ВОЗДУШНЫЕ КОРАБЛИ БРАТЬЕВ ШТЕФФЕН

Рев трех мощных моторов в тесном машинном отделении. Гудит огромный редуктор, вращаются приводные валы, через неплотности выпускных коллекторов пробиваются выхлопные газы. Преодолевая качку, в свете тусклой лампочки между моторами пробирается чумазый механик, доливает масло, подтягивает хомуты системы охлаждения. Что это? Будни «москитного флота»? Вовсе нет! Это воздушный корабль фирмы Сименс-Шуккерт летит на боевое задание…

Знакомясь с эпопеей «Святогора» (см. «М-К» №11-2022), у многих читателей -любителей истории авиации наверняка возникал вопрос: а были ли успешные примеры создания большого самолета с центральной силовой установкой? Да, был такой относительно удачный летательный аппарат. Это линейка воздушных кораблей SSW R.l — R.VII фирмы Сименс-Шуккерт (Siemens-Schuckert), строившихся с 1915 по 1918 годы небольшой серией из семи штук, и даже совершивших несколько десятков боевых вылетов на Восточном фронте.

Германский электротехнический концерн Siemens-Schuckertwerke (SSW) в годы Первой мировой войны выпускал довольно большой серией истребители SSW D.I — D.IV с оригинальными биротативными двигателями Sh.III собственной конструкции. Помимо легких самолетов, Сименс-Шуккерт развивал и направление тяжелых бомбардировщиков, классифицировавшихся в Германии как Riesenflugzeug (самолет-гигант). Собственных двигателей для тяжелых самолетов концерн не делал, зато поддерживал деятельность в этом направлении целого ряда конструкторов, таких как Виллехад Форссман (Villehad Forssman), братья Бруно и Франц Штеффены (Bruno und Franz Steffen), Харальд Вольф (Harald Wolff). Возглавлял авиационное отделение фирмы Siemens-Schuckert Dynamowerke доктор Вальтер Райхель (Walter Reichel). В октябре 1914 года SSW приступило к разработке сразу двух самолетов R-класса: один — Форссмана, другой — братьев Штеффен.

Первым из тяжелых бомбардировщиков SSW в мае 1915 года вышел на испытания самолет Форссмана, вошедший в историю как «Forssman R». Аппарат представлял собой большой биплан с четырьмя двигателями «Мерседес» мощностью по 110 л.с., установленными в ряд на нижнем крыле. По своей схеме и даже внешне самолет Форссмана выглядел как копия русского «Ильи Муромца». Это неудивительно, так как до войны Виллехад Форссман работал в России, участвуя в строительстве дирижаблей для военного ведомства. Надо сказать, копия оказалась совершенно неудачной. На первых же подлетах выявились недостаточная мощность моторов, неправильная центровка и плохая управляемость машины. По сравнению с «Муромцем» Игоря Сикорского самолет Форссмана был перетяжелен более чем на тонну и при этом обладал недостаточной прочностью отдельных узлов. После такой явной неудачи Форссман ушел из фирмы SSW. Позднее братья Штеффен существенно переделали этот самолет, так что он смог выполнить приемо-сдаточный полет, и форма SSW передала его военному ведомству. Но больше аппарат Форссмана в воздух не поднимался.

Намного более удачным оказался самолет братьев Штеффен, обозначавшийся как SSW R.I. До войны Бруно и Франц Штеффены владели небольшим авиационным заводом в Ноймюнстере. С началом боевых действий братья ушли пилотами на фронт. Там Бруно увидел впервые самолет Сикорского и задумался о создании тяжелого бомбардировщика собственной конструкции. В отпуске братья встретились в Берлине и смогли получить от Технической инспекции военно-воздушных сил контракт на свою разработку. В поисках достаточно мощной производственной базы они обратились на фирму Симменс-Шуккерт. В итоге базой стал завод SSW-Dynamowerk в Берлине, а заводик Штеффенов в Ноймюнстере использовался как сборочный.

По размерам самолет братьев Штеффен примерно соответствовал «Илье Муромцу», но по конструкции не имел с ним ничего общего. Главной особенностью SSW R.I было центральное расположение силовой установки: три шестицилиндровых мотора «Бенц» Bz.Ill мощностью по 150 л.с. были установлены в фюзеляже. «Изюминкой» конструкции был один, общий на все три мотора, редуктор. Это выгодно отличало силовую установку братьев Штеффен от других немецких машин с отдельным редуктором на каждый мотор. Несмотря на наличие восьми конических зубчатых пар, редуктор SSW R.I получился довольно компактным и легким, но в то же время достаточно надежным.

