Текст книги "История самолетов 1919 – 1945"

Автор книги: Дмитрий Соболев

сообщить о нарушении

Текущая страница: 25 (всего у книги 26 страниц)

Стремясь переломить ход военных действий за счет массового выпуска реактивных самолетов, немецкое военное руководство осенью 1944 г. объявило конкурс на создание дешевого истребителя с ТРД, в отличие от Ме-262 пригодного для производства из простейших материалов и без применения квалифицированной рабочей силы. В конкурсе приняли участие почти все ведущие авиационные конструкторские организации – Арадо, Блом и Восс, Хейнкель, Физлср, Фокке-Вульф, Юнкере. Лучшим был признан проект фирмы Хейнкель– Не-162.

Самолет Не-162 (рис. 4.72) представлял собой одноместный однодвигательный моноплан с металлическим фюзеляжем и деревянным крылом. Для упрощения процесса сборки двигатель BMW-003 установили на фюзеляже. Самолет должен был иметь простейшее пилотажное оборудование и очень ограниченный ресурс. Вооружение состояло из двух пушек калибром 20 мм. По планам Министерства авиации предполагалось в январе 1945 г. выпустить 50 самолетов, в феврале – 100 и далее наращивать производство до 1000 машин в месяц [31, с. 195]. Не-162 должен был стать основным самолетом для создаваемого по приказу фюрера народного ополчения Фолькштурм. Руководству молодежной организации Гитлерюгенд поручили в кратчайшие сроки подготовить несколько тысяч пилотов для этого самолета.

Не-162 спроектировали, построили и испытали всего за три месяца. Первый полет состоялся 6 декабря 1944 г., а уже в январе на метких предприятиях в горных районах Австрии начали серийный выпуск машины. Но было уже стишком поздно. До конца войны на вооружение успели передать только 50 самолетов, еще 100 было подготовлено к испытаниям, около 800 Не-162 находились на различных стадиях сборки. В боевых действиях самолет не участвовал. Это позволило спасти жизни не только солдат антигитлеровской коалиции, но и сотен немецких юношей: как показали испытания Не-162 в СССР [53], самолет имел плохую устойчивость, и использование на нем в качестве пилотов 15-16-летних подростков, практически не имевших летной подготовки (все "обучение" заключалось в нескольких полетах на планере» было бы равноценно их убийству.

Рис.4.72. Хейнкель Не-162

Большинство первых реактивных самолетов имело прямое крыло. Среди серийных машин исключение составлял Me-163, но стреловидность в данном случае была обусловлена необходимостью обеспечить продольную балансировку самолета схемы «бесхвостка» и была слишком мала, чтобы заметно влиять на Мкрит.

Возникновение скачков уплотнения на больших скоростях послужило причиной целого ряда катастроф, причем, в отличие от винтомоторных самолетов, волновой кризис происходил не при пикировании, а в горизонтальном полете. Первым из таких трагических происшествий была гибель Г. Я. Бахчиванджи. С началом серийного производства реактивных самолетов эти случаи участились. Вот как описывает их летчик-испытатель фирмы Мессершмитт Л. Гофман: "Эти катастрофы (по словам свидетелей, внушаюших доверие) происходили следующим образом. Самолет Me 262 после достижения в горизонтальном полете большой скорости самопроизвольно переходил в пикирование, вывести из которого самолет летчику уже не удавалось. Установить причины этих катастроф путем расследования практически было невозможно, так как летчики не оставались в живых, а самолеты полностью разбивались. В результате этих катастроф погибли один летчик-испытатель фирмы "Мессершмитт" и целый ряд военных летчиков" [54, с. 40].

Загадочные катастрофы ограничивали возможности реактивной авиации. Так, по указанию военного руководства, максимально допустимые скорости Me-163 и Ме– 262 не должны были превышать 900 км/ч [20, с. 33; 54, с. 42].

