6 лютого 2021 року у Військовому авіаційному музеї поблизу Вірджинія-Біч запрацював імпульсний реактивний двигун від літаючої бомби V1.

Імпульсний реактивний двигун Argus As 014 літаючої бомби V-1

Імпульсний реактивний двигун Argus As 014 — один із найвідоміших силових агрегатів в історії авіації та перший у світі серійний реактивний двигун, який використовувався у бойовій зброї. Саме цей двигун забезпечив рух німецької крилатої ракети Fieseler Fi 103 (V-1), яка стала першою практично застосованою крилатою ракетою та започаткувала нову епоху розвитку безпілотних ударних систем.

Попри примітивність конструкції порівняно з сучасними турбореактивними двигунами, Argus As 014 став видатним інженерним рішенням свого часу. Він був дешевим у виробництві, простим у виготовленні та не вимагав складної турбінної механіки. Його характерний переривчастий гул став одним із найбільш впізнаваних звуків Другої світової війни, а для населення Лондона та інших британських міст — символом наближення удару V-1.

Передумови створення імпульсного двигуна

Розвиток імпульсного реактивного двигуна почався ще до Другої світової війни в рамках пошуку альтернатив традиційним поршневим силовим установкам.

У 1920–1930-х роках авіаційна промисловість активно досліджувала різні способи створення реактивної тяги.

Основними напрямами стали:

турбореактивні двигуни;
прямоточні реактивні двигуни;
імпульсні реактивні двигуни.

Імпульсний двигун мав очевидну перевагу — надзвичайну простоту конструкції.

На відміну від турбореактивного двигуна, він не потребував:

компресора;
турбіни;
складної системи охолодження;
високоточної механіки.

Його робота базувалася на циклічному згорянні паливоповітряної суміші, яке створювало серію імпульсів тяги.

У теорії така схема була дуже перспективною для дешевих одноразових літальних апаратів.

Німецькі дослідження імпульсної реактивної тяги

У Німеччині розвитком імпульсних двигунів займалася компанія Argus Motoren, яка до війни була відома переважно виробництвом авіаційних поршневих двигунів.

Провідним інженером проєкту став Пауль Шмідт, який ще до війни розробляв концепції імпульсних реактивних установок.

Його дослідження показали, що імпульсний двигун може створювати достатню тягу для легкого безпілотного апарата.

На відміну від традиційної авіації, де головним завданням було створення багаторазового літака, німецькі військові поступово звернули увагу на іншу концепцію — дешевий ударний апарат, який міг би доставляти вибуховий заряд на значну відстань без участі пілота.

Саме ця ідея стала основою програми Fieseler Fi 103.

Створення літаючої бомби V-1

У 1942 році німецьке військове керівництво розпочало розробку нового типу зброї, яка отримала позначення Fi 103.

Проєкт очолювали:

компанія Fieseler Flugzeugbau — розробник планера;
компанія Argus — розробник двигуна;
інші промислові підприємства, які відповідали за системи керування та виробництво.

Військове позначення ракети — FZG 76.

Пізніше союзники назвали її V-1 (Vergeltungswaffe 1 — «зброя відплати 1»).

Основними вимогами до силової установки були:

низька собівартість;
можливість масового виробництва;
мінімальна потреба у стратегічних матеріалах;
простота обслуговування;
достатня тяга для польоту крилатої бомби.

Argus As 014 ідеально відповідав цим вимогам.

Конструкція двигуна Argus As 014

Argus As 014 був імпульсним реактивним двигуном прямого типу.

Його конструкція складалася з декількох основних елементів:

переднього повітрозабірника;
клапанного блоку;
камери згоряння;
паливних форсунок;
свічок запалювання;
довгої вихлопної труби.

Зовні двигун нагадував довгу металеву трубу, встановлену над фюзеляжем V-1.

Його простота була головною перевагою.

У двигуні були відсутні:

рухомі турбіни;
компресор;
складні редуктори;
високоточні обертові вузли.

Фактично As 014 складався переважно зі сталевих деталей, які могли виготовлятися навіть промисловістю з обмеженими ресурсами.

Принцип роботи імпульсного двигуна

Робота Argus As 014 базувалася на циклічному процесі згоряння.

