Kyushu J7W1 Shinden: последний отблеск молнии угасающей империи

Сегодня речь пойдет об одном из самых удивительных, технологически сложных и дерзких самолетов Второй мировой войны — японском экспериментальном перехватчике Kyushu J7W1 Shinden («Сверкающая молния» или, в других переводах, «Величественная молния»).

Небесный апокалипсис и стратегический тупик

Чтобы понять, зачем японцам понадобилось создавать самолет, чья аэродинамическая схема даже сегодня кажется смелой и нестандартной, необходимо погрузиться в мрачную атмосферу конца 1944 — начала 1945 года. К этому моменту война для Японской империи была фактически проиграна на океанских просторах, и фронт неумолимо придвинулся к самим Японским островам. Небо над родиной самураев начало темнеть от колоссальных серебристых силуэтов американских бомбардировщиков.

Американские тяжелые стратегические бомбардировщики Boeing B-29 Superfortress («Суперкрепость»), взлетавшие с недавно захваченных баз на Марианских островах (Сайпан, Гуам, Тиниан), а позже и из глубокого тыла союзников в Индии и Китае, методично превращали японскую промышленность и деревянные города в пепел. Это были левиафаны воздушного океана, до которых японские ПВО банально не могли дотянуться.

B-29 шли на рабочих высотах порядка 10–12 километров. На такой высоте воздух настолько разрежен, что обычные поршневые двигатели истребителей буквально «задыхались» без мощных турбокомпрессоров. Большинство японских истребителей того времени, создававшихся для завоевания господства в воздухе на малых и средних высотах в условиях маневренного боя, теряли всю свою прыть. Они превращались в неповоротливые мишени. Кроме того, «Суперкрепость» обладала фантастическим по тем временам оборонительным вооружением: спаренные 12.7-мм пулеметы в дистанционно управляемых турелях, которые наводились через аналоговые баллистические вычислители. Подойти к B-29 было равносильно самоубийству.

Японская авиация, традиционно делавшая ставку на виражную маневренность, легкость конструкции и огромную дальность полета для наступательных операций над бескрайним Тихим океаном, оказалась абсолютно не готова к глухой, эшелонированной обороне собственных небес. Да, у Императорского флота и армейской авиации были попытки создать высотные перехватчики. Машины вроде Mitsubishi J2M Raiden («Гром») и Kawanishi N1K1-J Shiden («Фиолетовая молния», который, к слову, создавался вопреки первоначальным спецификациям в чисто инициативном порядке инженеров фирмы) отчаянно пытались дать отпор армадам союзников. Но их количества и высотных характеристик катастрофически не хватало.

Для понимания масштаба трагедии: во время чудовищного огненного рейда на Токио в ночь на 10 марта 1945 года, в котором участвовало более 300 тяжелых бомбардировщиков, японской противовоздушной обороне удалось сбить всего 14 машин — то есть менее пяти процентов от всей ударной группировки. Американская промышленность могла штамповать эти гиганты сотнями и проглатывать такие потери не замечая, а вот Япония терять свои промышленные центры больше не могла физически. Экономика и производство стремительно коллапсировали.

Рождение радикальной идеи: Спецификации 17-Shi и концепция капитана Цуруно

Требовалось не просто новое оружие. Требовался радикальный, асимметричный ответ. Нужен был самолет принципиально нового класса: узкоспециализированный высотный перехватчик объектовой ПВО (по японской номенклатуре — береговой истребитель-перехватчик малого радиуса действия). Эта машина должна была быть лишена всего лишнего ради одной-единственной цели — невероятной скороподъемности, огромной скорости на пикировании и сокрушительной огневой мощи. Пусть он будет совершенно тяжелым в управлении и неманевренным в классическом «догфайте», пусть его радиус действия позволит лишь взлететь, атаковать цель в заданном квадрате и сразу сесть обратно на базу. Главная задача — любой ценой сбить летящий на высоте 12 000 метров B-29.

Работы над проектами таких перехватчиков шли медленно и постоянно откладывались в долгий ящик из-за нехватки ресурсов и загруженности КБ текущими заказами флота. Однако в 1943–1944 годах по спецификации 17-Shi (которая позже трансформировалась в 18-Shi Otsu B) началась работа над машиной, равной которой японская, да и мировая инженерная школа еще не видела в серийном производстве.