Когда к концу войны ученые стали догадываться о причинах затягивания самолетов в пикирование, немцы вспомнили рекомендации А. Буземанна и А. Бетца о преимуществах стреловидного крыла на больших скоростях[57]. Первым самолетом, в котором стреловидность несущей поверхности была выбрана специально для уменьшения волнового сопротивления, явился описанный выше Юнкере Ju-287. Незадолго до конца войны, по инициативе главного аэродинамика фирмы Арадо Р. Козина, начались работы по созданию варианта самолета Ar-234 с крылом, так называемой, серповидной формы. Стреловидность у корня составляла 37°, к концам крыла она уменьшалась до 25°. При этом благодаря переменной стреловидности крыла и специальному подбору профилей предполагалось обеспечить одинаковые значения Мкрит вдоль размаха. К апрелю 1945 г., когда цеха фирмы были заняты английскими войсками, модифицированный "Арадо" был почти готов. Позднее англичане использовали аналогичное крыло на реактивном бомбардировщике "Виктор".

Применение стреловидности позволяло уменьшить аэродинамическое сопротивление, но на малых скоростях такое крыло было больше подвержено срыву потока и давало меньший Су макс по сравнению с прямым. В результате возникла идея крыла изменяемой в полете стреловидности. С помощью механизма поворота консолей крыла на взлете и посадке должна была устанавливаться минимальная стреловидность, на больших скоростях – максимальная. Автором данной идеи являлся А. Липпиш [55 J. В 1944 г. на фирме Месершмитт, с которой в то время сотрудничал Липпиш, началось строительство реактивного самолета с крылом изменяемой стреловидности. По замыслу командования Люфтваффе, самолет, получивший обозначение Р.1101, должен был заменить Ме-262. Крыло имело максимальный угол стреловидности 40°, горизонтальное оперение – 45°. И конце апреля 1945 г. на 80% собранный самолет был захвачен англо– американскими вооруженными силам. Его привезли в США, и на основе этой машины конструктор Р. Вуд из фирмы Белл в 1951 г. построил и испытал первый реактивный самолете крылом изменяемой стреловидности Белл Х-5.

К числу перспективных разработок в области авиационной техники в Германии следует отнести также проект сверхзвукового реактивного истребителя-перехватчика L.P-13, автором которого вновь был Л. Липпиш. Особенностью аппарата было треугольное крыло малого удлинения с углом стреловидности 60°. Как известно, такая форма крыла широко применялась позднее при создании сверхзвуковых самолетов, т.к. она обеспечивала сравнительно небольшое волновое сопротивление и. вместе с тем, благодаря особенностям трехмерного обтекания поверхности малого удлинения, давала возможность сохранить устойчивость и управляемость на больших углах атаки. Для сверхзвукового полета пред пала гал ось использовать прямоточный воздушно-реактивный двигатель.

Рис.4.73. Сравнение аэродинамического сопротивлении обычного и треугольного крыла на околозвуковых скоростях [45. с 83]

Рис.4.74. DM-1 в аэродинамической лаборатории Ленгли, США

Рис 4.75 Хортен Нo-9

После предварительных аэродинамических исследований, показавших возможность заметного «смягчения» волнового кризиса при применении крыла малого удлинения (рис. 4.73), в 1944 г. Липпиш приступил к созданию безмоторного аналога самолета. Планер, названный DM-1, помимо треугольного крыла малого удлинения отличался необычно большим по площади вертикальным килем (42% от S крыла). Это было сделано ал я сохранения путевой устойчивости и управляемости на больших углах атаки. Внутри киля находилась кабина летчика. Для компенсации перераспределения аэродинамических сил на крыле при околозвуковой скорости, которая должна была достигаться при крутом пикировании с большой высоты, предусматривалась система перекачки водяного балласта в хвостовой бак. К моменту капитуляции Германии строительство планера было почти завершено. После войны DM-1 переправили в США для изучения в аэродинамической трубе (рис. 4.74) (48*

[Закрыть]).

Еще одной интересной технической разработкой, появившейся в Германии в конце войны, был реактивный самолет-"летающее крыло" Хортен Но-9. Как уже отмечалось, схема "бесхвостка" была весьма удобная компоновки реактивных двигателей в фюзеляже, а стреловидное крыло и отсутствие фюзеляжа и хвостового оперения обеспечивали малое аэродинамическое сопротивление на околозвуковых скоростях. По расчету этот самолет с двумя ТРД Jumo-004B тягой по 900 кг должен был иметь V„ n *c«945 км/ч |39, с. 92 |. В январе 1945 г., посте первого успешного полета опытного образца Ho-9V-2 (рис. 4.75), фирме "Гота" дали заказ на пробную серию из 20 машин, производство которых было включено в чрезвычайную программу обороны Германии. По этот заказ так и остался на бумаге – немецкая авиаиндустрия к тому времени была уже неработоспособна.