На відміну від турбореактивного двигуна, де горіння відбувається постійно, імпульсний двигун працював серією вибухоподібних циклів.

Процес складався з таких етапів:

Надходження повітря

Повітря потрапляло через передній отвір двигуна.

Закриття клапанів

Спеціальний клапанний механізм перекривав потік після надходження повітря.

Впорскування пального

У камеру згоряння подавалося паливо.

Займання суміші

Паливоповітряна суміш займалася, створюючи різке підвищення тиску.

Відкриття вихлопного потоку

Гази виходили через задню частину двигуна, створюючи реактивну тягу.

Повторення циклу

Розрідження у камері знову відкривало клапани, і процес повторювався.

Цикл відбувався десятки разів на секунду.

Саме ці швидкі імпульси створювали характерний звук роботи V-1.

Клапанна система двигуна

Одним із найважливіших елементів As 014 була система передніх клапанів.

Вона виконувала роль своєрідного механічного «затвора»:

відкривала доступ повітря;
закривала його під час горіння;
спрямовувала енергію газів назад.

Клапани працювали у надзвичайно важких умовах:

високі температури;
постійні механічні удари;
десятки циклів за секунду.

Саме клапанна система була одним із найбільш вразливих місць двигуна.

Однак для одноразової зброї, якою була V-1, ресурс у кілька годин роботи був цілком достатнім.

Паливна система Argus As 014

Імпульсний двигун Argus As 014 використовував як паливо звичайний авіаційний бензин, що значно спрощувало його експлуатацію та постачання. На відміну від багатьох перспективних реактивних двигунів того періоду, він не вимагав спеціальних високотехнологічних палив або складних систем подачі.

Паливна система складалася з:

паливного бака, розташованого у фюзеляжі V-1;
насосної системи;
паливних магістралей;
форсунок у камері згоряння.

Подача пального здійснювалася під тиском, створеним спеціальним повітряним компресором, який працював від набігаючого потоку.

У конструкції V-1 застосовувалася система, яка використовувала повітря, стиснене під час польоту, для забезпечення стабільної подачі палива.

Це відповідало головній філософії всієї зброї:

мінімум складних механізмів;
використання доступних матеріалів;
можливість масового виробництва.

Запуск двигуна Argus As 014

Однією з особливостей імпульсного двигуна було те, що він не міг самостійно створити тягу з нульової швидкості.

Для роботи As 014 був необхідний достатній потік повітря через повітрозабірник.

Тому запуск V-1 здійснювався за допомогою спеціальних пристроїв.

Основним методом був старт із пускової рампи.

Перед запуском:

двигун приводили у робочий стан;
паливна система активувалася;
клапани перевірялися;
запалювальна система готувалася до роботи.

Після цього ракета встановлювалася на катапультну рампу.

Для старту використовувався парогазовий прискорювач Walter, який протягом кількох секунд створював необхідну початкову швидкість.

Після досягнення швидкості приблизно 240–300 км/год імпульсний двигун починав стабільно працювати.

Після відриву від рампи V-1 переходила у самостійний політ.

Особливості роботи двигуна під час польоту

Argus As 014 працював у досить вузькому діапазоні режимів.

Його головною перевагою була простота, але водночас це обмежувало характеристики ракети.

Двигун забезпечував:

постійну швидкість польоту;
просту систему керування;
достатню дальність;
низьку вартість.

Однак він мав суттєві недоліки:

дуже високий рівень шуму;
велику теплову помітність;
низьку паливну ефективність;
неможливість роботи на малих швидкостях.

Саме через характерний звук двигуна британські спостерігачі отримали можливість попереджати населення про наближення V-1.

Поки двигун працював, мешканці могли чути його характерний нерівномірний гуркіт. Але після припинення роботи двигуна ракета переходила у безшумне планування, що створювало психологічний ефект очікування удару.

Технічні характеристики Argus As 014

Основні характеристики двигуна:

Параметр	Значення
Тип	імпульсний реактивний двигун
Розробник	Argus Motoren
Модель	As 014
Довжина	близько 3,6 м
Діаметр	близько 0,55 м
Маса	приблизно 150 кг
Паливо	авіаційний бензин
Тяга	близько 2,9 кН
Частота імпульсів	приблизно 43–47 циклів за секунду
Робоча температура	понад 500 °C
Максимальна швидкість V-1	близько 640 км/год

Для сучасної авіації ці характеристики здаються скромними, однак у 1944 році вони були достатніми для створення принципово нового типу зброї.

