Генрих Фокке (Heinrich Focke), широко известный как совладелец компании «Focke-Wulf», еще с 20-х годов успешно занимался конструированием вертолетов и автожиров. В 1924 году фирма начала серийный выпуск лицензионных автожиров итальянской фирмы «Cierva» (С.19 и С.30 «Rota»). Накопив опыт и проанализировав конструкцию иностранных систем, Фокке в 1936 году разработал собственную модель одноместного вертолета, получившего обозначение Fw 61.
Для строительства был использован фюзеляж тренировочного биплана Fw 44, в носовой части последнего устанавливался двигатель воздушного охлаждения Siemens Si 14а мощностью 160 л. с. Вертолет был выполнен по поперечной схеме — к фюзеляжу с обеих сторон крепились стальные фермы пирамидальной конструкции. На конце каждой фермы имелась втулка трехлопастного несущего винта (диаметр 7 метров). Лопасть однолонжеронная (трубчатый лонжерон изготавливался из стали), с нервюрами, обшитыми полотном и фанерой. Крепление лопастей к втулке осуществлялось с помощью горизонтальных и вертикальных шарниров, для гашения горизонтальных колебаний лопастей применялись фрикционные демпфирующие устройства. В конструкции Fw 61 применена специальная силовая передача — после запуска двигателя включалось сцепление, плавно передающее вращающий момент лопастям, для обеспечения авторотации имелась муфта свободного хода, отключающая привод винтов. Шасси неубирающееся. Пилот размещался в открытой кабине, заимствованной, как и весь корпус, у самолета Fw 44.
После ряда стендовых испытаний 26 мая 1936 года первый прототип совершил пробный полет. Пилот Эвальд Рольф (Ewald Rolf) продержал машину в воздухе полминуты. 10 июня этот же испытатель успешно произвел посадку в режиме авторотации. В феврале 1938 года аппарат был показан берлинской публике и государственным деятелям, причем летчица Ханна Рейч провела показательный полет внутри закрытого зала с потолком высотой всего 30 метров. Конструкция вертолета оказалась весьма передовой: за 1930—38 годы FW 61 побил все существовавшие до того зарегистрированные рекорды ФАИ в номинации «Вертолеты и автожиры». Максимальная скорость машины достигла 122,5 км/ч, потолок — 2439 метров, перегоночная дальность — свыше 160 км. 20 июня 1938 года за первым опытным образцом к испытаниям приступил второй — Fw 61V2. Его пилот, Карл Боде (Karl Bode) впервые поднялся на высоту 3427 метров и совершил перелет на дальность 230 с лишним км.
Тем временем Г. Фокке, вынужденный оставить основанную им компанию по политическим мотивам, приступил к созданию новой фирмы, получившей название «Focke-Achgelis». В связи с успехом Fw 61 ему была оказана довольно существенная поддержка, причем конструктору предложили целиком посвятить себя разработке вертолетов. В том же 1938 году фирма получила заказ Министерства авиации на разработку винтокрылой машины, способной перевозить грузы массой до 700 кг. Вертолет планировалось использовать в качестве грузопассажирского, способного перевозить 6 человек без учета экипажа. Проекту был присвоен индекс Fa 266, его разработкой занялось КБ фирмы, размещенное в Дельменхорсте (район Бремена). НИОКР были значительно ускорены продолжающимися испытаниями Fw 61, которые помогли решить ряд сложных технических проблем.
В основу конструкции Fa 266 вновь был заложен принцип поперечного размещения несущих винтов. Таким образом, новая машина представляла собой значительно увеличенный в размерах и доработанный Fw 61. В качестве силовой установки планировалось использовать новый 9-цилиндровый радиальный двигатель воздушного охлаждения BMW Bramo 323 «Fafnir» мощностью 1000 л. с., при 2500 об/мин.
В то время как продолжались работы над вертолетом, командование ВВС решило использовать новую машину в военных целях. Эти намерения активно поддержало руководство военно-морского флота, давно пытающееся найти подходящий образец постановщика мин, тральщика и противолодочного летательного аппарата. Планировалось даже оснащать Fa 266 457-мм торпедой! По этой причине вслед за первым опытным экземпляром Fa 266 последовали два других, уже чисто военных варианта. В связи с тем, что в этот период в люфтваффе приняли систему сквозной нумерации всех машин, одноместные военные вертолеты получили индекс Fa 223. Разрабатывавшийся параллельно с базовым образцом двухместный учебно-тренировочный стал называться Fa 224; на нем планировалось устанавливать маломощный (всего 240 л. с.) двигатель «Argus». Поскольку впоследствии для обучения курсантов было решено применить серийный Fa 223, оснащенный двойным управлением, разработку специального тренировочного варианта прекратили.
