Д. Соболев - История самолетов 1919 – 1945

• Название: История самолетов 1919 – 1945
• Автор: Д. Соболев
• Издательство: Российская политическая энциклопедия
• Жанр: Техническая литература
• Год: 1997

Данная книга является продолжением работы "История самолетов. Начальный период", изданной в 1995 г. Подробно освещены пути развития самолетов различных стран за время с момента окончания первой мировой войны до 1945 года. В исследовании использованы материалы библиотек и архивов России, США, Германии.

---

Рис.3.33. Истребитель Северский Р-35

Мощность лучщих авиационных звездообразных двигателей в середине 30-х годов составляла 700-800 л.с. Дальнейшее увеличение рабочего объема двигателей вызывало рост размеров цилиндров, а это, в свою очередь, вело к увеличению диаметра фюзеляжа истребителя, итак имевшего бочкообразную форму, и к росту аэродинамического сопротивления самолета.

Выход был найден в появлении спаренных двигателей типа "двойная звезда", таких, как Пратт-Уитни "Твин- Уосп" (США) или Гном- Рон "Мистраль Мажор" (Франция). Они представляли собой как бы два обычных звездообразных двигателя, прижатых друг к другу. Вопрос охлаждения цилиндров второго ряда был решен на основе рекомендаций ученых по более рациональной организации охлаждающего потока посредством специальной профилировки капота двигателя и применения пластин-дефлекторов (отклонителей потока). В результате появления "сдвоенных звезд" удалось вдвое повысить мощность без увеличения площади поперечного сечения силового агрегата.

Наряду с истребителями с двигателями воздушного охлаждения строились и самолеты с двигателям водяного охлаждения. Преимуществом этих машин были более обтекаемые формы и меньший мидель капота двигателя, недостатками – большие вес и стоимость силовой установки, ее более высокая уязвимость в бою по сравнению с двигателем воздушного охлаждения.

Первыми представителями "нового поколения" скоростных истребителей с двигателями водяного охлаждения явились французский Девуатин D-500 и И-17 конструкции Н. Н. Поликарпова. От предыдущих машин их отличал узкий, вытянутый в длину фюзеляж, придававший самолету совершенно другой, более "элегантный" облик.

Рис.3.34. Истребители Накадзима Ki-27

Французский истребитель, созданный в 1935 г., имел неубирающееся шасси и подкосное горизонтальное оперение, поэтому, несмотря на узкий обтекаемый фюзеляж и двигатель Испано-Сюиза, мощностью 700 л.с., его максимальная скорость равнялась всего 360 км/ч. Для 1935 г. это было явно мало, поэтому выпуск ограничился 300 самолетами [14, с. 128].

Гораздо более перспективным был истребитель И-17, созданный в КБ Поликарпова в 1934 – 1935 гг. (рис. 3.35). Согласно заданию, этот самолет должен был иметь максимальную скорость 500 км/ч [7,с. 168]. Для этого требовался мотор мощностью примерно 1000 л.с., но в СССР в те годы двигателей водяного охлаждения подходящей мощности и габаритов не было, поэтому И-17 испытывался с французским мотором Испано-Сюиза-12 (М-100) мощностью 750 л.с. При испытаниях была достигнута скорость 465 км/ч, т.е. меньше расчетной. Кроме того, летчики жаловались на чрезвычайно тесную кабину. В результате самолет не пошел в серию.

Как показало время, общая схема и основные параметры И-17 были выбраны, в целом, правильно, передовой была и идея установить на самолете наряду с пулеметами 20-мм авиационную пушку, стреляющую через ось винта. Основной причиной того, что из И-17 не получился столь нужный и перспективный скоростной истребитель, явилось отсутствие двигателя подходящей мощности. Это был тот случай, когда схема самолета опережала общий технический уровень развития авиации. Серийные самолеты типа И-17 появились в нашей стране только через 5 лет.

Рис. 3.35 Истребитель И -17

Как следует из таблицы 3.8, аэродинамическое сопротивление сам an ста И-17 с мотором водяного охлаждения было примерно в полтора раза меньше, чем у И-16 с его коротким бочкообразным фюзеляжем. Правда, вес мотора с водяной рубашкой цилиндров был выше, что привело к увеличению взлетного веса всего самолета Однако в период, когда скорости полета приближались к 500 км/ч, доминирующим требованием к самолетам стала обтекаемость форм. В результате, если в 1933 г только 30 % новых типов истребителей имели двигатель с жидкостным охлаждением то в 1937 г. эта величина составляла уже более 60 % [14].

Таблица 3.8. Сравнение характеристик истребителей И-15, И-16 и И-17[7; 24]

Широкомасштабный серийный выпуск скоростных истребителей-монопланов с двигателями водяного охлаждения начался во второй половине 30-х годов в странах Западной Европы, где уровень развития авиадвигателестроения обгонял развитие двигателей в СССР. Примерами таких самолетов являются немецкий Мессершмитт Bf-109 и английские Хаукер "Харрикейн" и Супермарин "Спитфайр", которые широко использовались в годы второй мировой войны. Благодаря установленным на них моторам мощностью более тысячи лошадиных сил они могли развивать скорость свыше 500 км/ч.