Два мотора располагались рядом в носовой части самолета маховиком назад, а третий мотор — под кабиной пилотов маховиком вперед. По бокам от третьего мотора находились цилиндрические топливные баки. Моторы соединялись с редуктором короткими приводными валами с муфтами сцепления. Муфты были центробежными, но имели также принудительную блокировку. Рычаги управления муфтами сцепления были установлены в кабине пилотов, но позднее их перенесли в машинное отделение. Это позволяло мотористу следить за температурой муфт и вовремя отключать их при перегреве. Обычно самолет взлетал с заблокированными муфтами сцепления, после чего блокировки снимались, и передача крутящего момента осуществлялась центробежными муфтами так, что при падении оборотов одного из моторов он автоматически отключался от трансмиссии. На двух моторах самолет мог продолжать горизонтальный полет, правда, без бомбовой нагрузки. Три плоских радиатора системы охлаждения занимали всю носовую часть машинного отделения.

Передача крутящего момента на винты осуществлялась поперечными карданными валами и коническими редукторами, по одному на каждый винт. Общее передаточное отношение трансмиссии составляло приблизительно 0,6. Редукция позволила применить противоположно вращающиеся винты большого диаметра с повышенным КПД.

Еще одной особенностью машины братьев Штеффен, никогда не встречавшейся больше в других самолетах, стала необычно раздвоенная хвостовая часть фюзеляжа, напоминающая вертикально поставленный ласточкин хвост. Это был, собственно, двухбалочный фюзеляж, но балки располагались не горизонтально, как обычно, а вертикально. Историки авиации так и не пришли к единому мнению, зачем такое было нужно. Многие считают, что это увеличивало углы обстрела пулемета, устанавливавшегося в месте пересечения хвостовых балок. Однако эта стрелковая точка стояла не на всех машинах.

Однако мало кто обращает внимание на то, что необычная схема фюзеляжа SSW R.I имеет существенные компоновочные преимущества. Все тяжелые элементы самолета, такие как силовая установка, топливные баки, кабина пилотов и штурмана, бомбовая нагрузка, пулеметные точки, размещены в два этажа в районе его центра масс. При этом центральная часть фюзеляжа занимает всю высоту коробки крыльев, а пилоты имеют отличный обзор поверх машинного отделения. Позади кабины пилотов фюзеляж плавно переходит в две довольно тонкие хвостовые балки треугольного сечения, как известно, оптимального с точки зрения прочности. Таким образом, все жизненно важные части самолета, как и его экипаж, сосредоточенны в одном месте, а остальной фюзеляж невелик по объему и «не возит воздух». Конструкция фюзеляжа была выполнена из расчаленных стальных труб, покрытых полотном, за исключением носовой части, где использовались несколько алюминиевых панелей.

Интересна и система управления самолетом. Все управляющие поверхности — элероны, руль направления и рули высоты, приводятся в движение небольшими вспомогательными поверхностями — серворулями. Серворули элеронов, установленных только на верхнем крыле, располагались между верхним и нижним крылом, а хвостовые серворули — по обе стороны от руля направления. В результате, по отзывам пилотов, тяжелый бомбардировщик управлялся так же легко, как двухместный одномоторный самолет. Жаловались только на недостаточную площадь руля направления, что затрудняло «плоские» развороты. В последней версии SSW R.VII этот недостаток был исправлен.

Деревянная бипланная коробка крыльев состояла из центроплана с силовыми рамами для винтов и консолей с небольшой стреловидностью, стыковавшихся между собой на болтах. Это позволяло при ремонте самолетов устанавливать одну-две дополнительные секции бипланной коробки и, тем самым, повышать грузоподъемность и потолок путем наращивания размаха крыльев с 28 до 34-38 м.

Экипаж корабля обычно составляли четыре человека: два пилота, штурман и механик-моторист. Старшим по званию и командиром корабля всегда был штурман. Пилоты и штурман размещались в общей кабине, расположенной над задним мотором, а моторист — в машинном отделении. На первом самолете R.I кабина пилотов была открытой, на последующих появились открывающиеся окна из целлона (разновидность целлулоида) и дополнительное рабочее место для штурмана в носу самолета, откуда он вел прицеливание при бомбометании. При установке радиостанции, что случалось нечасто, в состав экипажа дополнительно включался радист.