Первый прототип (Fa 223V1) был завершен в октябре 1939 года. В связи с наличием ряда недоработок (в частности, при раскрутке лопастей винтов наблюдалась сильная вибрация несущих элементов корпуса) машина была подвергнута интенсивным наземным тестам и ряду усовершенствований силовой передачи. Впервые в воздух вертолет поднялся 3 августа 1940 года (пилот — Карл Боде). Программа испытаний была продолжена в Рехлинском центре, куда машина прибыла из Дельменхорста своим ходом. Вскоре детище Фокке в очередной раз побило рекорды ФАИ (максимальная скорость с балластом 3705 кг — 182 км/ч, потолок — 7100 метров). Однако 5 февраля 1941 года вертолет потерпел аварию. Его сменил Fa 223EV2 с мотором Bramo, но с фюзеляжем новой конструкции. В отличие от VI, носовая часть второго прототипа была полностью остеклена в форме многогранника. В ней устанавливался 7,92-мм пулемет MG15, обстреливающий нижнюю и переднюю полусферы. Кроме того, окна были прорезаны и в грузовой кабине.
Рис. 127. Вертолеты Fa 223Е.
Шасси и подкосы ферм несущих винтов закрывались обтекателями — эта мера должна была обеспечить увеличение скорости машины до 220 км/ч. Однако испытания второго прототипа так и не состоялись: он погиб в июне 1942 года при налете английской авиации на завод в Дельменхорсте. Та же судьба постигла третью предсерийную машину — Fa 223EV3, которая отличалась от предшественников лишь измененной хвостовой частью, общей для всех выпущенных позднее серийных вертолетов. Кроме того, были уничтожены семь предсерийных машин модификации Е, чье производство началось с января 1942-го.
Результаты испытаний позволили Министерству авиации разместить в фирме «Фокке-Ахгелис» заказ на выпуск 100 машин. Предполагалось создать следующие основные модификации: А — противолодочный вертолет с двумя 250-кг глубинными бомбами; В — разведывательный с фотоаппаратурой в грузовом отсеке; С — поисково-спасательный; D — транспортный и Е — учебно-тренировочный (с двойным управлением). В конце концов было принято решение ограничиться на первых порах выпуском модели Е, которая стала многоцелевой. Все семейство вертолетов получило кодовое обозначение «Drache» («Дракон»).
В ходе испытаний предсерийные машины оснащались двойным управлением, узлами подвески двух 250-кг авиабомб и дополнительного топливного бака, а также установленной в грузовой кабине электролебедкой со спускаемой спасательной капсулой. Снабженная откидной дверцей капсула опускалась через нижний люк кабины. Пилотское кресло в отделении управления располагалось слева, правее впереди на откидном сиденье размещался наблюдатель, который вел огонь из пулемета. Управление осуществлялось ручкой «истребительного» типа, рычагом изменения общего шага винта и педалями. Машины оборудовались радиостанцией. Трехстоечное шасси с управляемым колесом переднего расположения.
Силовая конструкция фюзеляжа набиралась из стальных трубчатых элементов и обшивалась фанерой (двигательный отсек — дюралюминием). В грузовой кабине находились лебедка и спасательная капсула. В задней части кабины размещался протектированный топливный бак емкостью 490 литров, за которым устанавливался двигатель и элементы силовой передачи. Хвостовая балка выполнялась как отдельный элемент конструкции и крепилась к задней стенке двигательного отсека с помощью стальных несущих элементов. Рули высоты — подкосные, верхнего расположения.
Снабженные несколькими подкосами пирамидальные фермы роторов аналогичны примененным на Fa 266V1, винты неперекрывающиеся (размах —12 метров). Головки винтов включали в себя инерционный демпфер, втулку, редуктор, устройство аварийной авторотации (включалось в случае остановки мотора или неполадок в трансмиссии), механизмы изменения общего и циклического шага винта, а также автомат перекоса. Вал трансмиссии сообщал крутящий момент ротору с помощью зубчатых передачи и колеса привода втулки. Головка ротора закрывалась кожухом.
