Беспилотные летательные аппараты: история, применение, угроза распространения и перспективы развития

Параллельно с немцами работы по ПуВРД велись и в СССР. С 1936 по 1940 г. В.Н. Челомей опубликовал 20 работ, которые по своему научному содержанию в той или иной степени были связаны с пульсирующим двигателем. В 1938 г. В.Н. Челомей получил авторское свидетельство на конструкцию пульсирующего двигателя, отличающегося от всех предыдущих конструкций. В 1941 г. такой двигатель был построен для применения на самолете-истребителе. В 1942 г. советский ПуВРД прошел испытания.

К 1941 г. фирме «Аргус» удалось создать небольшой ПуВРД тягой до 1,18 кН. В апреле того же года двигатель установили под фюзеляжем учебного биплана Gotha Go 145. Полученные результаты испытаний позволили настолько усовершенствовать двигатель, что именно фирме «Аргус» в 1942 г. было поручено создание двигателя для КР

Fi.103.

24 декабря 1942 г. в Пенемюнде-Вест двигатель для крылатой ракеты Fi.103 был испытан. ПуВРД Argus 109014 имел вес 138 кг, длину 3,6 м, среднюю тягу 2,35–3,29 кН. Он представлял собой трехсекционную трубу переменного сечения. Первая секция являлась расширяющимся диффузором, вторая — цилиндрической камерой сгорания и третья — соплом.

Простота конструкции ПуВРД заключалась в том, что в качестве окислителя в нем использовался атмосферный воздух, забираемый от набегающего потока во время полета. Следовательно, не требовались баки, насосы, трубопроводы и другие агрегаты для окислителя. Принцип работы пульсирующего двигателя достаточно прост: в камеру сгорания впрыскивается топливный аэрозоль, который после смешивания с воздухом поджигается. Происходит взрыв. Продукты горения выбрасываются через сопло назад. Далее цикл повторяется. Таким образом, двигатель как бы пульсировал с частотой 42–49 вспышек в секунду. На испытаниях пульсирующий двигатель разогнал опытный образец Fi.103

до скорости 600 км/ч.

Конструкция ракеты Fi.103 была построена по аэродинамической схеме свободнонесущего среднеплана с симметричным веретенообразным фюзеляжем. В конструкции широко применялась сталь, что обеспечивало необходимую для одноразового летательного аппарата дешевизну. Крылатая ракета была рассчитана на выполнение прямолинейного полета на высотах 300–2500 м. Относительно большая маневренность обеспечивалась только в вертикальной плоскости, набор высоты осуществлялся со скоростью 150 м/мин. Из-за отсутствия элеронов крылатая ракета могла выполнять только плоский разворот.

Фюзеляж состоял из шести секций (отсеков). В носовой части фюзеляжа размещался аэролаг для отсчета дальности полета, снабженный небольшим пропеллером, и магнитный компас для коррекции автопилота по курсу. По этой причине носовой отсек был изготовлен из фанеры на дюралевом каркасе. Во втором отсеке размещалась усовершенствованная боеголовка с взрывателем. Ее длина составляла 1,275 м, а наибольший диаметр — 0,85 м. Взрыватель был тройного действия — электрический контактный, два механических и часовой, снабженный замедлителем. Этим достигалась полная гарантия разрыва ракеты в любом случае.

В третьей секции находился топливный бак на 550–640 л. За топливным баком были установлены два шара-баллона со сжатым воздухом (по 150 л под давлением 180 кг/см²). Сжатый воздух использовался для подачи топлива, работы приводов рулей высоты и курса, а также гироскопов. В этом же отсеке находился привод сервомеханизмов системы управления. В четвертом отсеке (аппаратурном) были помещены автопилот, 30-вольтовая батарея и элементы силовой установки. В хвостовой части размещались приводы рулей.

В качестве топлива использовался низкооктановый бензин. В некоторых исследованиях указывается, что в качестве топлива могли использоваться также авиационный керосин и спирт. Подача топлива осуществлялась по трубопроводу в пилоне, поддерживающем переднюю часть двигателя. ПуВРД обеспечивал в начале полета скорость около 650 км/ч (0,53М); по мере выгорания топлива и облегчения аппарата скорость увеличивалась (по некоторым сведениям — до 800 км/ч или 0,65М).

Прямые крылья имели один трубчатый лонжерон и нервюры. Механизация крыла отсутствовала. В первых версиях Fi.103 крыло обшивалось листовой сталью. Поздние КР снабжались крыльями из древесины. Хвостовое оперение прямоугольной формы выглядело традиционно. Киль с вынесенным назад рулем направления служил опорой для кожуха ПуВРД. Размещение ПуВРД выше фюзеляжа было вызвано неудачным опытом эксплуатации первого немецкого реактивного самолета Не 178, в котором двигатель устанавливался внутри фюзеляжа.