В боевых условиях бомбардировщики вооружались двумя-тремя пулеметами калибра 7,92 мм. Носовой устанавливался сверху носовой части машинного отделения. Огонь из него вел моторист. Второй пулемет размещался в вырезе верхнего крыла и обслуживался штурманом. На некоторых машинах устанавливался третий пулемет позади кабины в месте «раздвоения» фюзеляжа. По воспоминаниям летчиков, стрелковое вооружение было почти бесполезным, так как немногочисленный экипаж был слишком занят своими основными обязанностями, не успевая следить за небом и вести огонь из пулеметов. Поэтому в дневных боевых вылетах SSW обычно сопровождали один-два «Альбатроса».

Первый полет SSW R.I под управлением Бруно и Франца Штеффенов состоялся 24 мая 1915 года. Как потом вспоминал Бруно Штеффен, «через несколько минут после взлета мы поняли, что R.I надежный самолет: он прочно сидел в воздухе и показывал отсутствие инертности в любой плоскости». Из недостатков был отмечен сильный нагрев редуктора, для устранения которого ввели систему принудительной циркуляции масла. 26 июля 1915 года самолет был сдан военно-воздушным силам и был передан в 501-й отряд тяжелых самолетов (Riesenflugzeugabteilung-501), действовавший на Восточном фронте. Правда, из-за недостаточной мощности силовой установки корабль SSW R.I считался учебным и боевых вылетов не совершал.

После успешных испытаний SSW R.I Техническая инспекция военно-воздушных сил заключила с фирмой Сименс-Шуккерт договор на шесть усовершенствованных самолетов того же типа (SSW R.ll — R.VII). Основным их отличием должна быть существенно более мощная силовая установка, состоящая из трех моторов «Майбах» HS мощностью по 240 л.с. Это было ошибкой. Моторы HS, самые мощные из имевшихся в 1915 году в Германии, создавались для дирижаблей. Для установки на самолеты они были облегчены, что отрицательно сказалось на надежности. Моторы периодически отказывали, перегревались, и фирма Сименс-Шуккерт потратила на доводку силовой установки самолетов, которых ждали на фронте, больше года. В результате удалось сдать воздушным силам только один самолет с моторами «Майбах» HS — SSW R.IV. Проблему перегрева моторов удалось решить установкой новых радиаторов большой площади, открывавшимся из фюзеляжа навстречу потоку, подобно боковым дверям.

На остальные самолеты, после многократных переделок, ставили моторы «Бенц» Bz.IV мощностью 220 л.с. (SSW R.Ill, R.V и R.VI), либо «Мерседес» D.IVa мощностью 260 л.с. (SSW R.ll и R.VII).

В мае 1916 года корабль SSW R.V с моторами «Бенц» Bz.IV в ходе приемо-сдаточных испытаний установил под управлением Бруно Штеффена рекорд продолжительности полета — 6 часов с 2400 кг полезной нагрузки. Следует отметить, что абсолютный мировой рекорд продолжительности полета составлял тогда 24 часа 12 минут. Он был установлен 10-11 июля 1914 г. Рейнхольдом Бёмом на биплане «Альбатрос».

О рекордном полете SSW R.V сохранились воспоминания инженера фирмы Сименс-Шуккерт Ганса Хатманна. Он дает красочное описание неисправностей, каждой из которых сейчас было бы достаточно для аварийного прекращения полета. Но не таковы были пионеры авиации!

«Из-за большой нагрузки и отсутствия ветра разбег был увеличен. Во время взлета я находился рядом с задним двигателем. Пока мы набирали обороты, шланг, ведущий к радиатору, разорвался, обливая мои ноги водой. Я остановил утечку обмотанной проволокой промасленной тряпкой. Эта заплатка продержалась весь полет, и мы потеряли всего два литра воды. Вы можете представить себе позор, если бы мы были вынуждены отменить полет, едва поднявшись на 100 метров!

Шум двигателей не давал возможности говорить, и каждые 15 минут мы передавали записки пилотам с информацией об оборотах, температуре масла и воды в двигателях и температуре масла в редукторе.

Выхлопные коллекторы передних двигателей были разделены не более чем на толщину листа бумаги. Здесь также лопнула труба, извергая в машинное отделение удушливые выхлопные газы. Кольцо, сделанное из проволоки, было обернуто вокруг раскаленной трубы и плотно скручено с коротким клинышком, тем самым, обжимая разошедшийся сварной шов. Этот ремонт также продержался до самого конца полета.

Вскоре нам стало известно, что левый двигатель потребляет масло быстрее, чем два других двигателя. Проверка показала, что маслопровод рядом с картером двигателя сломан. Утечка была остановлена деревянной пробкой. Но как долго двигатель проработает без масла? Мы частично слили масло из других двигателей и долили в левый — это работа заняла нас до самого конца полета.

