В июле 1944 г. RLМ объявило срочный конкурс на истребитель-перехватчик с ракетным двигателем и большой скороподъёмностью, который мог бы стартовать непосредственно при появлении бомбардировщиков и осуществлять их перехват. Предполагалось, что это будет простой и дешёвый самолёт, не требующий квалифицированного обслуживания и доступный начинающим пилотам. В соответствии с программой экономии, конструкторам предписывалось использовать доступные материалы — дерево и сталь, и по минимуму — другие материалы.
В конкурсе участвовало несколько самолётостроительных фирм, которые быстро представили свои разработки.
Заводы Мессершмитта с июля по сентябрь представили четыре проекта (точнее два в двух вариантах) одноместных истребителей Р.1103 и Р.1104, с двигателем Вальтера НWК 109-501А-1. «Арадо» предложила проект истребителя Е.381 с пульсирующим воздушно-реактивным двигателем Аргус 109-014, который в район нахождения целей доставлял самолёт-носитель. «Хейнкель» — два очень близких проекта Р.1068 «Юлия» и Р.1077 «Ромео». Фирма «Юнкере» -опытный образец ЕF 127 «Валли».
Некоторые прототипы были окрашены в жёлтый цвет с чёрными полосами для облегчения слежения за полётом. На стабилизаторе была нанесена информация для нашедших, с просьбой сохранить находку и сообщить о ней властям
Прототип М-22 имел тёмно-серую окраску со светло-серыми пятнами неправильной формы по всему фону. Нижние поверхности были чёрными Бортовой номер 2-2 был красным
Некоторые прототипы имели черную окраску на всех поверхностях. Для облегчения слежения за полётом на крыльях нанесли белый круг и белый крест
Пилотируемый Наттер Ва 349 М-23 имел светло-зелёную окраску на верхних поверхностях, с мелкими пятнами темно-зелёного цвета. Нижние поверхности имели чёрный цвет. На верхних поверностях крыльев был нанесён красный номер 2-3, с жёлтой окантовкой. Для соблюдения секретности на нижних поверхностях был нанесён красный номер 1-4 С жёлтой окантовкой
Участвовал в конкурсе и проект инженера Эриха Бахема. Сам Бахем был личностью, безусловно, выдающейся.
Свою карьеру он, как и многие другие известные деятели немецкой авиации, начал в качестве планериста на планёрной станции Рони. В дальнейшем Бахем показал себя не только хорошим пилотом, но и талантливым техником, а затем способным организатором и менеджером. Работая в авиационной промышленности, Бахем вырос до должности технического директора завода «Физелер». Но это не было пределом мечтаний для амбициозного инженера -он мечтал о собственном производстве и хотел проявить себя в качестве конструктора.
Ему удалось создать небольшую фирму, выполнявшую роль субподрядчика у авиационных гигантов, в своём родном городе Бад Валдзее. Как и следовало ожидать, в один прекрасный день над заводиком появилась армада американских бомбардировщиков, которая превратила его в груду развалин. Это произвело большое впечатление на Бахема, и с того момента все его мысли были направлены только на одно — создать самолёт, способный отразить массированные авианалёты.
Проект Бахема ВР 20, созданный им небольшой группой единомышленников, был представлен на конкурс в августе 1944 г. Он по своей концепции резко отличался от предложений, выставленных конкурентами. По сути, это был одноразовый самолёт.
Из всех предложений техническое управление выбрало к реализации проект Р.1068 «Юлия», остальные же -отвергла. В частности, ВР 20 отклонили потому, что экспертам казалось глупостью терять его в каждом вылете.
Однако Бахем не собирался отступать. Он смог заинтересовать своей идеей генерального инспектора истребительной авиации Адольфа Галланда, который дал положительный отзыв. Затем конструктор добился аудиенции у Генриха Гимлера и смог убедить его в полезности данного предложения. Всесильный шеф СС позвонил в RLМ — и техническое управление тут же переменило своё мнение. В течение 24-х часов проект ВР 20 приняли к реализации: на него отпустили необходимые средства (в качестве займа из фондов СС), и он получил высший приоритет. Самолёту присвоили обозначение Ва 349 «Наттер» («Гадюка»).