Автором этой сумасшедшей по меркам консервативной авиации идеи стал капитан Масаоки Цуруно, блестящий летчик-испытатель и высококвалифицированный инженер 1-го авиационно-технического арсенала флота. Он предложил концепцию, которая технически опередила свое время на добрую четверть века. Его проект получил рабочий индекс J7W1. Разберем аббревиатуру: литера ‘J’ означала принадлежность к классу истребителей-перехватчиков, цифра ‘7’ указывала на порядковый номер проекта в этом классе, а буква ‘W’ была отсылкой к фирме-производителю Kyushu (которая до 1943 года именовалась Watanabe Ironworks — отсюда и ‘W’). Базировался весь проект на экзотической аэродинамической схеме «утка».

Почему «Утка»? Физика и проницательность

Что представляет собой аэродинамическая схема «утка» в суровых реалиях авиастроения 1940-х годов? Классический самолет имеет большое несущее крыло впереди и маленькое хвостовое оперение (стабилизаторы и рули высоты) сзади. У «утки» все наоборот. Горизонтальное оперение, отвечающее за управление по тангажу (вверх-вниз), выносится в носовую часть фюзеляжа, далеко перед основным несущим крылом. Двигатель при этом, как правило, сдвигается в самый хвост и работает не на тянущий, а на толкающий винт.

Почему капитан Цуруно пошел на такой колоссальный инженерный риск? Ведь машин подобной компоновки за всю Вторую мировую войну во всех странах-участницах можно было пересчитать по пальцам одной руки, и почти все они так и остались макетами, «бумажными» фантазиями или, в лучшем случае, единичными  прототипами.

Ответ кроется в потрясающей дальновидности японских конструкторов. Цуруно прекрасно понимал, что эпоха громоздких поршневых двигателей с огромными винтами безвозвратно уходит в прошлое. Будущее принадлежало реактивной тяге. Проектируя планер J7W1, он изначально закладывал в него возможность безболезненной модернизации и установки перспективного турбореактивного (эта модификация фигурировала в планах как J7W2) или даже турбовинтового двигателя.

Попытка установить реактивный двигатель в классический поршневой истребитель — это всегда компромисс. Реактивная струя выжжет хвост, поэтому двигатель нужно либо выносить под крыло (как у Me.262), либо переделывать весь фюзеляж, делая его толстым и кургузым. Схема «утка» решала эту проблему изящно: она позволяла в будущем просто демонтировать тяжелый радиальный поршневой мотор из кормовой части и вставить на его место турбореактивный двигатель (например, разрабатывавшийся тогда Ne-130), сохранив идеальную центровку планера и чистую аэродинамику носовой части, где не было никакого громоздкого пропеллера, мешающего обзору и съедающего скорость.

Схема «утка» имела и чисто аэродинамические плюсы. В классической схеме хвостовой стабилизатор создает отрицательную подъемную силу (давит на хвост), чтобы уравновесить тяжелый нос. В схеме «утка» переднее горизонтальное оперение само создает положительную подъемную силу, участвуя в удержании самолета в воздухе вместе с основным крылом. Кроме того, такая схема при правильной центровке считается почти неподверженной штопору: при падении скорости и превышении допустимого угла атаки,  сначала подъемную силу теряет переднее крылышко, из-за чего нос самолета самопроизвольно опускается, машина набирает скорость и восстанавливает управляемость еще до того, как в сваливание уйдет основное крыло.

Но это все в теории. А на практике реактивных двигателей у Японии в 1944 году еще не было. Союзная Германия передавала чертежи, подводные лодки пытались прорвать блокаду с образцами технологий, но времени уже не оставалось. Поэтому в корму грациозной «Сверкающей молнии» пришлось впихивать то, что было в наличии — чудовищный по своим размерам и весу 18-цилиндровый двухрядный радиальный двигатель воздушного охлаждения Mitsubishi Ha-43 Model 12 (MK9D) мощностью свыше 2130 лошадиных сил.