Правый винт вращался по часовой стрелке, левый — против. Лонжерон лопасти выполнялся из конической стальной трубы, к которой крепились деревянные нервюры. Чтобы не просверливать в лонжероне отверстия и таким образом повысить его механическую прочность, нервюры присоединялись к трубе с помощью приклеенных стальных хомутов Управление лопастями осуществлялось с помощью двух тросов, шарнира и тяги.
Взлетный вес Fa 223Е достигал 3860 кг (максимальный — 4315). Вес пустого вертолета составил 3180 кг. Нагрузка на ометаемую площадь —19 кг/кв. м. Габариты: длина — 12,25 метров, высота до втулок винтов — 4,36, размах вращающихся винтов — 24,5 метров (база шасси — 5 метров). Максимальная скорость достигала 176 км/ч на высоте 2000 м, крейсерская — 122 км/ч. Скороподъемность — 4,06 м/с. Потолок 2010 метров. Дальность полета 437 км (с подвесным топливным баком — 700 км).
После налета англичан на Дельменхорст завод «Фокке-Ахгелис» был эвакуирован в Ляйпхайм, где с февраля 1943 года вновь возобновлен выпуск «Драконов». Было выпущено семь Fa 223Е, их испытания наметили на весну. Однако в начале июля 1944 года еще 13 машин, находившихся в процессе сборки, а также одна завершенная (V18) снова были уничтожены очередной ночной бомбежкой. Полностью разрушенным оказался и заводской комплекс. По этой причине многострадальная фирма в конце года была еще раз передислоцирована — в Берлин-Темпельхоф, где Фокке поставили задачу добиться объема выпуска 400 машин в месяц, однако первый вертолет удалось ввести в строй только в феврале 1945 года. После захвата Темпельхофа советскими войсками в их руки попали три готовых Fa 223Е и еще 13 — в различных стадиях сборки.
Оставшиеся вертолеты использовались в качестве транспортного и спасательного средства, причем один из них, VII, провел ряд показательных полетов с перевозкой грузов: фюзеляжей, силовых агрегатов и других элементов конструкции боевых самолетов. Вертолет продемонстрировал способность укладывать грузы на колесные платформы в режиме зависания. В ходе этой деятельности две машины были потеряны в результате аварий: тот же VII был сильно поврежден при попытке эвакуировать двигатель и другие системы завязшего в болоте аварийного бомбардировщика Do 217. На Fa 223V12 планировалось вывезти из места заключения в Абруццких Альпах сверженного итальянского диктатора Муссолини, но неполадки в двигательной установке вынудили руководителя операции Отто Скорцени (Otto Skorzeny) отказаться от использования в этих целях вертолета. Решение оказалось правильным — вскоре машина разбилась в ходе спасательной операции в районе Монблана из-за поломки винта. Экипаж погиб.
Осенью 1944 года два «Дракона» прошли интенсивные испытания на предмет выяснения возможности использования в качестве транспортного средства в условиях высокогорья. Два вертолета были доставлены в Миттельвальде (район Инсбрука, Австрия), где размещалось училище горнострелковых войск. За период испытаний обе машины выполнили в общей сложности 83 взлета и посадки на высоте до 2000 метров над уровнем моря. Fa 223 показали отличные качества: даже в условиях разреженного воздуха они обеспечивали доставку легкой 75-мм горной пушки либо 12 солдат с полным вооружением (четверо размещались в грузовой кабине, еще восемь — на подкосах стоек шасси). В местах, не приспособленных для посадок, вертолеты обеспечивали разгрузку в режиме зависания с использованием электролебедки.
Впоследствии, зимой 1945 года, три из пяти сохранившихся машин направили в 40-ю отдельную транспортную (вертолетную) эскадрилью майора Йозефа Штангля (Josef Stangl), которая базировалась в Мюльдорфе (Бавария). К весне эта единственная вертолетная эскадрилья люфтваффе была переведена в Австрию, где ее машины корректировали огонь артиллерии и занимались военными перевозками. В конечном итоге все «Драконы» попали в руки американцев.
