Дозаправка в воздухе. Как все это начиналось

Сегодня начинаем разговор на тему столь же интересную, сколько и сложную. Дозаправка в воздухе топливом летательных аппаратов. Со стороны этот процесс выглядит довольно зрелищно. Но изнутри он достаточно сложен, особенно что касается пилотирования взаимодействующих друг с другом воздушных судов.
Дозаправка в воздухе считается одним из самых сложных элементов полета, выполняемых летчиками военной авиации. Военной потому, что выполняется она на данный момент только на армейских летательных аппаратах.Сама идея дозаправки в воздухе возникла уже достаточно давно, с тех самых пор, когда аэропланы прочно обосновались на просторах безбрежного пятого океана. Ведь тогда, как впрочем и сейчас :-), возможность длительного нахождения в воздухе, которое ассоциировалось либо с большой дальностью, либо с выполнением какого-либо длительного ответственного задания, зависела, в основном, от двух факторов: состояния экипажа и наличия на борту достаточного количества топлива для работы двигателя.
С экипажем тут уж вряд ли что можно было сделать, разве что возить с собой сменщиков (что, вобщем-то, в дальнейшем и применялось). А вот насчет топлива стоило подумать :-). Ведь тут существуют две возможности. Первая, как бы тривиально это не звучало , расходовать топливо меньше или вообще не расходовать. А вторая — каким-либо образом в нужный момент пополнить его запасы.

А сейчас вплотную поговорим о дозаправке в воздухе. Это и есть та самая вторая возможность увеличения дальности. И, действительно,самолет может держаться в воздухе и выполнять при этом поставленную задачу, пока работают его двигатели. А они будут работать, пока есть на борту топливо (при условии, конечно, их полной исправности). То есть формально самолет может находиться в воздухе неограниченно долго, главное, чтобы экипаж, им управляющий, был работоспособен.

У принципа пополнения топлива на борту путем дозаправки в воздухе есть еще одна очень важная положительная особенность. Дело в том, что в характеристиках любого самолета есть такой параметр, как максимальная взлетная масса. Это такая максимальная масса летательного аппарата при которой он может безопасно осуществить взлет.
Так как в суммарную массу любого воздушного судна входит как топливо на его борту, так и груз в его грузовых отсеках (а равно и боеприпасы), то здесь открывается возможность для определенного комбинирования.
Если есть возможность дозаправки в воздухе, то вполне можно взлететь с меньшим количеством топлива (к тому же используя более короткую дистанцию для взлета :-)), но с большей полезной нагрузкой, а потом уже в полете нужное топливо получить от заправщика. В этом случае, естественно, эффективность боевого применения повышается.
Первые неуклюжие попытки «дозаправки» были сделаны еще в 1912 году. Другим словом и без кавычек эти действия не назовешь, потому что первоначально это была просто передача канистр с бензином с одного аэроплана на другой.
Однако уже в 20-е годы была опробована и проведена успешная дозаправка топливом через шланг перекинутый с самолета на самолет. Топливо переливалось просто под влиянием гравитации.. Именно переливалось, потому что об ускоренной перекачке тогда речь не велась, да и сам процесс иной раз мог выглядеть достаточно комично :-). Ведь зачастую подаваемый шланг с заправочным пистолетом надо было ловить вручную и вручную же вставлять его в заправочную горловину.Впервые такого рода операция была выполнено 27 июня 1923 года. Заправка происходила с крыла на крыло между двумя самолетами Airco DH.4 принадлежашими USAF ( американские военно-воздушные силы, тогда еще называвшиеся по-другому :-)). Экипаж – военные летчики Virgil Hine и Frank W. Seifert. И американцы не остановились на достигнутом.
Уже в августе этого же года, с 27-го по 28-е, на тех же самолетах Airco DH.4 был установлен рекорд продолжительности полета (экипаж – военные летчики Lowell Smith и John Paul Richter). Заправляемый самолет оставался в воздухе 37 часов 15 минут, при этом было проведено девять дозаправок, перекачано 687 галлонов топлива и 38 литров масла для двигателя.