Виробництво двигунів

Однією з головних переваг Argus As 014 була технологічність виробництва.

Німецька промисловість у 1944 році вже відчувала гострий дефіцит:

алюмінію;
легованих сталей;
висококваліфікованих робітників;
виробничих потужностей.

Тому As 014 проєктувався з урахуванням можливості швидкого виготовлення.

У конструкції широко застосовувалися:

штамповані деталі;
прості сталеві елементи;
зварні з’єднання;
мінімальна кількість механічної обробки.

Це дозволяло залучати до виробництва підприємства, які не мали досвіду створення складних авіаційних двигунів.

Масове виробництво V-1 стало одним із найбільших німецьких промислових проєктів останнього періоду війни.

Загалом було виготовлено понад 30 000 ракет V-1, що вимагало такого ж порядку виробництва імпульсних двигунів.

Виробничі підприємства та система кооперації

Через стратегічне значення програми виробництво було розподілене між великою кількістю підприємств.

Окремі компоненти виготовлялися різними заводами:

корпуси двигунів;
клапанні механізми;
паливні системи;
електричні компоненти;
елементи керування.

Після цього деталі доставлялися на підприємства остаточного складання.

Така система мала дві мети:

збільшити темпи виробництва;
зменшити ефективність союзницьких бомбардувань.

Однак через масштабні удари авіації союзників німецька промислова система поступово втрачала ефективність.

Бойове застосування V-1

Перший бойовий запуск V-1 відбувся в червні 1944 року, незабаром після висадки союзників у Нормандії.

Основною ціллю стали британські міста, передусім Лондон.

Німецьке командування розглядало V-1 як:

засіб психологічного тиску;
зброю помсти;
спосіб завдати удару по тиловій інфраструктурі противника.

На відміну від бомбардувальників, V-1 не потребувала пілота і могла запускатися без ризику втрати екіпажу.

Її основними перевагами були:

низька вартість;
масовість;
простота запуску;
складність перехоплення на початковому етапі.

Британська протидія V-1

Спочатку V-1 стала серйозною загрозою для Великої Британії.

Британська оборона поступово сформувала багаторівневу систему протидії.

Вона включала:

винищувальну авіацію;
зенітну артилерію;
радіолокаційне спостереження;
аеростатні загородження.

Проти V-1 використовувалися такі винищувачі:

Supermarine Spitfire;
Hawker Tempest;
Mosquito FB Mk VI.

Особливо ефективним виявився Hawker Tempest, який мав достатню швидкість для переслідування ракети.

Пізніше вдосконалення зенітних систем значно знизило ефективність V-1.

Психологічний вплив двигуна V-1

Окремим аспектом застосування Argus As 014 став психологічний ефект.

Звук двигуна V-1 став одним із символів війни для населення Лондона.

Його нерівномірний характер створював постійне напруження:

поки двигун працював — ракета летіла;

коли звук раптово припинявся — це означало, що вона починала падіння.

Ця особливість зробила V-1 не лише військовою, а й психологічною зброєю.

Значення Argus As 014 у розвитку реактивної техніки

Хоча імпульсний двигун не став основою майбутньої авіації, його значення було величезним.

Argus As 014 продемонстрував можливість створення:

автономних ударних літальних апаратів;
дешевих безпілотних систем;
дистанційної зброї великої дальності.

Саме V-1 стала попередником сучасних крилатих ракет.

Концепція:

компактний літальний апарат;
автоматична система керування;
реактивна силова установка;
доставка бойової частини на задану відстань,

стала основою багатьох післявоєнних розробок.

Бойова ефективність V-1 з двигуном Argus As 014

Застосування V-1 стало першим у світовій історії випадком масового використання безпілотного реактивного ударного апарата. Хоча ця зброя не мала точності сучасних крилатих ракет, її поява змінила саме уявлення про можливості ведення війни.

У період з червня 1944 року до березня 1945 року Німеччина здійснила понад 9 000 запусків V-1 по території Великої Британії. Основним районом ударів був Лондон, хоча ракети також застосовувалися проти інших міст і військових об’єктів.