Полет был почти закончен, и пилот сбросил обороты, чтобы идти на посадку. Вдруг он сообщил нам, что левый двигатель заглох. Мы этого не заметили. Несомненно, что двигатель работал слишком долго без масла, и поршни заклинили. Центробежная муфта автоматически отключилась, а двигатель остановился. Мы вывернули свечи зажигания, залили масло прямо в цилиндры, и, используя фрикционную муфту, несколько раз провернули двигатель. Затем мы установили свечи, и летчик включил зажигание. Двигатель заработал, вышел на 1550 об/мин и не останавливался до тех пор, пока его не выключили в ангаре. Мы выдержали 6-часовой полет!»

Самолеты, принятые Технической комиссией военно-воздушных сил, перегонялись своим ходом в 501-й отряд тяжелых самолетов, базировавшийся в районе Вильно на Восточном фронте. Всего в 1916-1917 годах четыре самолета SSW R.IV — R.VII выполнили 34 боевых вылета на разведку, бомбардировку железнодорожных узлов и полевых лагерей русских войск. Там же, в Прибалтике, в 1916 году действовал 2-й отряд Эскадры воздушных кораблей «Илья Муромец», но в воздухе «Муромцы» и «Сименсы» не встречались.

Командир 501-го отряда капитан Рихард фон Бентивеньи (Richard von Bentivegni) писал после войны, что основным недостатком кораблей SSW было крепление двигателей и трансмиссии. Три двигателя устанавливались не на единой моторной раме, а на двух отдельных конструкциях. Любой перекос приводил к смещению двигателя, что требовало тщательной проверки силовой установки после каждого полета. Тем не менее, в 80 полетах, что фон Бентивеньи сделал на самолетах SSW, он испытал только один отказ трансмиссии. В защиту машин SSW он утверждал, что не следует забывать значительное число успешных дневных и ночных вылетов, выполненных на этих самолетах. По его мнению, их летные характеристики были превосходны. Они были изначально устойчивы и просты в управлении. Остается только добавить, что за весь период эксплуатации самолеты SSW не потерпели ни одной катастрофы, в которой погиб хотя бы один член экипажа.

Технические характеристики самолетов SSW и «Илья Муромец»

Интересно сравнить характеристики воздушных кораблей SSW с самолетами «Илья Муромец» примерно той же размерности. Сравнивать будем модели одного года выпуска: SSW R.I с «ИМ» типа В 1915 года и SSW R.VII с «ИМ» типа Е-2 1917 года (см. таблицу). Видно, что по летным характеристикам «Сименсы» и «Муромцы» довольно близки, но весовая отдача у немецких самолетов заметно ниже: 23-28% у SSW против 33-34% у «Муромцев». Вероятно, это плата за центральную силовую установку с тяжелой трансмиссией, дающую возможность ее обслуживания и мелкого ремонта в полете. Однако, такая возможность, правда, очень ограниченная, была и у «Муромцев», механики которых неоднократно выходили на крыло для тушения пожаров и даже для мелкого ремонта моторов. А у «Сименсов» с ремонтом были свои проблемы. Вот отрывок из немецкого отчета об испытаниях:

«Из-за конструкции силовой установки вряд ли возможно сделать ремонт двигателей и коробок передач без разборки всего фюзеляжа. Чтобы выполнить требование доступности двигателей в полете, нужен самый худой механик. От него требуется немалое мастерство для того, чтобы избежать контакта с раскаленными выхлопными патрубками. В полете идет постоянное сражение с разрывами выхлопных труб и сгоревшими прокладками. Режим работы в машинном отделении можно сравнить с работой в подводной лодке. Жара и газы, исходившие из-за частых утечек выхлопных труб, были невыносимыми».

Именно поэтому популярные в кайзеровской Германии самолеты с центральной силовой установкой не получили дальнейшего развития, оставшись в истории лишь как технический курьез начального периода авиации.

В течение войны самолеты фирмы Сименс-Шуккерт и Русско-балтийского завода развивались примерно в одном направлении. По мере поступления более мощных моторов увеличивалась мощность силовой установки, и соответственно росли взлетная масса и площадь крыльев. Это позволило повысить массу полезной нагрузки с 1200-1500 кг до 2300-2500 кг. Остальные характеристики, как и конструкция самолетов в целом, изменялись незначительно.

Григорий ДЬЯКОНОВ