Кроме пониженного сопротивления ламинарные профили имели лучшие скоростные качества ― при равной относительной толщине эффекты сжимаемости воздуха (волновой кризис) проявлялись у них при больших скоростях, чем на профилях обычного типа, С этим уже тогда приходилось считаться. В пикировании, особенно на больших высотах, где скорость звука существенно меньше, чем у земли, самолеты стали достигать скоростей, при которых уже проявлялись особенности, связанные с приближением к скорости звука. Повысить так называемую критическую скорость можно было, либо применяя более скоростные профили, каковыми оказались ламинарные, либо уменьшая относительную толщину профиля, мирясь при этом с неизбежным увеличением веса конструкции и сокращением объемов крыла, часто используемых (в том числе и на P-51D) для размещения бензобаков и оружия. Имеется информация, что благодаря намного меньшей относительной толщине профилей, волновой кризис на крыле Spitfire теоретически возникал на большей скорости, чем на крыле Mustang. Правда неизвестно, была ли от этого какая-либо практическая польза, ведь Spitfire уступал другим истребителям по разгонным свойствам на пикировании.
Р-39 Airacobra и P-40D Kittyhawk, оснащенные невысотными Allison V-1710, имели ЛТХ, сравнимые с «Яками» и, поставляемые по ленд-лизу, широко применялись в советских ВВС. Особенно популярной была Airacobra — машина очень оригинальная. Пытаясь сосредоточить основную часть тяжёлых агрегатов вблизи центра тяжести с целью снижения момента инерции, конструкторы установили мотор не спереди, как обычно, а сзади пилотской кабины с передачей вращающего момента от двигателя на винт с помощью длинного вала и выносного редуктора. Свободное от мотора пространство носовой части служило для размещения вооружения, включавшего 37-мм пушку. Самолет имел шасси с носовым колесом, необычную кабину с «автомобильными» дверками. Впервые такая схема была реализована на истребителе Koolhowen FK-55 в 1938 г. Радиаторы находились в центроплане. Словом, новшеств для одной машины предостаточно. Тем не менее, конструкторам удалось довести самолет до боеспособного состояния, хотя склонность к плоскому штопору после израсходования боекомплекта полностью «вылечить» не удалось.
Большим уважением Airacobra пользовалась у Трижды Героя Советского И. Покрышкина и его боевых коллег, многие из которых приближались к нему по результативности. По летным данным Airacobra была на уровне советских истребителей, но имела более мощное вооружение, лучший обзор, отличную радиосвязь. Любопытно, что эти летчики, имея возможность в конце войны пересесть на лучшие советские истребители Ла-7, значительно превосходящие по ЛТХ Р-39, не спешили с ним расстаться. Возможно, Покрышкин и его товарищи привыкли к этой машине, научились хорошо использовать ее сильные стороны, а новый истребитель — пусть даже с лучшими летными данными — не содержал в себе необходимых элементов тактико-технической культуры, сопутствующей высокому уровню развития ВВС. Своеобразную оценку Airacobra дал известный ас, Дважды Герой Советского Союза, Г. А. Речкалов в беседе с Заслуженным летчиком-испытателем М. Л. Галлаем. Высоко оценив самолет в целом, Речкалов особо отметил отличную радиосвязь. «Мы в группе переговаривались между собой в воздухе, как по телефону...» Может быть, это и есть главная причина? Ведь, как известно, Покрышкин и его летчики достигали успехов во многом благодаря передовой тактике, четкому взаимодействию в бою, а без надежной радиосвязи это невозможно. Airacobra относилась к лучшим истребителям на советско-германском фронте, где своей славой она во многом обязана Покрышкину. Но уже в 1943 г. Airacobra по своим летным данным могла считаться скорее маневренным истребителем, чем скоростным. И фирма Bell на основе Р-39 строит новый истребитель Р-63 Kingkobra с двигателем Allison V-1710-93 (1500 л. с.). Скорость увеличилась до 650 км/ч. Самолет предназначался в основном для советских ВВС, которые получили 2400 машин из 3303 построенных. Но широко они не использовались, находясь в резерве.
