К весне 1944 года для немецкого верховного командования стало ясно, что постоянному наращиванию дневных налетов бомбардировщиков союзников на промышленные центры противостоять имевшимися средствами ПВО уже невозможно. Ситуация была настолько серьезной, что рассматривались даже самые необычные предложения по перехвату и уничтожению бомбардировочных соединений, но только немногие из них оказались реально осуществимыми. Одним из таких эксцентричных предложений был проект Эриха Бахема по созданию дешевого, вертикально стартующего ракетного истребителя объектовой ПВО.
Проект Бахема не был действительно оригинальным. Вертикально стартующий ракетный перехватчик был предложен Техническому департаменту еще летом 1939 года и был отклонен как слишком фантастичный. Проект Бахема отличался крайней простотой, с максимальным использованием недефицитных материалов в конструкции и неквалифицированной рабочей силы при сборке. Дешевые и недефицитные материалы применялись в каждом узле конструкции, которая должна была использоваться только один раз. Ракетный двигатель предполагалось спасать для последующего использования.
Концепцию такого перехватчика впервые выдвинул Вернер фон Браун в меморандуме Техническому департаменту от 06.07.1939. Фон Браун рассматривал самолет взлетной массой около 5000 кг с одним ракетным двигателем тягой до 10 тс. Самолет должен был взлетать вертикально с помощью 6м направляющих. Боевая высота в 8000 м набиралась за 53 сек! Хотя эта схема была отклонена RLM как трудноосуществимая, но сама концепция захватила воображение Бахема – технического директора «Gerhard Fieseler Werke», который разработал ряд проектов под общим обозначением Fi.166. Эти проекты также были отклонены RLM но Бахем продолжал поддерживать контакты с Фон Брауном и следил за работами над ракетными двигателями в Пенемюнде. Когда в конце весны 1944 года RLM выдало требования на небольшой дешевый истребитель объектной ПВО, Бахем и предложил свой проект под обозначением ВР.20 «Natter» («гадюка»).
Технический департамент получил многочисленные предложения, но для испытаний в начале лета был выбран проект «Хейнкеля» – 1077 «Julia», как победителя конкурса, а проект «Гадюки» был отклонен. Проект Бахема был инициативным, и к тому же был предложен необычным способом – через генерала истребительной авиации Адольфа Галланда, который передал проект «Наттера» министерству авиации. Технический департамент отклонил проект на том основании, что самолет предусматривал одноразовое использование. Тем не менее, убежденный в реальности проекта, Бахем не смирился с поражением и постарался заручиться поддержкой такого не последнего лица как Генрих Гиммлер.
Гиммлер проявил к проекту «Natter» непосредственный интерес, пообещав личную поддержку. В течение 24 часов Бахем получил уведомление, что Технический департамент пересмотрел раннее отклоненный проект и придал ему высочайший приоритет. Под Вальдзе был выделен небольшой завод, к Бахему присоединился X.Бетхбедер – бывший технический директор «Dornier Werke». «Walter Werke» из Киля выделила специалиста по ракетным двигателям Грассова. В августе 1944 года в рамках программы «ускоренного выпуска истребителей» начались работы над ВР.20 под наблюдением полковника Кнемейера из Технического департамента.
Окончательный вариант «Гадюки» несколько отличался от предложения Бахема. Первоначальная конфигурация самолета отвечала такой схеме атаки: после применения «Наттером» своего бортового оружия – батареи ракет – пилот должен был использовать оставшуюся кинетическую энергию самолета для набора высоты с последующим пикированием и тараном цели. Непосредственно перед столкновением пилот катапультировался. При этом срабатывали разрывные болты, отсоединявшие заднюю часть самолета с двигателем, который затем приземлялась с помощью парашюта для последующего использования. Бетхбедер пришел к заключению, что кабина «Наттера» слишком мала для установки нормального катапультируемого сиденья. Кроме того, его установка только усложнила бы конструкцию, которая априорно должна была быть простой. В результате от таранного способа атаки пришлось отказаться. Пилот теперь должен был сбрасывать переднюю часть фюзеляжа с фонарем, что освобождало парашют.
Параллельно с окончательной разработкой конструкции после уточнения проекта проводились продувки в аэродинамической трубе в Брауншвейге. Во время продувок исследовалось поведение самолета до скорости 0,95М, во время которых не было выявлено проблем с управляемостью и эффектов сжимаемости воздуха. Конструкция была цельнодеревянной. Металл использовался только для органов управления, шарниров и узлов крепления. Фюзеляж полумонококовой конструкции. Крыло имело один лонжерон от одной консоли до другой через фюзеляжные топливные баки. Механизация крыла отсутствовала, управление осуществлялось рулевыми поверхностями, которые составляли часть хвостового оперения. Оперение в виде «несимметричного креста», стабилизатор несущий. Крыло и стабилизатор максимально простой прямоугольной формы. Пpофиль крыла симметричный с относительной толщиной 12 % на 50 % хорды.