Политическая ситуация стимулировала развитие реактивной авиации не только в Германии, но и в других странах, прежде всего в Англии – основном сопернике немецких ВВС в первые годы войны. В этой стране уже имелись технические предпосылки для создания реактивных летательных аппаратов: в 1930-е годы над конструкцией ТРД там работал инженер Ф. Уиттл. Первые работоспособные образцы двигателей Уиттла появились на рубеже 30-40-х годов.

В отличие от немецких двигателей, имевших многоступенчатый осевой компрессор, на английских ТРД применялся одноступенчатый центробежный компрессор, разработанный на основе конструкции центробежных нагнетателей поршневых двигателей. Такой тип компрессора был легче и проще, чем осевой, но имел заметно больший диаметр (табл. 4.16).

48*Следует сказать, что Липпиш был не первым, кто предложил треугольное крыло малого удлинении для скоростных самолетов. До войны такие проекты выдвигали А. С. Москалев и Р. Л Бартини в СССР. M Глухарев в США и др. [56]. Однако эти предложения носили интуитивный характер. Заслуга немецкого конструктора в том, что он впервые научно обосновал преимущества дельта-крыла для сверхзвуковых скоростей.

Таблица 4.16. Характеристики немецких и английских ТРД

Вскоре посте начала войны Министерство авиации Великобритании поручило фирме Глостер построить экспериментальный самолет Е.28/39 для испытаний ТРД Ф. Уиттла W.I. Чтобы максимально засекретить работы, самолет собирали не на авиационном заводе, а в малоприметном автомобильном гараже. Он представлял собой небольшой одноместный моноплан с нестреловидным крылом (рис. 4.76). Первый полет состоялся 15 мая 1941 г., его выполнил летчик-испытатель фирмы Глостер П. Сэйср. Так как тяга двигателя составляла всего 390 кг, скорость Е.28/39 оказалась меньше, чем у винтомоторных самолетов – всего 480 км/ч. Однако, когда в 1943 г. на самолете установили более совершенный ТРД Пауэре Джет W.2/500 с тягой 775 кг, скорость полета возросла до 745 км/ч [39, с.74].

Потенциальные преимущества ТРД оказались столь убедительными, что уже в 1941 г. правительство слетало фирме Глостер заказ на реактивный истребитель-перехватчик. Первый такой самолет, G.41, построили в 1943 г. Он имеет два двигателя Де Хевилленд "Гоблин" тягой по 680 кг. Они располагались в гондолах на крыле. Из-за невысокой тяги двигателей и их большого миделя скорость самолета не превышала 650 км/ч. Тем не менее, правительство решило дать заказ на серийный выпуск реактивных самолетов. Первоначально они имели название "Тандср– болт", однако вследствие присвоения этого имени американскому истребителю Р-47, самолет получил новое обозначение – "Метеор".

Возможности роста скоростных качеств истребителя ограничивало возникновение скачков уплотнения в месте соединения мотогондол большого диаметра с крылом. Прогресс был достигнут в начале 1945 г., когда появился новый вариант, "Метеор" F.3 (рис. 4.77) с двигателями Раглс-Ройс "Дервент" тягой по 900 кг, отличающимися на 200 мм меньшим габаритным поперечным размером компрессора.

G.41 "Метеор" был единственным реактивным самолетом стран антигитлеровской коалиции, принимавшим участие в войне. Первые 20 "Метеоров" поступили на вооружении английской авиации в июле 1944 г. Вначале их использовали в системе ПВО для борьбы с немецкими крылатыми ракетами V-1. В январе 1945 г. подразделение "Метеоров" F.3 направили в Бельгию для поддержки наступления англо-американских сил. В боях с немецкими реактивными самолетами "Метеору" поучаствовать не довелось.

В США не было собственного авиационного реактивного двигателя. Поэтому при создании первого американского реактивного самолета Белл Р-59 "Эркомет" на нем установили выполненные фирмой Дженерал Электрик копии английских ТРД конструкции Ф. Уиттла. Проектирование самолета началось в сентябре 1941 г. по инициативе Технического отдела ВВС США, а 1 октября 1942 г. состоялся его первый полет под управлением летчика Р. Стенли.