Бойова ефективність V-1 визначалася не стільки точністю, скільки масованістю застосування.

Система мала низку переваг:

не вимагала підготовки пілотів;
могла запускатися серійно;
мала невисоку вартість;
дозволяла завдавати ударів без ризику втрати льотного складу.

Однак конструктивна простота мала і зворотний бік.

Основними недоліками були:

невисока точність;
передбачувана траєкторія;
залежність від швидкості та висоти польоту;
можливість перехоплення винищувачами.

Для ударів по великих містах ці недоліки вважалися прийнятними, оскільки головною метою було створення постійної загрози та психологічного тиску.

Надійність двигуна Argus As 014

Для одноразової зброї вимоги до ресурсу двигуна суттєво відрізнялися від вимог до авіаційних двигунів багаторазового використання.

Турбореактивний двигун винищувача мав працювати сотні годин, тоді як Argus As 014 повинен був забезпечити лише один політ тривалістю приблизно 20–30 хвилин.

Це дозволило конструкторам значно спростити систему.

Двигун не мав:

складної системи змащення;
багатоступеневого компресора;
турбінного вузла;
високоточної механіки.

Проте клапанний механізм залишався критичним компонентом.

Під час роботи він зазнавав величезних навантажень:

близько 45 відкривань і закривань за секунду;
високі температури;
ударні навантаження від циклів горіння.

Саме зношення клапанів було одним із факторів, які обмежували довговічність двигуна.

Але для концепції V-1 це не було серйозною проблемою.

Варіанти та розвиток Argus As 014

Хоча Argus As 014 найбільш відомий завдяки V-1, сама технологія імпульсних двигунів розвивалася і в інших напрямках.

Компанія Argus працювала над різними варіантами імпульсних установок:

збільшеної потужності;
для інших безпілотних апаратів;
для експериментальних літальних машин.

Одним із напрямів була спроба створення більш потужних двигунів для перспективної зброї.

Однак до кінця війни Німеччина вже не мала промислових можливостей для реалізації більшості таких проєктів.

Основний потенціал імпульсних двигунів залишався пов’язаний саме з V-1.

Порівняння Argus As 014 з турбореактивними двигунами

На момент появи V-1 Німеччина паралельно створювала справжні турбореактивні літаки, такі як Messerschmitt Me 262.

Порівняння цих двох напрямів показує різні філософії розвитку.

Турбореактивний двигун:

складніший;
дорожчий;
потребував високоякісних матеріалів;
забезпечував значно більші характеристики;
був придатний для багаторазового використання.

Імпульсний двигун:

надзвичайно простий;
дешевий;
технологічний;
придатний для масового виробництва;
оптимальний для одноразових апаратів.

Таким чином, Argus As 014 не був конкурентом турбореактивних двигунів. Він займав іншу нішу — створення дешевої реактивної зброї.

Союзницьке вивчення технології

Після завершення Другої світової війни технологія V-1 стала об’єктом детального вивчення союзниками.

І США, і СРСР отримали доступ до німецьких технічних документів, виробничого обладнання та готових зразків.

Особливий інтерес викликали:

система автоматичного керування;
конструкція планера;
принцип роботи імпульсного двигуна;
методи масового виробництва.

Для військових інженерів V-1 стала доказом того, що безпілотний ударний апарат великої дальності є технічно можливим.

Американський розвиток на основі V-1

Сполучені Штати активно досліджували V-1 у післявоєнний період.

Американці створили копію ракети під назвою JB-2 Loon.

Це була практично відтворена версія V-1 із використанням американських матеріалів.

JB-2 використовувалася для:

випробувань систем керування;
дослідження крилатих ракет;
відпрацювання запусків із різних платформ.

Хоча JB-2 не стала бойовою системою, вона стала важливим етапом розвитку американської ракетної техніки.

Досвід V-1 вплинув на подальші програми:

крилатих ракет;
безпілотних літальних апаратів;
дистанційної зброї.

Радянські дослідження V-1

СРСР також отримав доступ до німецьких технологій.

Радянські інженери вивчали:

конструкцію V-1;
систему керування;
імпульсний двигун;
виробничі технології.

На основі отриманих знань створювалися власні експериментальні зразки крилатих ракет.