На начальной стадии проектирования рассматривались различные варианты вооружения, включая батарею из сорока девяти 30-мм ракет SG-119, «цилиндрический» полуавтомат с сорока 30-мм снарядами, но была выбрана сотовая схема с шестигранными трубами под 73-мм ракеты S-217 «Foen» («Шторм») или четырехгранными под 55-мм ракеты R4М. «Соты» в первом варианте несли 24 снаряда, в последнемм – 33. Первоначальный вариант на двадцать восемь «Штормов» был отклонен из-за проблем с отводом пороховых газов, которые вызвали взрыв во время наземных испытаний. В полете «соты» закрывались сбрасываемым пластиковым обтекателем.
Особое внимание уделялось обеспечению достаточной защиты пилота. Перед пилотом располагалась бронированная перегородка, имевшая вырезы под педали управления, которые располагались по бокам «сот». С боков пилота прикрывала многослойная броня. За сиденьем бронеперегородка, отделявшая пилота от топливных баков. Из оборудования только простой кольцевой прицел с мушкой на фюзеляже. Сразу за задней перегородкой кабины находились два топливных бака. Бак над лонжероном крыла вмещал 440 л Т-топлива, а бак под лонжероном содержал 190 л С-топлива. За ними находился двигатель Вальтера HWK-509A.
Для запуска Ва.349 монтировался на практически вертикальных направляющих длиной 25 м. Законцовки крыла и нижней части киля были усилены для движения по направляющим. Направляющие могли наклоняться для «зарядки» в них самолета горизонтальным способом. Так как тяга двигателя была несколько меньше нужной для обеспечения вертикального взлета, то предусматривалось использование четырех твердотопливных ракетных ускорителей «Schmidding», работающих 10 сек и затем сбрасывающихся.
Рассчитывали, что при старте ускорение не превысит 2,2g но на всякий случай во избежании потери управления пилотом рули блокировались перед стартом в позиции, обеспечивающей сход с направляющих в нужном направлении. После старта на высоте 170...200 м сбрасывались ускорители и включался автопилот, управляемый по радио с земли.
В 1,5...3 км от цели пилот должен был отключить автопилот, сбросить носовой обтекатель, приготовить ракеты, сблизиться с целью и пустить все ракеты одним залпом. Так как задачей пилота было только направить самолет на цель, планировалось использовать летчиков без особой подготовки – только инструктаж на земле. После выполнения атаки пилот отстегивал ремни, отсоединял штурвал и сбрасывал носовую часть фюзеляжа. Она отбрасывалась вместе с лобовым остеклением, передней перегородкой и приборной доской. Одновременно открывался парашют в задней части фюзеляжа. Последующее торможение задней части фюзеляжа как был откидывало пилота вперед от самолета, после чего летчик открывал свой парашют обычным способом.
Поддержка программы Ва.349 была такой сильной, что первая партия из 50 опытных машин была закончена на заводе в Вальдзе за три месяца с момента начала работ. а этой стадии планировалось использовать все 50 машин для безмоторных испытаний. Первый планирующий полет был совершен под Нюрбергом в ноябре 1944 года. Ва.349 был загружен до 1700 кг и поднят на высоту 6000 м буксировщиком Hе.111. Пилот-испытатель Цуберт впоследствии доложил, что устойчивость самолета была в норме, управление было простым и эффективным на всех скоростях от 200 до 680 км/час. Первая попытка беспилотного вертикального старта была предпринята 18.12.1944. Самолет был оснащен четырьмя ускорителями «Schmidding». Испытания закончились неудачей – Ва.349 даже не сошел с направляющих, так как ускорители прогорели в местах проводки зажигания. Через четыре дня последовала вторая попытка. а этот раз самолет сошел с направляющих и исчез в облаках на высоте 750 м.
Далее успешно были запущены еще десять беспилотных Ва.349, хотя выяснилось, что скорость перед сбросом ускорителей оказалась недостаточной для нормальной работы рулей. Чтобы устранить этот недостаток оперение было переделано: хорда рулей была увеличена чуть ли не в два раза, нижняя часть киля была укорочена, а верхняя - удлинена. Были установлены и охлаждаемые водой газовые рули, которые работали около 30 сек – вполне достаточно для разгона до нормальной скорости полета. Эти изменения были внесены в Ва.349A-V16 и на последующих «Наттерах».