Проектирование самолета Bf-109 началось в 1934 г., когда командование BBC" Германии объявило конкурс на создание одноместного истребителя для замены устаревших бипланов Хейнкель Не-51 и Арадо Ar-68. Конструкторы Вилли Мессершмитт и Вальтер Ретель поставили перед собой задачу соединить воедино минимальную по размерам и весу конструкцию и мощный двигатель. Результатом этой работы был одноместный самолет-низкоплан с закрытой пассажирской кабиной и убирающимся шасси. Из-за небольших размеров Bf. 109 разработан на основе спортивного моноплана Ме-108) самолет отличался высокой нагрузкой на плошадь. Поэтому крыло было снабжено щелевыми закрылками и автоматическими предкрылками. Хорошие летные качества, удобство в эксплуатации и технологичная конструкция предопределили успех машины. В сентябре 1935 г. самолет совершил первый полет, а уже с 1936 г. стал поступать на вооружение. Вначале на нем ставили двигатель Юнкере "ЮМО" 210А, мощность которого составляла только 610 л.с., и поэтому скорость самолета была невелика – 420 км/ч. Однако потенциальные возможности Bf. 109 были велики. Об этом свидетельствует абсолютный мировой рекорд скорости – 610 км/ч, установленный 11 ноября 1937 г. Гансом Вюрстером на самолете со специальным гоночным двигателем мощностью 1500 л.с.(22*)

22* Полтора года спусти на "Мессершмитте" был установлен новый рекорд: пилот Фриц Вендель достиг скорости 755 км/ч. Однако эга машина с двигателем мощностью 2150 л.с. настолько отличалась от прототипа, что ее правильнее считать новым самолетом, а не модификацией Bf. 109.

Опыт Испании показал необходимость повышения мощности двигателя и усиления вооружения. В начале 1939 г. появился вариант Мессершмитт Bf 109F. с двигателем DB-601 в 1050 л.с. (рис. 3.36). Самолет развивал скорость 550 км/ч, помимо пулеметов имел пушечное вооружение.

Успеху английских истребителей "Харрикейн" (конструктор С. Камм) и "Спитфайр" (конструктор Р. Митчелл) способствовало появление нового английского V- образного двигателя водяного охлаждения Роллс-Ройс "Мерлин" мощностью 1030 л.с. Он обладал небольшим "лбом" и сравнительно малым весом, что обеспечивало хорошие скоростные характеристики самолетов.

Разработка самолетов началась в 1934 г. "Харрикейн", впервые поднявшийся в воздух в ноябре 1935 г., имел смешанную конструкцию; "Спитфайр" (рис. 3.37), совершивший первый полет в марте 1936 г., отличался конструктивно-силовой схемой с цельнометаллической работающей обшивкой. Кроме того, размах крыла "Спитфайра" был на 1 метр меньше, чем у "Харрикейна", а профиль отличался малой относительной толщиной (12,5% у корня и 7,9% на концах крыла [30, с. 47]). Эллиптическая форма крыла и оперения "Спитфайра" способствовала уменьшению индуктивного сопротивления, особенно при маневрировании на больших углах атаки. Его вес был меньше, а максимальная скорость – более, чем на 50 км/ч выше. Лучше оказались и маневренные характеристики. Поэтому в голы второй мировой войны "Харрикейн" применялся, главным образом, для борьбы с бомбардировщиками, а более совершенный "Спитфайр" – для борьбы с истребителями противника. Серийное производство самолетов началось в 1937 г. К началу войны на вооружении ВВС Англии состояло 18 эскадрилий "Харриксйнов" и 9 – "Спитфайров". В 1939- 1945 гг. эти машины составляли основу английской истребительной авиации.

Лучшим французским истребителем с двигателем водяного охлаждения был Девуатин D-520 (рис. 3.38). По сравнению со своим предшественником – малоудачным D-500, он имел убирающееся шасси, свободнонесущее оперение, закрытую кабину, увеличенную мощность двигателя. Высокая скорость (555 км/ч) и мощное вооружение (20-мм пушка и 4 пулемета) делали эту машину достойным соперником "Мессершмиттов", но выпуск самолета начался слишком поздно, чтобы заметно усилить французскую авиацию. К моменту нападения Германии на Францию в строю находилось только 437 D-520 [14. с. 222].

Рис 3.36. Истребитель Мессершмитт Bf. 109E

Рис.3.37. Истребители Супермирин "Спитфайр" I

Было бы неправильно считать, что в 30-е годы все новые истребители имели схему моноплан. Среди этого класса машин было немало и бипланов. Так, например, в СССР из 14 типов истребителей, сконструированных в 1935 -1939 гг., 5 имели бипланное крыло, 3 из них (ДИ-6, И-15 и И-153) строились серийно, причем И-153 (рис. 3.39) поступил в серийное производство в самом конце 30-х годов. И-15 и И-153 были выпушены большой серией: соответственно 2792 и 3437 экземпляров [7, с. 433].