Прототип М8, предназначенный для планирующих испытанны. Хорошо видно шасси, заимствованное от самолёта Клемм КІ 35. За крылом снизу — открытый парашютный люк. Сам парашютный контейнер с крышкой лежит на стабилизаторе
Деревянный технологический макет «Наттера». Макет позволял отработать конструкцию, служил образцом для контроля производства и был незаменим при показах различному начальству
Проект Бахема предполагал строительство простого, дешёвого, одноразового ракетного истребителя, для старта которого не требуется аэродром. «Наттер» должен был взлетать с пусковой установки (стационарной или передвижной) высотой около 25 м.
После взлёта с помощью пороховых ускорителей перехватчик с работающим маршевым двигателем должен был быстро набирать высоту и сблизиться с целью. Далее пилот давал залп неуправляемыми реактивными снарядами, а затем, используя запас скорости, «Наттер» должен был набрать некоторое превышение над целью и атаковать её таранным ударом. Непосредственно перед тараном лётчик катапультировался. Одновременно с этим с помощью пироболтов отделялась задняя часть фюзеляжа с двигателем. Она приземлялась на парашюте для повторного использования. Таким образом, спасались лётчик и двигатель, а передняя и средняя части фюзеляжа таранили врага и переставали существовать. Весь полёт должен был длиться 3-4 минуты.
Впоследствии оказалось, что кабина «Наттера» слишком мала, чтобы разместить в ней катапультируемое кресло. Кроме того, само кресло ещё только предстояло создать и отработать, поэтому от таранной атаки отказались, и в арсенале у истребителя остались только ракеты.
Перехватчик Ва 349 представлял собой цельнодеревянный самолёт классической аэродинамической схемы. Он имел прямое крыло без элеронов. Каркас крыла состоял из деревянного лонжерона и фанерной задней стенки, которые проходили через фюзеляж. Поперечный набор каждого полукрыла состоял из шести нервюр ферменной конструкции, Лонжерон крепился к среднему силовому шпангоуту фюзеляжа на металлических косынках. Передняя и задняя кромки крыла шли до борта фюзеляжа и представляли собой фрезерованные фасонные брусья. Законцовка крыла имела несколько вспомогательных шпангоутов, закрытых формованной обшивкой. Та часть законцовки, которая проходила в направляющих пусковой установки, дополнительно усиливалась накладкой из жести. Фанерная обшивка крепилась к каркасу на клею и гвоздях, а затем шпаклевалась и ошкуривалась.
Фюзеляж был выклеен из фанеры и деревянного шпона и по схеме представлял собой классический монокок. Поперечный набор состоял из 15-и шпангоутов, выгнутых из двух 5-мм реек с фанерными стенками. Шпангоуты, проходящие по линии разделения отсеков, были усиленными, а в местах крепления различного оборудования имели накладки, сделанные из фанеры или металла. Фюзеляж делился на три части: передняя — с батареей НУРС и кабиной пилота, средняя — с топливными баками и с креплением крыла и задняя — с силовой установкой. Передняя часть имела фанерную обшивку толщиной 5 мм, средняя — 3 мм, а хвостовая — от 2 до 3-х мм. Фанера и клеёные из шпона панели крепились к каркасу на клею и 25-мм гвоздях, забитых с шагом 25 мм. В серийном производстве предполагалось формовать обшивку из специального бакелитового картона с покрытием из шпона общей толщиной 5 мм.
В носу фюзеляжа, под пластиковым колпаком, располагалось вооружение самолёта. Первоначально его предполагалось оснастить двумя пушками МК 108 калибра 30 мм, но для единственной и скоротечной атаки решили использовать неуправляемые ракеты. Специалисты согласились, что их залп будет эффективнее пушечной очереди. Самолёт мог брать 24 НУРС Н 217 «Фёхн» калибра 73 мм или 32 НУРС типа R4НL «Оркан» калибра 55 мм, не исключалось также использование 46 НУРС Рейнметалл R4М.