Однак радянська школа ракетної техніки досить швидко переключилася на інші напрями:

балістичні ракети;
турбореактивні крилаті ракети;
стратегічні носії.

Вплив Argus As 014 на розвиток крилатих ракет

Головне історичне значення Argus As 014 полягає не в самій конструкції двигуна, а в тому, що він довів життєздатність концепції крилатої ракети.

До V-1 дистанційна зброя великої дальності була переважно теоретичною ідеєю.

Після її появи стало очевидно, що можливе створення:

автономного літального апарата;
із заданою траєкторією;
із власною силовою установкою;
з бойовою частиною.

Подальший розвиток привів до появи:

американських крилатих ракет;
радянських ракет сімейства КСР і Х;
сучасних систем типу Tomahawk;
сучасних ударних безпілотників.

Місце Argus As 014 в історії авіації

Argus As 014 не був технологічним шедевром у традиційному розумінні.

Він не мав:

високої ефективності;
великого ресурсу;
складної автоматики;
видатних льотних характеристик.

Але його значення визначалося іншим.

Це був перший реактивний двигун, вироблений у великих масштабах саме для безпілотної бойової системи.

Він показав, що:

реактивний рух може використовуватися дешевою зброєю;
складні бойові завдання можна виконувати без пілота;
масове виробництво може бути важливішим за технічну досконалість.

Саме тому Argus As 014 займає особливе місце між авіаційними двигунами Другої світової війни та сучасними силовими установками крилатих ракет.

Післявоєнне використання технології імпульсних двигунів

Після завершення Другої світової війни імпульсний двигун Argus As 014 втратив своє первісне військове значення, однак сама концепція імпульсної тяги не зникла.

Провідні авіаційні держави продовжили дослідження цієї технології, оскільки вона мала очевидні переваги:

простота конструкції;
низька вартість виробництва;
можливість створення компактних реактивних установок;
придатність для одноразових апаратів.

Проте розвиток турбореактивних двигунів швидко змінив ситуацію.

У післявоєнні роки турбореактивні силові установки стали значно ефективнішими, надійнішими та універсальнішими. Вони могли забезпечувати:

високу швидкість;
тривалий ресурс;
керовані режими роботи;
використання на багаторазових літаках.

На цьому фоні класичний імпульсний двигун поступово втратив роль перспективної авіаційної силової установки.

Американські експерименти з імпульсними двигунами

Сполучені Штати після війни активно досліджували німецький досвід.

Одним із перших напрямів стала програма JB-2 Loon, створена на основі V-1.

Хоча JB-2 використовувала американські копії німецького імпульсного двигуна, головний інтерес становила не сама силова установка, а концепція автономного ударного апарата.

Американські інженери використовували ці випробування для вивчення:

систем керування;
автоматичного наведення;
запуску безпілотних літальних апаратів;
використання крилатих ракет із кораблів і наземних платформ.

У подальшому США перейшли до більш досконалих крилатих ракет із турбореактивними двигунами.

Причина була очевидною: імпульсний двигун мав обмеження, які ставали критичними для стратегічної зброї.

Радянські дослідження імпульсних двигунів

У Радянському Союзі трофейні німецькі технології також стали предметом вивчення.

Радянські спеціалісти досліджували:

конструкцію V-1;
систему стабілізації;
автоматику;
принцип роботи Argus As 014.

Однак радянська ракетна школа пішла іншим шляхом.

Основними напрямами стали:

балістичні ракети;
реактивні снаряди;
крилаті ракети з турбореактивними двигунами;
стратегічні ракетні комплекси.

Імпульсний двигун залишився важливим історичним етапом, але не став основою радянського ракетного розвитку.

Причини занепаду імпульсних двигунів

Попри простоту і низьку вартість, імпульсний двигун мав фундаментальні обмеження.

Низька паливна ефективність

Імпульсний двигун працює переривчастими вибуховими циклами.

Це створює значні втрати енергії.

Порівняно з турбореактивними двигунами він мав:

більшу витрату палива;
менший радіус дії;
нижчу ефективність на великих дальностях.

Високий рівень шуму

Argus As 014 був одним із найгучніших авіаційних двигунів свого часу.

Пульсації горіння створювали характерний низькочастотний звук.