Аналогично развивался Р-40Е Kittyhawk. Последние модификации имели скорость порядка 600 км/ч, а опытный XP-40Q с двигателем V-1710-121 (1425 л. с.) развил 680 км/ч, и всё же проигрывал состоящим на вооружении машинам, и его не стали запускать в серию.
Высокими боевыми качествами обладали палубные истребители F-4U Corsair и F-6F Hellcat. Последний по размерам и весу приближался к Thunderbolt (к примеру, 5662 и 6579 кг соответственно для моделей 1944 г.), но имел крыло еще большей площади (31,96 м2 против 27,87 м2) — самое большое среди серийных одноместных одномоторных истребителей. Hellcat успешно боролся со всеми японскими истребителями, уступая им в горизонтальной маневренности, но превосходя в скорости. И при этом создатели — Л. Грумман и У. Швендлер — отнюдь не считали свою машину переразмеренной, как принято о ней отзываться, хотя и создали в 1944 г. значительно более легкий и компактный F-8F Bearcat, обладающий не только высокой скоростью, но и отличной скороподъемностью (23,2 м/сек) и маневренностью. Дело в том, что Hellcat являлся универсальной машиной, ориентированной, прежде всего, на задачи завоевания превосходства в воздухе, и Bearcat не предназначался для его замены, а был истребителем ПВО авианосных соединений. Да и на каких основаниях можно делать вывод, что конструкторы фирмы Grumman могли считать своё детище переразмеренным, если в качестве преемника Hellcat рассматривались машины, которые вообще трудно было назвать истребителями: Curtiss XF14C-2 (площадь крыла — 34,84 м2 и вес — 6082 кг) и Boeing XF8B-1 (45,43 м2 и 9304 кг). А победу в конкурсе одержала сама Grumman с двухмоторным (!) F7F Tigercat (42,27 м2 и 10500 кг).
Опыт самолетостроения показывает, что постепенное совершенствование боевого самолета почти всегда сопровождается увеличением его веса. Это связано с установкой более мощных, а значит и более тяжелых моторов, увеличением запаса топлива, повышением мощи вооружения, необходимыми усилениями конструкции и другими сопутствующими мероприятиями. В конце концов наступает момент, когда резервы данной конструкции оказываются исчерпанными. Одним из ограничений является удельная нагрузка на крыло. Это один из самых главных общих параметров. При чрезмерном ее росте ухудшаются пилотажные, маневренные и взлетно-посадочные характеристики. Так, по мере модификации истребителей Spitfire от варианта IА до ХIV и Bf109 от В-2 до G-10 и К-4 удельная нагрузка на крыло у них возросла примерно на треть! Уже у Bf 109G-2 (1942 г.) она составила 185 кг/м2, в то время как у Spitfire IX, который тоже был выпущен в 1942 г., было около 150 кг/м2, и такая нагрузка была ещё далека от предела.
Большое влияние на аэродинамические свойства самолетов оказывает качество их серийного производства. Небрежное изготовление может свести на нет все усилия конструкторов и ученых. Такое случается не столь уж редко. Судя по трофейным документам, в Германии, проводя в конце войны сравнительное изучение аэродинамики немецких, американских и английских истребителей, пришли к выводу, что Bf109G имел наихудшее качество производственного выполнения, и, в частности, по этой причине его аэродинамика оказалась самой плохой, что с большой вероятностью можно распространить и на Bf109K-4. Правда, судя по соотношениям характеристик, особого значения это не имело.