Первоначальная идея использовать все первые самолеты для планерных и беспилотных испытаний была отброшена из-за нехватки времени и уменьшения поддержки со стороны Гиммлера. 22.12.1944 в день первого успешного беспилотного запуска Ва.349 на встрече в Берлине главной конструкционной комиссией было отмечено, что ни он, ни проект 1077 «Julia» не оправдали ожиданий, что проектирование Ме.263 следует завершить в любом случае, а испытания Ме.262 с дополнительной ракетной установкой позволят создать самолет способный решить задачи объектовой ПВО. Рекомендовалось свернуть работы над «Юлией», а работы над Ва.349 продолжить, несмотря на технические проблемы, так как испытания фактически уже начались. Но работы по серийному производству было решено прекратить.
Этот приговор комиссии был не более, чем рекомендацией, и в том, что касалось Ва.349, она не была принята к исполнению. Правда, программа «Natter» столкнулась с другими проблемами. Производство планера самолета занимало только 250 чел.-час, причем в основном низкоквалифицированной рабочей силы. Ламинированную древесину для Ва.349 производили многочисленные деревообрабатывающие мастерские. Однако работа ускорителей «Schmidding» оставляла желать лучшего. Время работы и тяга варьировались. Произошло несколько взрывов на старте. Автопилот «Patien» не обеспечивал устойчивости, и его работу было трудно синхронизировать. Обещания поставок двигателя Вальтера HWK-509А так и остались обещаниями. Фактически первый двигатель Вальтера поступил Бахему только в феврале 1945 года. В результате первый испытательный полет «Natter» по полной программе смог состояться только 25 февраля.
Для первого старта с двигателем Вальтера в кабине пилота был установлен манекен. Ва.349 был запущен успению, на заданной высоте носовая часть и двигатель отделились, манекен и двигатель успешно были спасены с помощью парашютов. Результаты испытаний произвели впечатление на RLM, потребовавшее немедленно провести испытания с пилотом. Бахем выразил мнение, что такие испытания преждевременны, в чем его поддержал и профессор Руфф из Люфтганзы, но все возражения были отклонены. 28 февраля обер-лейтенант Лотар Зиберт, добровольно согласившийся на подобные испытания, стартовал на Ва.349. Самолет набрал высоту около 500 м, после чего фонарь кабины самопроизвольно открылся. Самолет перевернулся через хвост приблизительно на высоте 1500 м, после чего опустил нос и спикировал к земле. Последовал взрыв. Последующие исследования не установили причины аварии. Было только предположено, что фонарь кабины не был закрыт на старте, а после его открытия пилот потерял сознание.
Несмотря на инцидент, Зиберта заменили другие добровольцы. Довольно быстро были проведены три успешных пилотируемых полета, и было решено, что Ва.349 уже готов для проведения войсковых испытаний. Тем временем, Бахем и Бетхбедер, неудовлетворенные продолжительностью полета перехватчика, решили установить двигатель HWK-509С, имевший дополнительную «крейсерскую» камеру сгорания. Это потребовало переделки задней части фюзеляжа. Была несколько увеличена и высота фюзеляжа, чтобы разместить пару 30-мм пушек в качестве альтернативного вооружения ракетам «Foen» или R4М. Количество топлива на борту не было увеличено. Стартовые ускорители были передвинуты несколько назад. Была предусмотрена возможность замены четырех ускорителей на два «Schmidding-533» тягой до 1000 кгс.
Работы над новым ВР.20B по нумерации «Bachem Werke» или Ва.349B по нумерации Министерства Авиации должны были позволить заменить в производстве Bа.349A, начиная с 51-го самолета, ограничив опытную партию только А-серией. Таким образом, Ва.349B становился сразу серийным самолетом. Продолжительность его полета достигала 4,36 мин при скорости 790 км/час на высоте 3000 м, по сравнению с 2,23 мин для А-серии. При этом взлетный вес самолета стал больше на 58 кг, а полетный вес вообще не изменился. о только три опытных Ва.349B успели закончить до прекращения работ в Вальдзе, и лишь один из них поднялся в воздух, причем со старыми стартовыми ускорителями.
Всего успели закончить 36 «Hаттеров», а испытать 25, причем только семь в пилотируемом полете. В апреле десять «Hаттеров» А-серии были размещены у Кирхейма под Штудтгартом, для отражения налетов американских бомбардировщиков. Но вступить в бой детищу Бахема не дали танки союзников, которых дождались раньше бомбардировщиков. «Hаттеры» и их пусковые установки были уничтожены собственными расчетами.