Перед стрельбой пластиковый колпак сбрасывался, а ракеты запускались залпом (основной режим) или по секциям — в двух или трёх залпах, от электрического запала. На задней стенке ракетной батареи крепилась 15-мм бронеплита, защищающая пилота. Сразу за плитой располагалась аппаратура для запуска снарядов, которая состояла из аккумулятора и простейших электропереключателей.
Далее следовала кабина, в которой размещались кресло пилота, сделанное из формованной фанеры, органы управления, простейший автопилот марки «Патин». Пилотажное оборудование было минимальным и включало авиагоризонт, указатель скорости, высотомер, вариометр и компас. На приборной доске располагались также приборы, поставляемые в комплекте с силовой установкой: указатель количества топлива, указатель оборотов турбонасосного агрегата, термометр и др. Впрочем, на серийных образцах их могли и не ставить. На правом борту крепился одноразовый кислородный прибор. В кабине было предусмотрено место для аппаратуры радиоуправления и радиосвязи. Ручка управления и педали (сделанные из дощечек) имели классическую конструкцию. Проводка системы управления была тросовой и проходила в нижней части фюзеляжа. И только между элевоном и последней качалкой применялась жёсткая тяга. Сзади кабину прикрывала вторая бронеплита толщиной 15 мм. Сверху кабина закрывалась фонарём, сделанным из 2-мм стали с прорезанными четырёхугольными иллюминаторами.
На первых опытных образцах «Наттера» фонарь открывался вбок, но затем перешли к открыванию вверх — назад, а также установили систему сброса в полёте для обеспечения покидания самолета лётчиком. Передний козырёк имел три бронестекла толщиной по 60 мм. Перед лобовым стеклом стоял простейший рамочный прицел.
В средней части фюзеляжа размещались металлические топливные баки, в которых находились 425 л окислителя (перекиси водорода) и 186 л горючего (смесь гидразингидрата, метанола и воды). Бак окислителя (Т) располагался над лонжероном крыла, а бак горючего (С) — снизу, перед лонжероном. Условные обозначения для компонентов топлива — C-stoff и Т-stoff немцы ввели для секретности, и, действительно, до окончания войны мало кто знал, что скрывается под этими названиями.
Далее следовал хвостовой отсек, который крепился к средней части фюзеляжа на пироболтах. В хвостовом отсеке располагались двигатель, некоторые агрегаты автопилота и контейнер с парашютом. Контейнер имел специальный пружинный механизм, который перед разделением самолёта сбрасывал крышку на борту фюзеляжа и через образовавшийся проём выталкивал парашют наружу. В кормовой части отсека располагались камера сгорания и сопло двигателя, а снаружи — хвостовое оперение. Кили и стабилизатор были также цельнодеревянной конструкции. Киль нёс на себе руль направления, а стабилизатор — элевоны, которые позволяли управлять самолётом по тангажу и крену. По бортам хвостового отсека предусматривались замки для подвески стартовых ускорителей.
Маршевым двигателем служил ЖРД Вальтер НWК 109-509А, последние модификации которого имели диапазон регулирования тяги примерно от 9,91 кН (1000 кгс) до 16,9 кН (1700 кгс). Двигатель имел турбонасосный агрегат для подачи компонентов топлива в камеру сгорания, автоматику запуска и регулирования режимов работы, а также устройства, обеспечивающие безопасность. Для своего времени это был шедевр инженерной мысли. Соответствующей была и стоимость, поэтому неудивительно, что двигатель решили беречь. Попутно спасались агрегаты автопилота, размещавшиеся в хвостовой части фюзеляжа.
Топлива хватало на 70 с работы на полной тяге. Компонентами топлива были агрессивные, ядовитые жидкости, которые при соприкосновении самовоспламенялись. Это создавало большие трудности в эксплуатации силовой установки. Лучшим материалом для хранения окислителя являлось стекло, а для горючего — чистый алюминий. На практике применялся эмалированный бак для перекиси водорода, по конструкции аналогичный баку, применявшемуся на ракетном истребителе Ме 163. В конструкции баков предусматривались внутренние перегородки, которые исключали колебания жидкости во время полёта. Баки крепились к элементам каркаса с помощью болтов и стяжных лент. Для предотвращения взрыва «Наттера» в момент отделения хвостовой части на трубопроводах предусмотрели специальные разделительные муфты. Первоначальным проектом предполагалось спасать целиком среднюю и хвостовую части планёра, но проведённые исследования показали, что после выработки топлива в баках оставались пары компонентов, которые при посадке, в момент удара о землю, могли привести к взрыву и полному уничтожению самолёта. Поэтому решили спасать только хвостовую часть фюзеляжа с двигателем.