Инженерный кошмар: Двигатель, охлаждение и шасси

Установка такого «монстра» в заднюю часть самолета обернулась для инженеров фирмы Kyushu головной болью просто астрономических масштабов. Радиальные двигатели воздушного охлаждения по своей природе предназначены для установки в самом носу машины, где они обильно обдуваются плотным набегающим потоком ледяного воздуха. Если спрятать такую огромную печку в тесный хвост фюзеляжа, двигатель моментально перегреется, металл поведет, и цилиндры заклинит. Самолеты с задним расположением двигателя, строившиеся в мире до этого, использовали моторы жидкостного охлаждения с компактными радиаторами. Но у японской промышленности исторически были огромные проблемы с надежными жидкостными моторами.

Чтобы решить эту задачу, инженерам пришлось проявить чудеса технической изобретательности. Они применили решение, которое прочно войдет в стандарт мирового авиастроения лишь с наступлением эпохи сверхзвуковых реактивных истребителей во второй половине XX века. По бокам фюзеляжа J7W1, в корневой части крыла, были сформированы массивные, аэродинамически выверенные щелевые воздухозаборники-обтекатели. Набегающий на огромной скорости поток воздуха буквально заглатывался ими и по сложным внутренним диффузорам направлялся прямо на оребрение цилиндров раскаленного Ha-43. Это было блестящее конструкторское предвосхищение будущего. Однако, забегая немного вперед, скажем, что на малых скоростях во время рулежки, прогрева и взлета потока воздуха критически не хватало, и двигатель все равно нещадно грелся, требуя от пилота постоянного контроля за температурой цилиндров.

Следующей нетривиальной проблемой стал движитель. Чтобы эффективно реализовать мощность более чем двух тысяч лошадиных сил в разреженном воздухе на высоте 12 километров, требовался винт огромного размера. На J7W1 установили цельнометаллический шестилопастной толкающий винт. Его диаметр составлял три с половиной метра! Пожалуй, это был один из самых исполинских пропеллеров, когда-либо устанавливавшихся на одномоторный боевой самолет.

Но этот гигантский кормовой винт породил новую, смертельную для машины опасность. Физика взлета такова, что при отрыве от полосы любой самолет задирает нос (увеличивает угол тангажа), соответственно, опуская хвост. У самолета с трехметровым винтом на самой корме любое, даже малейшее неосторожное движение штурвалом на разбеге неминуемо приводило к тому, что лопасти с чудовищной силой вспахивали бетон или грунт взлетно-посадочной полосы.

Чтобы избежать этого, конструкторам пришлось сделать основные стойки шасси необычайно длинными. Самолет на земле выглядел стоящим на ходулях, как металлическая цапля. Носовую стойку также пришлось удлинить до невообразимых размеров, чтобы обеспечить правильный стояночный угол для разбега. Но даже эти меры оказались недостаточными. Во время первых же скоростных пробежек по полосе летчик-испытатель слегка перетянул ручку на себя, и винт со скрежетом чиркнул по земле, деформировав драгоценные лопасти. Пришлось срочно вносить необходимые изменения: на нижних частях вертикальных килей (которые у J7W1 располагались прямо на стреловидных крыльях) установили дополнительные страховочные маленькие колесики.

Летающая батарея: Огневая мощь и тактика применения

Но самое страшное и смертоносное в конструкции J7W1 скрывалось в его носовой части. Поскольку огромный двигатель переехал за спину пилота, вся носовая секция оказалась абсолютно свободной от механизмов. Капитан Цуруно распорядился этим объемом со всей безжалостностью военного времени. Он разместил там абсолютное оружие уничтожения тяжелых стратегических бомбардировщиков — батарею из четырех 30-миллиметровых автоматических авиационных пушек Type 5.

Для понимания: каждая из этих пушек весила под 70 килограммов и имела длину ствола около двух метров. Чтобы уместить это артиллерийское великолепие внутри фюзеляжа, нос истребителя пришлось сделать довольно широким, пожертвовав изящными аэродинамическими обводами, которые предполагались на стадии продувки деревянных макетов. Боекомплект был мизерным и составлял всего по 60 фугасно-зажигательных снарядов на каждый ствол. Этого запаса хватало буквально на несколько секунд непрерывного шквального огня.