Вертолеты «Фокке-Ахгелис» после окончания войны подверглись тщательным исследованиям в СССР, США, Великобритании и Франции. В Англию попал V14, который эксплуатировался в испытательном центре Фарнборо и стал первым вертолетом, пересекшим по воздуху Ла-Манш. К сожалению, 3 октября 1945 года машина погибла при вынужденной посадке на авторотации, причем четыре человека получили тяжелые травмы. Вертолет, доставшийся американцам, испытывался только в Европе и впоследствии был разобран. Чехи к осени 1947 года собрали на заводе «Avia» из старых запасов запчастей два экземпляра машины, получившие обозначение Vr.l. 12 марта 1948 года первый вертолет совершил первый полет, продолжавшийся 10 минут, на территории авиационного НИИ в Летнянах, однако обе машины были потеряны в результате аварий в 1949 году. Французам достался сам Генрих Фокке и несколько его сотрудников, а также два фюзеляжа Fa 323 и несколько двигателей к ним. Фокке изготовил во Франции два вертолета, получивших обозначение SE.3000. Машины практически не отличались от базовых немецких, за исключением формы остекления кабины (оно стало округлым) и удлиненного на полметра фюзеляжа. Первый полет SE.3000N01 совершил 23 октября 1948 года; пилотировал его немецкий экипаж, состоявший из пилотов Штакенбурга, Буле и механика Хоше. Полет продолжался 25 минут. В конце 1950 года был облетан второй экземпляр, а третий использовался для статических наземных испытаний.
В ходе послевоенных испытаний во всех странах была отмечена чрезмерная сложность примененной немцами поперечной схемы. Главным образом это касалось силовой передачи: многодисковая муфта сцепления оказалась весьма капризной, часто случались поломки лопастей в их хвостовой части и перегревы подшипников трансмиссии. Довольно ощутимой оказалась неустойчивость машины при зависании на малых высотах и движении с небольшой скоростью. Недостатком считались большие габариты и вес вертолета. Пожалуй, единственными достоинствами поперечной схемы признаны превосходная путевая устойчивость, так как потоки воздуха от несущих винтов тили мимо хвостового оперения. Наблюдалась малая вибрация корпуса и винтов, а также хорошая управляемость. Хотя будущее принадлежало одновинтовым вертолетам, начало которым положили созданные в США И. Сикорским R 4, даже эти, более прогрессивные машины, далеко не сразу смогли побить рекорды, установленные Fa 223. Во время войны и после нее в Советском Союзе было создано несколько образцов вертолетов поперечной схемы, некоторые из которых («винтокрыл» Ка-22 и В-12), в 60-е — 70-е годы получили довольно широкое распространение. Собственно, на этом и заканчивается короткая история конструирования подобных машин.
Кроме вертолетов Фокке, немецкие ВВС располагали небольшим количеством более легких двухместных машин фирмы «Flettner» — Fl 282В. Последние предполагались к использованию в качестве разведывательных и также выполнялись по поперечной схеме, причем двухлопастные несущие винты устанавливались на наклонных валах с перекрещиванием лопастей. Несколько «Флеттнеров» прошло испытания по взлетам и посадкам на палубу боевых кораблей немецкого ВМФ. В самом конце войны Fl 282В, как и «Драконы», вошли в состав 40-й транспортной эскадрильи.
Кроме многоцелевых машин, предназначенных для использования в ВВС, фирма «Фокке-Ахгелис» разработала несколько образцов сверхлегких вертолетов специально для оснащения ими подводных лодок кригсмарине. Командование ВМФ давно пыталось увеличить радиус обнаружения подлодками конвоев противника — низкий мостик ПЛ не обеспечивал хорошего обзора горизонта.
Рис. 128. Авторотирующий змей Fa 330.
В различных странах на протяжении 20-х — 30-х годов было создано несколько образцов легких гидросамолетов, пригодных для использования на субмаринах (в том числе в Германии: например, опытный вариант моноплана Hansa-Brandenburg W.20 образца 1918 года или Arado 231, разработанный по заказу флота двадцать лет спустя). Тем не менее вскоре стало ясно, что сама идея снабжения ПЛ «бортовой авиацией» является тупиковой: практически все сконструированные машины не могли взлетать и садиться на воду далее при небольшом волнении, обладали маленьким радиусом действия и потолком. В поисках средства, могущего стать «глазами подводной лодки», немцы в конце концов обратились к возможности применения разведывательных вертолетов (вернее, авторотирутощих змеев, снабженных несущим винтом).
