Me 163 «Komet» — истребитель «Летающих крепостей»

Знаменательным для проекта Ме 163 стал конец июня 1942 г.: 26 числа в Лехфельде состоялся первый полет Me 163B(V1) — на буксире за Bf 110, а два дня спустя на стенде завода «Вальтер Верке» в Киле впервые запустили ЖРД R II-211 V1. Но если самолет вел себя в воздухе вполне прилично, то результаты испытаний двигателя оказались разочаровывающими — расход топлива значительно превысил расчетный, и время работы ЖРД вместо требуемых 12 мин. и обещанных Вальтером 13 мин. составило всего 4 минуты.

Двигатель R II-211

Обозначение R II-211 являлось фирменным, в номенклатуре рейхсминистерства авиации двигатель обозначался HWK 109–509. Принципиальная схема его была аналогична предшественнику — ЖРД R II-203b. В конструктивном отношении двигатель представлял собой коробку агрегатов, монтировавшуюся на передней раме, и камеру сгорания с соплом, вынесенные назад посредством специальной трубы. Функционально в двигателе можно выделить три основные части — насосную (о ней подробнее чуть ниже), управления подачей топлива и окислителя, а также камеру сгорания.

Масса R II-211 составляла 168 кг — очень немного для двигателя, развивавшего тягу до 1500 кгс. Если сопоставить эти параметры с показателями поршневых двигателей, то увидим, что, например, мотор ВК-105ПФ2 с винтом ВИШ-105, установленный на истребителе Як-3, развивал тягу около 3000 кгс. Но весил этот двигатель 620 кг. Правда, эксплуатация поршневых моторов была несравненно менее хлопотной, чем ракетных…

Для уменьшения массы ЖРД германские конструкторы применили ряд передовых технических решений. В частности, подача топлива и окислителя осуществлялась посредством весьма компактного турбонасосного агрегата (ТНА), состоявшего из турбины, приводящей в действие два насоса (подачи топлива и окислителя), расположенных по обеим её сторонам. Каждый насос состоял из двухступенчатой сферической уравнительной секции и одноступенчатой центробежной нагнетательной секции. При запуске вал ТНА раскручивался электростартером мощностью 750 Вт (позже — 1000 Вт). Одновременно насос подавал небольшое количество окислителя (примерно 7 л/ мин) в парогазогенератор, где тот разлагался на водяной пар и кислород. Катализатором служила смесь бихромата натрия, хромата натрия и 3-% раствор гидроксида натрия. Этим составом пропитывалось цементное кольцо, помещенное в парогазогенераторе. Ресурс катализатора был довольно большим — до 20 полетов. Топливом для R II-211 служил «состав С», окислителем — «состав Т».

Образовавшийся в парогазогенераторе парогаз поступал в турбину и дальше раскручивал её, а после выхода на расчетные обороты (6000 об/мин) электростартер отключался. На полных оборотах расход окислителя в парогазогенераторе составлял 21 л/мин. Выхлоп из турбины выбрасывался через специальный патрубок, расположенный ниже камеры сгорания. Часть парогаза поступала в камеру сгорания для её продувки — это позволяло избежать скопления компонентов топлива (тромболизации).

При даче рычага управления двигателем (РУД) вперед открывались клапаны подачи топлива и окислителя и двигатель запускался. Одновременно увеличивались обороты ТНА. Система управления обеспечивала ступенчатое управление тягой. Топливо и окислитель поступали в камеру сгорания через 12 форсунок, сгруппированных в три группы: 1-я состояла из двух форсунок, 2-я — из четырех и третья — из шести. Соответственно, в первом положении РУД работали только две форсунки, во втором — шесть и в третьем — все двенадцать. Впоследствии по предложению пилотов схема электрической коммутации управления топливной автоматикой была изменена, и летчик получил возможность включать форсунки по своему усмотрению в следующих комбинациях:

• 1-я группа — две форсунки;

• 2-я группа — четыре форсунки;

• 3-я группа — шесть форсунок;

• 1-я и 3-я группы — восемь форсунок;

• 2-я и 3-я группы — десять форсунок;

• 1-я, 2-я и 3-я группы — двенадцать форсунок.

Таким образом, на режиме полного газа работали все три группы форсунок, а при дросселировании отключалась одна любая или две группы по выбору пилота (в зависимости от положения РУД). Это позволяло более плавно регулировать изменение тяги ЖРД, без «провалов» и рывков.

При максимальной тяге давление в камере сгорания достигало 20 атмосфер, а температура — 2000 °C, превосходя аналогичный показатель двигателя R II-203b практически вдвое. Такая высокая температура обусловила необходимость создания системы охлаждения камеры сгорания, в качестве теплоносителя в которой использовалось топливо, циркулировавшее между двойными стенками камеры сгорания и поступавшее затем в форсунки. Интересно, что дросселирование двигателя не вело к существенной экономии топлива: при уменьшении тяги падало давление в камере сгорания ЖРД, а удельный расход топлива при этом возрастал почти вдвое.