экономические, мы узнаем, лишь преодолев самые непреодолимые – бюрократические. И возможно, садясь в конвертоплан из Москвы в Иваново или из Челябинска в Магнитку, не сможем и представить, как можно жить по-другому, быть слабыми, не летающими и не верить в победу разума. А пока технооптимизм не очень уживается с социальным пессимизмом.