Но большего перехватчику и не требовалось. По весу секундного залпа «Сверкающая молния» превосходила практически любой поршневой истребитель стран Оси и союзников, уступая в огневой мощи разве что немецкому реактивному Messerschmitt Me.262 с его батареей из четырех 30-мм короткоствольных пушек MK-108. Залп четырех длинноствольных 30-мм японских орудий обладал такой чудовищной разрушительной кинетической и фугасной энергией, что даже одно-единственное попадание такого снаряда в крыло, центроплан или гермокабину B-29 гарантированно ломало силовой набор и отправляло американскую «Суперкрепость» в неконтролируемое падение. В качестве дополнительной меры самолет мог нести под крыльями две 60-килограммовые авиабомбы, предназначенные, по задумке, для сброса прямо в плотный строй бомбардировщиков с целью их рассеивания.

Тактика боевого применения J7W1 разрабатывалась с холодной, математической расчетливостью. Самым уязвимым, «слепым» местом  B-29 была передняя верхняя полусфера. Американские бортовые стрелки просто не ожидали скоординированных атак сверху, так как большинство японских машин не могли оперативно забраться выше эшелона пролета бомбардировщиков. План применения Shinden был предельно жесток: перехватчик, используя свою гигантскую тяговооруженность и скороподъемность, по тревоге взлетает, стремительно набирает высоту свыше 12 тысяч метров и ложится на встречный курс. Визуально обнаружив идущий сомкнутым строем «косяк» B-29, пилот переводит машину в крутое пикирование на цель спереди и сверху. Он открывает шквальный огонь из четырех 30-мм орудий на максимальной эффективной дистанции (стараясь остаться вне зоны прицельного огня оборонительных турелей), прошивает строй насквозь огненным мечом и, используя колоссальную кинетическую энергию, накопленную в пикировании, моментально уходит крутой «свечой» вверх для подготовки к повторной атаке. Никаких затяжных виражей, никаких горизонтальных маневров, никаких классических собачьих свалок «догфайтов» — только огромная скорость сближения, один сокрушительный удар и мгновенный отход.

Первые полеты и закат Империи

Реальность, как это практически всегда случается с проектами «чудо-оружия» (Wunderwaffe) на излете проигранной войны, оказалась куда прозаичнее, сложнее и трагичнее чертежной теории. Разработка и постройка опытных прототипов шли в условиях жесточайшего дефицита качественных легированных сталей, алюминия, опытных рабочих рук и под аккомпанемент непрерывных ковровых бомбежек американской авиации. Тем не менее, вопреки здравому смыслу и разваливающейся логистике, командование флота Японии настолько фанатично поверило в спасительную силу этой машины, что официально заказало в серийное производство партию из более чем 1000 единиц еще задолго до того, как первый экспериментальный прототип вообще оторвался от бетона взлетной полосы.

Апрель 1945 года. Первый летный прототип был, наконец, собран. Но из-за непрекращающихся проблем с перегревом мотора на земле, необходимостью срочной доработки и усиления хвостового оперения, а также из-за того, что завод постоянно находился под угрозой авиаударов, первый реальный полет удалось организовать лишь 3 августа 1945 года — за считанные дни до того, как над Хиросимой вспыхнуло атомное солнце.

В тесную кабину уникальной машины сел лично ее создатель — капитан Масаоки Цуруно (в ряде исторических документов пилотом первого вылета значится штатный летчик-испытатель, но Цуруно активно участвовал в наземных рулежках). На прототипе не было боевого оружия — вместо 70-килограммовых пушек в нос загрузили бетонные балластные муляжи для сохранения центровки. Топливные баки заправили лишь наполовину, чтобы максимально облегчить конструкцию для первого, самого опасного отрыва от земли.

Shinden тяжело, с оглушительным ревом пробежал по полосе базы Фукуока и нехотя оторвался от земли. В этот день он поднялся на высоту всего около 400 метров и развил скорость не более 194 километров в час, после чего летчик, оценив поведение машины, осторожно заложил круг и пошел на посадку.