При старте использовались четыре твердотопливных ускорителя Шмиддинг 533 общей тягой 19,8 кН (2000 кгс). После выгорания пороха ускорители сбрасывались на высоте порядка 1000 — 1200 м. Сначала предполагалось использовать два таких ускорителя (по одному на каждом борту), причём несколько опытных образцов перехватчика были испытаны в такой конфигурации, но затем решили, что тяги недостаточно и стали устанавливать по четыре РДТТ. На ранних образцах передние узлы крепления ускорителей располагались на силовом шпангоуте, по которому происходило разделение отсеков, но при этом факелы двигателей повреждали обшивку хвостовой части фюзеляжа. Поэтому в дальнейшем ускорители сдвинули назад, хотя это и привело к усложнению конструкции. Узлы подвески ускорителей имели специальные винты для точной регулировки положения РДТТ относительно центра тяжести самолёта. Старт происходил под действием ускорителей и ЖРД, работавшего на полной тяге. Спустя некоторое время после сброса ускорителей ЖРД переводили в режим малой тяги. Таким способом предполагалось ограничить стартовую перегрузку величиной 2,5 д. В таких условиях лётчик мог не справиться с управлением, поэтому на начальном участке траектории управление осуществлялось автоматически, с помощью автопилота «Патин» или по радиокомандам с земли. На высоте примерно 1,2 км перегрузка уменьшалась, и пилот брал управление на себя.
В дальнейшем, при серийном производстве, предполагалось использовать двухкамерный двигатель HWK 109-509В, который кроме основной камеры сгорания, дающей тягу 16,9 кН (1700 кгс), имел крейсерскую камеру сгорания, дающую тягу 2,94 кН (300 кгс). При взлёте работали обе камеры, а затем большая камера отключалась и дальнейший полёт проходил на крейсерской в режиме максимального удельного импульса. Такая схема обещала улучшить характеристики самолёта в части дальности, перегрузок при взлёте и манёвренности при проведении атаки. Предполагалось также вернуться к двум ускорителям с тягой по 9,8 кН (1000 кгс) каждый.
По расчётам, крейсерская скорость должна была составить 800 км/ч, а максимальная в момент атаки — 900 -1000 км/ч. Тактика применения предполагалась следующей: после вертикального старта «Наттер» переводился в набор высоты, под углом 60°. Управление при этом осуществлялось с помощью автопилота и радиокоманд с земли. На завершающем этапе подъёма лётчик брал управление на себя и наводил перехватчик на выбранную цель. Огонь рекомендовалось открывать с дистанции от 500 до 350 м, так как при более близком расстоянии самолёт мог быть повреждён при взрыве боезапаса цели. Бомбардировщик предполагалось поразить одним залпом (основной вариант), но можно было разделить боезапас на два залпа, и тогда после первого выстрела можно было повторить атаку с более близкого расстояния, а если первый залп был удачным, то была возможность перенести огонь на следующую цель.
После выполнения атаки пилот переводил самолёт на снижение, на средних высотах гасил скорость, выполняя полёт змейкой, затем отстреливал носовую часть и вводил в действие основной парашют фюзеляжа. В результате скорость ещё больше падала, и лётчик без труда покидал кабину. После этого отделялась средняя часть фюзеляжа, а хвостовая — спасалась.