Сильной была истребительная авиация англичан. Spitfire имел прекрасные возможности для развития. Правда, утверждения, что он в этом отношении был перспективнее Bf 109, представляются абсолютно беспочвенными. Обычно указывается, что В. Мессершмитт, совершенствуя Bf 109, все время имел большие ограничения по весу из-за крыла малой площади (16,4 м2), а вот эллиптическое крыло Spitfire с малой относительной толщиной площадью 22,48 м2 — поначалу как бы переразмеренное — позволяло конструкторам устанавливать все более мощные и тяжелые моторы, значительно усиливать вооружение, не особенно оглядываясь на вес. Казалось бы, действительно, если в 1941 г. Bf 109F и Spitfire Mk. V имели практически одинаковый вес (около 2,9 т), то последние модификации Spitfire — Mk. XIV, Mk.21, Mk.22, Mk.24 весили 3,8-4,2 т, в то время как В. Мессершмитт не мог якобы себе позволить не уложиться в 3,5 т (Bf 109K-4 — 3,1 т). Но на что же тратилась эта тонна, и в чём были преимущества, если динамические характеристики последних моделей оказались практически равными? Ситуация зачастую преподносится так, что может сложиться мнение о преднамеренном предусмотрительном использовании Р. Митчелом крыла увеличенной площади как бы на вырост. Однако известно, что это как раз конструктор Spitfire был зажат извечно консервативным британским менталитетом в рамках даже не компромиссного взгляда на соотношение манёвренных и динамических характеристик, а изначально бипланными требованиями к несущим способностям крыла вообще. Сравните-ка 127 кг/м2 для Spitfire Mk. VВ, 179 кг/м2 для Bf 109F-4 в 1941 г. Хотите 1945 г.? Пожалуйста: Spitfire Mk.22 — 186 кг/м2, Bf 109K-4 — 191 кг/м2 (а вот для И-185М-71 ещё в 1941 г. — 224 кг/м2 — и ничего, никто не считает его пропащим). Не потому ли переход от Bf 109 к Ме 209А-1 ознаменовался увеличением площади крыла всего на 1 м2, чего не хватило даже для компенсации увеличения нормальной массы на 910 кг (нагрузка стала 238 кг/м2, Мессершмитт всё-таки позволил себе не уложиться в 3,5 т), в то время как при увеличении веса Spitfule 14 относительно Spitfire Mk.22 на те же 947 кг площадь его крыла уменьшилась на 3,21 м2 (266 кг/м2!)? Поэтому повышение ТТХ Spitfire шло вполне закономерным путем: усиление вооружения, улучшение летных данных за счёт установки все более мощных моторов — сначала Merlin, а с модификации Mk. XII — Griffon (1760-2050 л. с.), улучшения аэродинамики и… уменьшения площади крыла. Кроме базовых модификаций существовали так называемые низковысотные (LF) и высотные (HF) варианты. Первые имели срезанные законцовки крыла, и его площадь уменьшалась до 21,46 м2, вторые — увеличенные законцовки, площадь становилась равной 23,01 м2. Да вот стремлением ли к низковысотности объясняется уменьшение площади крыла, если «нормальный» Spitfire F. Mk. VB показывал максимальную скорость на высоте 5900 м, Spitfire F. Mk. XII — на высоте 5400 м, а «низковысотные» Spitfire L. F.Mk. IXE и Spitfire L. F.Mk. XVIE — на высотах соответственно 6400 и 6096 м? Конечно же, речь идёт не о снижении высотности и даже не об уменьшении момента инерции, как считает другая часть историков, а о желании привести в соответствие с современными требованиями динамические характеристики. Это подтвердили и сами конструкторы фирмы Supermarine, к концу войны создав на основе Spitfire ещё 6oлее динамичный Spitfule. Фюзеляж, ВМГ и вооружение его остались практически без изменений, а вот крыло ламинарного профиля и трапециевидной формы уменьшилось до 19,45 м2. Скорость для некоторых модификаций повысилась до 777 км/ч на высоте 7925(!) км, скороподъемность — до 24,5 м/сек, хотя горизонтальная маневренность, естественно, снизилась. Но даже всех перечисленных мер оказалось недостаточно, чтобы сравнять динамические характеристики — скорость первого Spitfule была 735 км/ч против 775 км/ч у Ме 209А-1. Вот тебе и большая перспективность…
|
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)