5 октября того же года тот же экипаж на самолете Airco DH.4 выполнил успешный перелет из городка Sumas в штате Вашингтон до San Diego ( Калифорния) с двумя дозаправками в воздухе, тем самым доказывая практическую ценность воздушной дозаправки.Дальше – больше :-)… В январе 1929 года американские военные летчики на самолете Question Mark (Вопросительный знак), который был специально подготовленной модификацией военно-транспортного Atlantic-Fokker С-2А, в результате использования дозаправки в воздухе продержались в полете над Лос-Анджелесом более 150 часов.

Летчики Dale Jackson и Forest O’Brine на самолете Curtiss Robin используя всю ту же ручную примитивную дозаправку продержались в воздухе без посадки с 13 по 30 июля 1929 года (то есть 420 часов и 17 минут). Полет проходил над аэродромом Lambert Field, город St-Louis, штат Missouri.В период с 11 июня по 4 июля 1930 года братья brothers John, Kenneth, Albert, и Walter Hunter используя два самолета Stinson SM-1 Detroiter (один как заправщик другой, как заправляемый) продержались в воздухе 553 часа 40 минут над аэродромом Sky Harbor Airport возле местечка Northbrook севернее Чикаго.

И наконец в 1935 году братья Fred и Al Key (получившие прозвище «Летающие Ключи» :-)) на самолете Curtiss Robin (носившим название Ole Miss) установили рекорд беспосадочного полета в 653 часа и 34 минуты. То есть более 27 дней в воздухе! Да еще на такой этажерке :-). Они взлетели 4 июня и приземлились 1 июля, пролетев при этом 52320 миль и израсходовав более 6000 галлонов бензина.

Интересно, что в этом случае установление рекорда с использованием дозаправки в воздухе не было самоцелью. Дело в том, что 1935 год был временем, когда в разгаре была Великая Депрессия. Небольшой аэродром (аэропорт) в городке Meridian (штат Миссисипи) должен был закрыться по экономическим соображениям.
Братьев Key это, мягко говоря не устраивало :-). И они решили привлечь внимание к аэродрому, устроив на нем свое шоу, главной целью которого было побить существующий рекорд братьев Hunter.
Подошли они к этому вопросу достаточно основательно. Ведь известно, что существовавший до сих пор способ заправки (шланг с обычным заправочным пистолетом) был довольно опасен. Самолет ( как заправщик, так и заправляемый) из-за любых воздушных возмущений вполне мог отклониться от прямолинейного полета.
В этом случае заправочный пистолет могло вырвать из горловины топливного бака заправляемого самолета. Понятно, что в этом случае струя бензина из шланга может попасть куда угодно, в том числе и на горячий корпус двигателя заправляемого самолета. А тогда пожар в полете очень вероятен.
Дабы этого избежать, Братья Key совместно с изобретателем и механиком A.D.Hunter усовершенствовали систему заправки. На конце заправочного шланга был установлен специальный клапан, который открывался только при его нахождении в заправочной горловине.
В случае, если он оттуда по какой-либо причине (штатной или нештатной) выходил, то подача топлива сразу перекрывалась. С использованием этой системы и проходил полет. Заправка производилась с такого же самолета Curtiss Robin, пищу летчикам спускали на веревке. Все остальное тоже с использованием подручных средств :-)…
Еще одной проблемой как у братьев Hunter, так и братьев Key ( а также у летчиков Dale Jackson и Forest O’Brine, Сант-Луис) было обслуживание двигателя. Полет был очень длительный, положенного наземного технического обслуживания двигатель, естественно, не получал. Поэтому приходилось производить хоть какие-то работы прямо в полете на работающем двигателе.