ПРОИЗВОДСТВО И ИСПЫТАНИЯ САМОЛЁТА «НАТТЕР»
Первые модели «Наттер» для исследований в аэродинамической трубе были изготовлены в сентябре 1944 г. Сам Бахем предвидел трудности с освоением такого необычного самолёта, поэтому предполагал построить серию из 50-и экземпляров, предназначенных для испытаний в различных условиях, прежде чем выполнить первый пилотируемый полёт. (10 — для планирующих полётов, 10 — для отработки вертикального старта, 10 — для отработки системы спасения пилота, 10 — для проверки системы управления с помощью автопилота, а последние — для проверки всех этих систем в комплексе). Но время поджимало, и эта программа выполнена не была. Реально построили 37 образцов, получивших обозначения от М1 до М34. М — сокращённое от Muster. Некоторые прототипы имели двойные обозначения, например МЗа и МЗв и М8а и М8в.
Первый из построенных прототипов ВР 20 М1 вместо оружия и силовой установки имел балласт и был облётан в Нейбурге без пилота, на буксире за бомбардировщиком Не 111Н-6. Первый взлёт выполнили 22 декабря 1944 г. (по другим данным, в ноябре 1944 г.) с помощью сбрасываемой стартовой тележки. Полёт закончился успешно — оба самолёта благополучно приземлились. Планёрные полёты выполняли два лётчика- испытателя, работавшие в фирме «Бахем веерке», — Ганс Зиберт и Лотар Зибер.
Второй образец — М2 — оснащался неубирающимся шасси с носовым колесом от лёгкого учебного самолёта Клемм KI 35. Он в полётах не участвовал, а был использован для прочностных испытаний. М3 также имел трёхколесное шасси и предназначался для планирующих испытаний. При первой же посадке у него треснул один из амортизаторов шасси, так как вертикальная скорость в момент касания превышала 1 м/с. Стойки заменили на усиленные, от самолёта КІ 35В. Для планирующих полётов использовали и четыре других самолёта. На них опробовали сброс передней части и спасение секции фюзеляжа на парашюте. В целом полёты проходили удачно, главное замечание касалось конструкции фонаря. Открывающийся в сторону фонарь при разделении заклинивало, поэтому, начиная с М4, использовали фонари, откидывающиеся назад.
Схемы боевого применения перехватчика «Наттер»
До февраля 1945 г. выполнили множество полётов, что позволило приступить к пилотируемым испытаниям. В это же время модель «Наттера» интенсивно продувалась в аэродинамической трубе DVL. 14 февраля 1945 г. лётчик Ганс Зиберт на М8 впервые отцепил буксир на высоте 5500 м и совершил свободный планирующий полёт. По плану, на высоте 3000 м он произвёл разделение самолёта и благополучно опустился на землю на парашюте. Самолёт показал хорошие устойчивость и управляемость, хотя, из-за значительной нагрузки на крыло, летал с большой скоростью. Следующий образец — М9 также испытывали на буксире, а начиная с М10 стали проводить вертикальные старты на ракетной тяге.
Первая попытка вертикального старта была предпринята 18 февраля. Маршевый двигатель смонтирован не был, поэтому взлёт осуществлялся только на стартовых ускорителях. Первый блин вышел комом — «Наттер» не смог оторваться от пусковой установки. По-видимому, его заклинило в направляющих. Пусковая вышка была доработана и вторая попытка, 25 февраля, увенчалась успехом. Тогда ЖРД также не использовали, а место пилота занял манекен. После взлёта произошло нормальное разделение самолёта, после чего манекен и задняя часть фюзеляжа с двигателем без повреждений благополучно опустились на землю. В процессе испытаний дорабатывалась также пусковая установка. Так, аппарат М16 взлетел с установки высотой 17 м, а следующий — М17 -с рампы высотой 12,5 м. На этом этапе не всё было гладко — самолёты часто отклонялись от курса из-за неравномерной тяги ускорителей.
Несмотря на имеющиеся проблемы со стартом, руководство СС постоянно требовало начать пилотируемые полёты. Надо сказать, что к тому времени СС полностью контролировало проект -кроме финансовой и политической поддержки было выделено 600 эсэсовцев, сведённых в «Команду N». Из них 200 человек использовались в «Бахем веерке» в качестве рабочих. Остальные — обслуживали технику, готовили её к полёту, несли охрану и т.д. В конце февраля решение о пилотируемом полёте было принято. Первый взлёт осуществил 1 марта 1945 г. обер-лейтенант Лотар Зибер на М23. После включения зажигания перехватчик пошёл вверх (причём ускорение оказалось несколько меньше, чем рассчитывали), но на высоте примерно 500 м по какой-то причине с него слетел фонарь. Самолёт продолжал набирать высоту, постепенно заваливаясь на спину, пока не скрылся в облаках. Примерно на 50-й секунде полёта он в отвесном пикировании вывалился из облаков. Лётчик не предпринимал никаких попыток покинуть машину или выровнять полёт. Самолёт на полной скорости врезался в землю, похоронив пилота. Скорее всего, фонарь при отделении задел голову лётчика, который потерял сознание, а отклонение траектории от вертикали произошло из-за неверной настройки ускорителей или из-за разрушения газового руля, что не позволило автопилоту выровнять машину. Как бы там ни было, это был первый в истории вертикальный взлёт человека на ракете.
Носовая часть Ва 349А. Видно главное оружие перехватчика — батарея для 24-х ракет Hs 217 «Фёхн» калибра 73 мм. По сторонам видны провода системы запуска ракет. Сверху — мушка и прицельная рамка. Каркас козырька кабины сделан из 2-мм стали, в который вставлено бронестекло
Экспериментальный Ва 349 V установлен на пусковую установку типа «стальная башня». На этом аппарате отрабатывался старі под твердотопливными ускорителями Шмиддинг 533. Маршевый ЖРД отсутствует. Кабина пилота также отсутствует, а её остекление заменено фанерой
Самый дорогой агрегат «Наттера» — жидкостный ракетный двигатель HWK 109-501А-1. Слева -турбонасосный агрегат с топливной аппаратурой. Далее, вправо, идёт труба, на конце которой крепится камера сгорания с соплом. Наилучшие характеристики двигатель показывал на максимальной тяге — 1700 кгс. Тягу можно было задросселировать до 1000 кгс.
Эта катастрофа не остановила испытаний. В тот же день было запущено ещё два «Наттера» (М24 и М25) — но уже без людей. Старты прошли без существенных замечаний. До апреля 1945 г. выполнили ещё 16 полётов. Все — в автоматическом режиме. Продолжалась отработка вертикального старта. Так, М31 был запущен с установки, смонтированной на столбе, с длиной направляющих всего 8 м. М32 имел дополнительные стабилизирующие поверхности и был запущен с установки, отклонённой от вертикали на 22°. Испытания проходили в целом успешно.
Неотъемлемой частью проекта являлись пусковые устройства, которые отрабатывались параллельно с самолётом. Они выполнялись в виде разборных вышек, которые можно было смонтировать на путях подхода вражеских бомбардировщиков. Они имели главную направляющую, выполненную в виде буквы С, в которую заводились Т-образные штифты, смонтированные на нижнем киле и на переднем поводке самолёта. От вращения «Наттер» удерживали две направляющие, упиравшиеся в нижнюю поверхность крыла, или пара других, в которые заводились законцовки крыла.
Одна из установок представляла собой башенную металлоконструкцию, собранную из уголков, швеллеров и двутавров, соединённых на стальных заклёпках и болтах. Установка могла разбираться на несколько частей, удобных для транспортировки. Кроме того, данная конструкция позволяла легко менять длину направляющих — определение минимально необходимой их длины входило в программу испытаний. Устойчивость конструкции придавали специальные грузы, расположенные на поперечной балке. Установка опиралась на предварительно забетонированную площадку с помощью винтовых домкратов. При подготовке к старту самолёт подвозился на специальной тележке в горизонтальном положении. Там же происходила его заправка компонентами топлива. Затем специальные ложементы надевались на корневые части крыла, и за них, с помощью лебёдки, самолёт поднимался на пусковую установку. При этом штифты заводились в направляющие. После соединения коммуникаций и регулировки бортовой аппаратуры «Наттер» был готов к полёту. На это требовалось порядка десяти часов.
Во время Второй мировой войны в Германии было создано множество образцов авиационной техники, причём некоторые из них имели весьма оригинальную конструкцию. «Наттер», безусловно, входит в их число, и хотя он не снискал боевой славы, но в воздух поднимался, и поэтому заслуживает внимания как необычная и интересная страница в истории авиации.