Для бойового застосування це означало:

легше виявлення;
психологічний вплив;
більшу вразливість.

Обмежений діапазон швидкостей

Імпульсний двигун найкраще працював у певному діапазоні швидкостей.

Він не був придатним для:

тривалого польоту на змінних режимах;
високоефективного крейсерського польоту;
маневрених літальних апаратів.

Механічне навантаження клапанів

Клапанний механізм залишався головним слабким місцем.

Навіть із використанням кращих матеріалів було складно забезпечити:

великий ресурс;
стабільну роботу;
низьку масу.

Імпульсний двигун у післявоєнній авіації

Попри занепад військового застосування, імпульсні двигуни продовжували використовуватися у різних експериментальних проєктах.

Їх досліджували для:

дешевих безпілотників;
навчальних апаратів;
експериментальних літальних моделей;
допоміжних силових установок.

Простота конструкції робила їх привабливими для завдань, де не вимагалися високі характеристики.

У другій половині ХХ століття імпульсні двигуни часто використовувалися у спортивному та експериментальному авіамоделюванні.

Від імпульсного двигуна до сучасних крилатих ракет

Хоча сучасні крилаті ракети вже не використовують класичний імпульсний двигун Argus As 014, концепція V-1 залишилася надзвичайно важливою.

Сучасна крилата ракета має багато спільного з німецьким проєктом:

автономний політ;
попередньо заданий маршрут;
автоматичне керування;
невелика висота польоту;
доставка бойової частини без екіпажу.

Різниця полягає у рівні технологій.

Сучасні системи отримали:

супутникову навігацію;
цифрові обчислювачі;
складні системи корекції маршруту;
малопомітні конструкції;
ефективні турбореактивні двигуни.

Таким чином, Argus As 014 став не стільки зразком майбутнього двигуна, скільки першим кроком до нового класу зброї.

Значення для розвитку безпілотних систем

Історичне значення V-1 та її двигуна виходить далеко за межі Другої світової війни.

До появи цього апарата авіація майже повністю асоціювалася з пілотованими літаками.

V-1 показала, що:

літальний апарат може виконувати бойове завдання без людини на борту;
реактивна тяга може використовуватися для масової зброї;
автоматичне керування може забезпечити міжконтинентальну концепцію удару.

Ці ідеї стали основою розвитку:

крилатих ракет;
ударних безпілотників;
автономних літальних систем.

Вплив на сучасну військову техніку

Сьогодні принципи, які вперше були реалізовані у V-1, стали основою багатьох систем.

Сучасні безпілотні апарати використовують ті самі базові ідеї:

відсутність пілота;
автоматизація польоту;
дистанційне або програмне керування;
застосування одноразових або багаторазових платформ.

Звичайно, сучасні технології значно перевершили можливості 1944 року, але історична лінія розвитку є очевидною.

Від V-1 через перші крилаті ракети до сучасних ударних безпілотників простежується одна концепція — створення автономного літального апарата, здатного доставляти навантаження до визначеної точки.

Історична оцінка Argus As 014

Argus As 014 не можна оцінювати лише за його технічними характеристиками.

За сучасними стандартами цей двигун був:

неекономічним;
гучним;
малоефективним;
технологічно примітивним.

Але в історичному контексті він став революційним.

Це був:

перший серійний імпульсний реактивний двигун;
перша масова силова установка для крилатої ракети;
двигун першої у світі бойової безпілотної ударної системи.

Його головне досягнення полягало не у створенні ідеального реактивного двигуна, а у доведенні принципово нової концепції.

Спадщина двигуна V-1

Сьогодні Argus As 014 залишається одним із найвідоміших авіаційних двигунів Другої світової війни.

Його значення визначається тим, що він став мостом між двома епохами:

епохою пілотованої поршневої авіації;
епохою автономної реактивної зброї.

Він показав, що майбутнє військової авіації буде пов’язане не лише зі швидкістю і висотою польоту, а й із можливістю створення розумних, автоматизованих і дистанційно керованих систем.

Саме тому імпульсний двигун Argus As 014 посідає особливе місце в історії техніки. Він не став вершиною розвитку реактивних двигунів, але став початком нового напрямку — ери крилатих ракет і безпілотної бойової авіації.