Специально для этого как на Stinson SM-1 Detroiter, так и на Curtiss Robin были выполнены специальные небольшие помосты вокруг двигателя, на которые выбирался один из пилотов и ( я бы сказал, рискуя жизнью :-)) выполнял необходимые работы.
Полет, безусловно, был грандиозен и заслуживает особого внимания. После его окончания, аэропорт получил в честь братьев название Key Field. Он успешно функционирует и по сей день в качестве регионального аэропорта Соединенных Штатов. А самолет, на котором совершался этот полет сейчас хранится в Национальном Аэрокосмическом Музее в Вашингтоне (National Air and Space Museum). Наши бы так умели хранить свои национальные реликвии :-(…
Теперь слова немного разбавим коротенькими видеороликами о вышесказанном. Второй, кстати, посвящен полету в Сант-Луисе в июле 1929 года. Язык там, правда, малопонятен, но и без него многое ясно :-). Отважные были летчики в то время…

Не отставала от американцев и Европа. Там примерно в это же время проводились опытные полеты с дозаправкой в воздухе. Были они правда не столь экстремальны :-).
В 1928 году заправку между двумя самолетами продемонстрировали французы на авиационном празднике на аэродроме в Ле бурже (Le Bourget, том самом, где сейчас проходят знаменитые всемирные авиационные выставки).
Британский научно-исследовательский авиационный центр (одна из баз его была в Фарнборо (Farnborough), опять же в том самом, где сейчас проходят крупные авиационные выставки; последняя только что закончилась в прошлое воскресенье :-)) работал над увеличением дальности полета дальнемагистральных гидросамолетов Британской империи.
С этой целью исследовались возможности дозаправки в воздухе. В 1931 году впервые была продемонстрирована дозаправка между двумя самолетами Vickers Virginia, при этом использовался шланг с предохранительным клапаном, по принципу действия похожим на клапан, используемый братьями Key. Работы продолжались успешно, но были прекращены с началом Второй Мировой войны.

Однако все эти способы заправки были, как видите очень примитивны, малоэффективны и опасны для самолета и экипажа. Назревала серьезная необходимость придумать что-нибудь посерьезнее и поосновательнее. Первым человеком, взявшимся за выполнение этой задачи стал Alan John Cobham, известный английский летчик, воевавший в первую мировую и специализировавшийся в полетах на длинные дистанции.
Основываясь на работах других английских инженеров он разработал первую в мире настоящую систему (именно систему!) дозаправки в воздухе.
Кратко о ее сути. На заправляемом самолете в хвосте через специальное отверстие выпускался тонкий стальной трос на конце которого был укреплен груз со специальными зацепами (когтями). На самолете заправщике в нижней части фюзеляжа было смонтировано устройство, которое в нужный момент делало выстрел специальным гарпуном (лучше слово не подберешь :-)) на таком же тросе поперек курса в левую сторону.
Заправщик подходил справа сзади и чуть выше заправляемого самолета и делал выстрел гарпуном поперек курса в сторону выпущенного троса с грузом от заправляемого самолета. Трос заправщика ложился на трос заправляемого и далее, в результате эволюций заправщика, тросы обоих самолетов сцеплялись (гарпун с когтями груза) и лебедкой место сцепа затягивалось в корпус танкера.
Там вместо троса к узлу сцепки присоединялся топливный шланг, который в обратном порядке перетягивался на борт заправляемого самолета. Далее заправщик поднимался выше и происходила заправка. Топливо, как вы уже верно поняли :-), опять же перетекало самотеком.
При отработке этой системы в качестве заправляемого самолета использовался Airspeed AS.5 Courier а в качестве заправщика транспортный Handley Page W.10.

Главной целью разработчика этой системы (как патриота своей страны :-)) было не военное ее применение, а улучшение возможностей трансатлантических коммерческих перелетов.
В 1934 году Cobham основал фирму по разработке, совершенствованию и производству оборудования для своей системы дозаправки в воздухе. Фирма называлась Flight Refuelling Limited (FRL, существует по сей день :-)), а система дозаправки — Grappled-line looped-hose или просто looped-hose. Затрудняюсь литературно это перевести :-). Что-то типа «шланг-петля».

В 1938 году система FRL looped-hose отрабатывалась на больших гидросамолетах типа Short Empire. В 1939 году с целью отработки дальних трансатлантических перелетов использовались самолеты Handley Page H.P.54 Harrow. С 5 августа по 1 октября 1939 года было выполнено 16 трансатлантических перелетов британских гидросамолетов, в которых 15 раз использовалась дозаправка в воздухе. После этого испытания были прекращены, потому что началась Вторая Мировая война.

во второй части вы узнаете о заправках в воздухе "летающих крепостей" и разработках систем дозаправки в воздухе в ВВС РККА.