Идея Фокке, заложенная в концепцию нового летательного средства, была предельно проста: движитель Fa 330 действовал по принципу автожира, но силовая установка отсутствовала. Вместо нее лопасти несущего винта приводились в действие набегающим встречным потоком воздуха, создаваемым при буксировки змея подводной лодкой, иду щей в надводном положении. Трехлопастный винт крепился на вертикальной стойке, которая, в свою очередь, фиксировалась на горизонтальной фюзеляжной балке. Лопасти несущего винта состояли из стальных трубчатых лонжеронов длиной 7,4 метра каждый, деревянных нервюр и фанерной обшивки, покрытой перкалем. Головка винта снабжалась специальным барабанным маховиком, служившим для предварительного раскручивания лопастей — это осуществлялось прямо на палубе силами команды подлодки. После раскрутки ротора крейсерская надводная скорость хода практически любого типа лодки позволяла создавать встречный поток воздуха на ротор в 40 км/ч и таким образом обеспечивать устойчивое парение аппарата в воздухе в режиме авторотации.
Примитивное хвостовое оперение крепилось в хвостовой части горизонтальной балки. Шасси представляло собой простейшие полозья, напоминающие шасси вертолета «Ирокез». У основания вертикальной стойки размещалось открытое сиденье пилота, управление осуществлялось с помощью ручки и педалей. Связь с экипажем подводной лодки летчик держал по телефону, провод которого был вплетен в кабель, удерживающий автожир «на привязи» (общая длина троса — 150 метров).
Fa 330 «Bachstelze» («Трясогузка») мог устанавливаться почти на всех существующих типах германских ПЛ, кроме самых небольших. В разобранном виде автожир перевозился в двух небольших контейнерах, размещенных за ходовой рубкой лодки. Вес «Бахштельце» без учета веса пилота составлял всего 120 кг. Общее время, затрачиваемое на извлечение змея из контейнеров, сборку, запуск и достижение расчетной высоты (120 метров) занимало не более 7 минут. Разборка и укладка в контейнеры — 2 минуты. Самой продолжительной операцией был спуск автожира на палубу субмарины, поскольку он осуществлялся с помощью наматывания троса на барабан и занимал несколько минут. При этом существовал постоянный риск быть замеченным вражеским самолетом или боевым кораблем, после чего следовала немедленная атака. В этом случае командир мог поступать по своему усмотрению — погрузиться без автожира с летчиком, отбросив трос, либо продолжать его спуск, ставя под удар свой корабль.
Этот фактор оказался крайне негативным: на практике «трясогузки» использовались только в Индийском океане, где противолодочная оборона союзников была относительно слабой, а судоходство — значительно менее интенсивным, чем в Атлантике. В этих условиях без автожира было довольно трудно обойтись. Всего фирмой «Фокке-Ахгелис.» изготовлено около 200 Fa 330, из которых в подводных силах использовали всего несколько штук. Боевое применение автожира началось с апреля 1943 года.
Фирмой был проведен ряд работ по усовершенствованию конструкции «Бахштельце». На безмоторном варианте испытывалась система раскрутки лопастей с помощью пневматики, проводились опыты по удлинению длины буксирного троса (до 500 метров) и другие. В начале 1944 года на нескольких опытных образцах Fa 330 был установлен маломощный двигатель, позволивший обойтись без предварительной раскрутки ротора. Таким образом, на базе авторотирующего змея был создан настоящий вертолет, получивший обозначение Fa 336. В сентябре 1944 года эти машины прошли успешные испытания на полигоне Миттельвальде, после чего был подготовлен их серийный выпуск на заводах «Sud-Ouest» в пока еще оккупированной части Франции. Осуществить эти намерения не удалось: все попытки наладить производство были сорваны саботажниками из числа местных рабочих. В любом случае время для использования вертолетов «подводного базирования» прошло — немецкие подводные лодки старались практически не подниматься на поверхность, где безраздельно господствовали флот и авиация союзников. Новые лодки XXI серии были специально задуманы как чисто подводный корабль. Таким образом, для «фокке-ахгелисов» места на них не оставалось.