Даже этот короткий, предельно аккуратный полет вскрыл целый ворох критических проблем. Мощнейший 18-цилиндровый мотор и гигантский тяжелый шестилопастной винт создавали жуткий реактивный момент (крутящий момент от вращения тяжелых масс). Одномоторную машину на разгоне буквально пыталось скрутить штопором вокруг собственной  оси. На классических двухмоторных истребителях этот паразитный момент компенсируется вращением двух винтов в разные стороны. Здесь же пилоту приходилось изо всех сил работать рулями направления и элеронами, чтобы просто удержать ревущий самолет в стабильном горизонтальном полете.

Выяснилось, что площади хвостового вертикального оперения катастрофически не хватало для нормальной курсовой устойчивости на малых скоростях. Кроме того, длинный карданный вал, который соединял двигатель, расположенный сразу за кабиной пилота, с толкающим винтом, вынесенным в самый хвост, вибрировал на определенных оборотах так сильно, что летчику казалось, будто самолет сейчас просто развалится в воздухе на сотни заклепок. Ну и, конечно, двигатель, лишенный нормального обдува на скорости менее 200 км/ч, моментально начал перегреваться.

После внесения спешных регулировок были проведены еще два коротких испытательных полета (6 и 8 августа 1945 года). Суммарный налет самого перспективного и необычного перехватчика Императорской Японии составил жалкие 45 минут. Максимальная высота, которой он успел достичь за эти сессии, не превысила 500 метров, а максимальная зафиксированная скорость составила лишь 260 км/ч. Стало абсолютно очевидно: управлять таким необъезженным монстром, учитывая его специфическую аэродинамическую центровку, высокие посадочные скорости и чудовищный крутящий момент силовой установки, в бою смогут только асы высочайшего, экстраординарного класса. А их в обескровленной Японии к августу 1945 года практически не осталось. Цвет японской авиации либо погиб в мясорубке над Соломоновыми островами и Филиппинами, либо добровольно сгорел в рядах корпусов токкотай (тех самых камикадзе). Попытка массово сажать в кабину Shinden недоученных юнцов из летных школ, прошедших ускоренную программу подготовки, была бы равносильна саботированию собственной авиации — они бы разбивались пачками еще на этапе взлетного разбега.

Послевоенное эхо

15 августа 1945 года Император Хирохито выступил по радио с обращением к нации, объявив о принятии условий Потсдамской декларации. Япония капитулировала. Все работы на авиационных заводах остановились в одночасье.

Из двух построенных прототипов Kyushu J7W1 Shinden до стадии летных испытаний был доведен лишь один. В сентябре 1945 года, когда на остров Кюсю и на территорию завода прибыли американские оккупационные войска, техническая разведка ВВС США немедленно обратила внимание на странный самолет, спрятанный в ангарах. Американские авиационные инженеры быстро оценили огромный потенциал, заложенный в конструкцию. Машину было решено сохранить. Ее аккуратно разобрали на технологические модули, бережно погрузили на транспортное судно и отправили через Тихий океан в Соединенные Штаты, на знаменитый исследовательский полигон Райт-Филд (Wright Field).

Там, в спокойной обстановке, американские инженеры с помощью привезенных пленных японских технических специалистов и переводчиков собрали Shinden заново и провели его тщательное инженерное изучение. Им крайне понравилась общая концепция и компоновка. Фундаментальные идеи, заложенные капитаном Цуруно, оказались абсолютно жизнеспособными и рабочими. Проблема заключалась лишь в том, что японская промышленность агонизирующей Империи банально не могла обеспечить эти передовые идеи должным качеством сборки, допусками в обработке металлов и надежными материалами.

К счастью, американские военные не пустили эту уникальную машину под нож ради переплавки, как они сделали со многими другими трофеями. Единственный в мире уцелевший прототип Kyushu J7W1 Shinden пережил десятилетия и сегодня бережно хранится (хоть и не в полностью собранном для экспозиции виде, а в виде законсервированных отдельных модулей) в реставрационных запасниках Центра Стивена Удвара-Хейзи, который является частью Национального музея воздухоплавания и астронавтики Смитсоновского института в штате Мэриленд.

J7W1 «Сверкающая молния» — это невероятный памятник инженерной дерзости, отчаянному полету технической мысли. Машина, которая теоретически могла нанести серьезный урон соединениям американских стратегических бомбардировщиков, но опоздала на войну.

ЛТХ: