Вальтер Ретхель также пытался получить для Messerschmitt Bf109 хорошие маневренные и взлетно-посадочные качества при высокой максимальной скорости. Но в отличие от многих современников, сделал ставку на высокую удельную нагрузку на крыло, позволявшую получить высокую скорость, а для увеличения подъёмной силы использовалось новое оригинальное решение — автоматические предкрылки и закрылки, которые в нужный момент боя могли отклоняться летчиком на небольшой угол. Для улучшения взлетно-посадочных характеристик использовались зависающие элероны, которые работали как дополнительные секции закрылков; был применен и управляемый стабилизатор. Однако на практике многие решения конструкторов не привились. Из-за сложности пришлось отказаться от управляемого стабилизатора, зависающих элеронов, системы выпуска закрылков в бою. В результате по своим маневренным качествам Bf 109 не сильно отличался от других истребителей. Похожими оказались и характеристики взлета и посадки.
Резко выделялся габаритами Hurricane. По весу он тоже был почти на тонну тяжелее, но и двигатель имел значительно более мощный (1030 л. с.), что позволило получить скорость 507 км/ч. Выглядела машина довольно громоздкой, и не случайно через год аэродинамически более совершенный Spitfire с таким же мотором и одинаковым вооружением (8 7,71 пулеметов) при скорости 560 км/ч весил почти на 200 кг меньше.
Создавая соперника немецкой машины — Spitfire — Р. Митчелл также стремился совместить казалось бы несовместимые вещи: высокую скорость, свойственную входящим тогда в жизнь скоростным истребителям-монопланам, с прекрасными маневренными, высотными и взлетно-посадочными характеристиками, присущими бипланам. Цель, в общем, была достигнута, но другими средствами. Как и все скоростные истребители, Spitfire имел схему свободнонесущего моноплана хорошо обтекаемых форм. Но это было только внешнее сходство. Для своего веса Spitfire имел крыло сравнительно больших размеров, что давало малую нагрузку на единицу несущей поверхности, намного меньшую, чем у других истребителей-монопланов. Такой подход не был чем-то исключительным. Но из-за большого аэродинамического сопротивления крыла столь значительных размеров при этом нельзя было рассчитывать на достижение высокой максимальной скорости полета. Чтобы уменьшить сопротивление, применили профили намного меньшей относительной толщины, чем у других истребителей, и придали крылу эллиптическую форму в плане. Это дополнительно снизило аэродинамическое сопротивление при полете на большой высоте и на режимах маневра.
Однако особенности Spitfire и оказались его недостатками. Он медленнее, чем другие истребители, реагировал по крену на действия рулей, из-за малой нагрузки на крыло он уступал другим передовым истребителям по разгонным свойствам на пикировании. Но гораздо важнее было то, что он создавался с учётом требований к истребителям-бипланам. Таким, с отпечатком характера самолёта позапрошлого поколения, он и остался до конца войны.
Несколько осторонь стояла Франция, где имелись свои взгляды на новый истребитель-моноплан с отличным по своему времени V-образным двигателем Hispano Suiza. Да видимо французы оказались настолько зачарованы своим откровением, что так до самого своего поражения и не удосужились подвести под этот потенциал достойные тактические требования к истребителю и оперативные — к истребительной авиации.
V поколение (1938-1942 г. г.)
Создавалось под знаком идеальности в отношении скоростных динамических свойств по итогам гонки вооружений в преддверие большой войны.
Фюзеляж.
Крыло.
Оперение.
Двигатель. Мощность — 1000-2000 л. с.
Вес —кг,
скорость — 600-700 км/ч,
скороподъёмность — м/с (средняя на базе 1 км),
потолок — 10 км,
нагрузка на крыло —кг/м2,
нагрузка на мощность —кг/л. с.,
удельная мощность —л. с./м2
В конце 30-х годов усилия конструкторов были направлены на повышение летных данных, усиление вооружения, улучшение эксплуатационных качеств. Схемы убирания шасси совершенствуются, нормализуются в практически одинаковую для всех конструкцию.
Модернизируются состоящие на вооружении Bf 109Е и Spitfire Mk. I и Mk. II. Первый превращается в Bf 109F посредством установки более мощного двигателя DB 601Е (1350 л. с.) и радикального улучшения аэродинамики — самолет принимает облик, почти не менявшийся в последующих модификациях G и К. Скорость его превышает 600 км/ч, улучшается вертикальная маневренность. Ответом англичан стали Spitfire Mk. III и Mk. V. Американский Р-36 Hawk превращается в Р-40 Tomahawk , а затем в Р-40D Kittyhawk.
Но еще больше в эти годы в развитых странах создается новых истребителей: FW 190 и Не 100 — в Германии; MC.202 — в Италии; Кi.61 и A6M Reisen (Зеро)— в Японии; Tornado и Typhoon — в Англии; Р-51 Mustang, Р-47 Thunderbolt и F4U Corsair — в США; ЛаГГ-3, МиГ-3 и Як-1 — в СССР. Вот далеко не полный перечень принятых на вооружение машин. К ним можно еще добавить опытные истребители, либо не оправдавшие возлагавшихся надежд, либо по тем или иным причинам не ставшие массовыми.
Несмотря на различия концепций, в истребителях этого периода было много общего. Все они имели больший вес, чем их предшественники. Увеличение скорости горизонтального полёта, по недоумению укрепившейся в умах благодаря популярным тогда рекордам как качество № 1, достигалось установкой более мощных двигателей, оснащенных одно - и двухскоростными нагнетателями, а потом и турбокомпрессорами, применением винтов изменяемого шага, улучшением аэродинамики. Применение более мощных, но и более тяжелых моторов, расходующих больше топлива, усиление вооружения, увеличение веса конструкции более скоростного самолета, расширение состава оборудования — все это в свою очередь неизбежно требовало усиления конструкции и увеличения площади крыла — вес стал расти, как снежный ком. Такая закономерность имела место и в последующие годы, вплоть до наших дней. Однако мощность двигателей повышалась быстрее, чем возрастал их собственный вес. Если у лучших моторов середины тридцатых годов удельный вес двигателя равнялся 0,6-0,7 кг/л. с., то к концу войны — 0,5 кг/л. с. и даже менее.
В силу роста веса возросла нагрузка на крыло, приблизившись к тому моменту когда кривая высотности резко пошла вверх к 200 кг/м2 и у лучших машин остановилась на этом показателе, балансируя между нуждами обеспечения высотности и динамических характеристик. Дальнейшее повышение скороподъемности происходило уже только за счёт обеспечения необходимой тяговооружённости на заданной высоте.
С началом II Мировой войны истребитель совершенствуется очень быстро. Истребители тех лет, считавшиеся скоростными, спустя 2-3 года автоматически превращались в машины, способные использовать лишь горизонтальную маневренность. Так случилось с И-16 в 1938 г. Вf 109Е, Spitfire Mk. I/II, Як-1, которые до 1940 г. еще могли быть отнесены к скоростным (570-585 км/ч), но после 1940 г. уже уступали в скорости новейшим машинам (620-650 км/ч). Но, несмотря на повысившуюся удельную нагрузку на крыло, не все из них уступали своим вредшественникам в горизонтальном маневре (Вf 109Е-3 при удельной нагрузке на крыло в 159,33 кг/м2 выполнял вираж за 24 с, а Вf 109F-4 при 179,01 кг/м2 — за 20 с). Дело в том, что при увеличившейся скорости через единицу сечения крыла за единицу времени стала проходить большая масса воздуха — подъемная сила, создаваемая крылом, увеличилась.
Внедряются новые, более скоростные профили крыла с небольшой относительной толщиной (14-16 % у корня и 7-10 % на концах крыла) и даже ламинарные (на Р-51 Mustang, а позже — на Р-63 Kingkobra). Но широкого распространения ламинарные профили не получили.
Улучшалась не только общая, но и местная аэродинамика. Фонарь кабины пилота стал обязательно закрытым, но еще не каплевидным, с ограниченным обзором задней полусферы. Первые каплевидные фонари испытывались ещё на бипланах, например Curtiss XP-6F в 1933 г., но широкого распространения тогда не получили. Отличный обзор назад, благодаря своеобразной форме фюзеляжа и вписанного в него фонаря, имел только FW 190, да японские истребители, конструкторы которых раньше других применили каплевидные фонари на серийных машинах. Ниши колес шасси стали полностью закрываться, убирающимся стало и хвостовое колесо. Герметизируются для исключения перетекания воздуха отсеки фюзеляжа.
Особую роль в снижении аэродинамического сопротивления играла винтомоторная группа. Рядные двигатели жидкостного охлаждения позволяли спроектировать очень обтекаемой носовую часть фюзеляжа. Дальше всех пошли в Германии, где в отличие от двигавших прогресс в других странах энтузиастов-одиночек работа была хоть как-то организована. Там производились истребители с λ-образными двигателями. Удивляет то, что другим было не понятно — такая компоновка является не самой лучшей, а единственно верной для низкоплана. Ведь она давала минимальную площадь сечения фюзеляжа и форму, позволявшую удачное сочленение с крылом без применения зализов.
Несмотря на это два радиатора — масляный и водяной — портили все дело, особенно водяной, имевший большие габариты. Попытки избавиться от него предпринимались еще в середине 30-х годов. В СССР было спроектировано и построено несколько самолетов с пароконденсационной (испарительной) системой охлаждения: Сталь-8 Р. Л. Бартини, И-21 (ЦКБ-32) С. В. Ильюшина, вариант И-17 Н. Н. Поликарпова. Лобовое сопротивление с такой системой охлаждения снижалось, но считалось, что она будет сложной в производстве и эксплуатации, а боевая живучесть её ― низкой. Однако известно, что результаты исследований этого вопроса, полученные в группе Бартини, развеивали такие опасения. Тем не менее, Э. Хейнкель в 1938 г. разработал и построил аэродинамически совершенный Не 100 с испарительной системой охлаждения, который с тем же мотором, что и Bf 109Е, значительно превосходил последнего в скорости (Vmax по некоторым источникам — до 680 км/ч) и скороподъемности. Но серийным этот самолет не стал, да, видимо, и не мог стать в основном по отвлечённым причинам, кроющимся, прежде всего, в производственной политике рейхсминистерства авиации — развертывание выпуска новой модели с тем же двигателем в дополнение к уже выпускавшемуся считалось нецелесообразным. Сначала объяснением служила предполагаемая скоротечность военных кампаний, для которых Bf 109, считавшегося немцами лучшим в мире истребителем, якобы было вполне достаточно; потом, когда пришлось разворачивать выпуск FW 190, стали ссылаться на нехватку моторов Daimler-Benz для комплектации двух типов истребителей. В общем ситуация с Не 100 чем-то напоминала таковую с И-180/185. И если ещё раз использовать аналогию с танками Кристи и тезис о пророках в своём отечестве, то нельзя не упомянуть тут о двух истребителях, конструкция которых навеяна Не 100, готовившихся стать заклятыми противниками, и бывшими, несомненно, лучшими в своих странах: P-51 Mustang и Ki.61. Пилотам антигитлеровской коалиции просто повезло, что RLM и Хейнкель не нашли тогда взаимопонимания, иначе истребитель, аналогичный Р.1076, мог быть построен ещё в 1942 г. с появлением двигателя Jumo 213А-1.
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 |
Основные порталы (построено редакторами)