Р-59 проектировался как боевой истребитель, в августе 1944 г. началось серийное производство машины. Однако из-за значительной интерференции крыла и расположенных по бокам фюзеляжа гондол двигателей летные характеристики самолета оказались не лучше, чем у истребителей с поршневыми двигателями (У макс=660 км/ч). Поэтому Р59 применялся только как учебно-тренировочный самолет, их построили 50 экземпляров.

Первый по-настоящему боевой реактивный истребитель, Локхид F-80 "Шутинг Стар", появился в США в 1944 г. К этому времени американцам удалось создать ТРД с вдвое большей тягой, чем первые двигатели Ф. Уиттла. Поэтому, в отличие от Р-59, F-80 был однодвигательным самалетом. Расположение ТРД в фюзеляже позволило значительно улучшить обтекаемость аппарата, и максимальная скорость F-80 составляла около 900 км/ч. Серийное производство самолета началось уже после окончания войны.

Рис.4.76. Экспериментальный самолет Глостер Е28/39

В целом, реактивная авиация в Англии и США в годы второй мировой войны по уровню развития заметно уступала немецким работам в этой области. Если в странах антигитлеровского блока к концу войны имелся только один полноценный боевой реактивный самолет, то в Германии в боевых действиях участвовало три типа реактивных самолетов – Ме-163, Ме-262 и Ar-234. К тому же, как следует из таблицы 4.15, английский «Метеор» из-за меньшей тяга и большого «лба» двигателей сильно уступал по скорости и ряду других параметров основному немецкому реактивному истребителю Ме-262.

В области аэродинамики скоростного полета немецким конструкторам и ученым принадлежит первенство в предложении таких способов уменьшения волнового сопротивления, как стреловидное крыло, крыло изменяемой в полете стреловидности, треугольное крыло малого удлинения. Как известно, эти технические решения нашли впоследствии самое широкое применение в авиации.

Одной из причин отставания в развитии реактивной авиации в странах антигитлеровской коалиции было то, что практические работы в этой области в США, Англии и других странах начались позднее, чем в Германии. Но главным мне представляется отсутствие стимулов к созданию реактивных летательных аппаратов в странах, имевших в конце войны значительно более мощную авиацию по сравнению с Германией, обеспечивавшую господство в воздухе с помощью обычных винтомоторных самолетов.

В Германии же, наоборот, в последние годы войны основную ставку сделали на применение новых типов оружия. Поэтому на развитие реактивных самолетов не жалели средств. В конце 1944 г. реактивная авиация, наряду с баллистическими ракетами и "карманными" подводными лодками, была возведена в ранг "нового оружия", которое, как надеялись, спасет Германию от гибели. Однако, когда было принято решение о массовом выпуске реактивных самолетов, немецкая авиаиндустрия, измотанная систематическими бомбардировками и столкнувшаяся с острой нехваткой сырья, горючего и квалифицированной рабочей силы, не смогла выполнить заказ. Попытки наладить производство на подземных заводах в бывших соляных и угольных шахтах оказались малоэффективными: коррозия и пыль быстро выводили из строя оборудование, слишком тяжелыми были условия труда. К концу войны производство самолетов велось на нескольких сотнях разбросанных по всей стране полукустарных мастерских, с помощью малоквалифицированных рабочих и с использованием низкокачественных "эрзац-материалов". Поэтому характеристики последних образцов реактивных самолетов были значительно ниже заданных, часто происходили аварии. В результате немецкая авиация в своей массе так и осталась винтомоторной.

Рис.4.77. Глостер «Метеор» F.3

Выло бы неправильно считать, что первые реактивные самолеты по всем параметрам превосходили лучшие образцы винтомоторной авиации. Из-за особенностей характеристик ТРД они имели большую длину разбега и пробега, больший удельный расход топлива. Значительный вес реактивных самолетов вел к увеличению нагрузки на крыло и, соответственно, к ухудшению горизонтальной маневренности и росту посадочной скорости. Нередко случались аварии из-за остановки в полете еще недостаточно «доведенных» реактивных двигателей. Но возможности авиационного двигателя внутреннего сгорания для увеличения скоростных и высотных качеств самолетов были исчерпаны, и это делало разработку реактивных самолетов с ТРД единственно возможным направлением в развитии авиации.

4.5. Обшая оценка технического прогресса в авиации в условиях второй мировой войны.

Основные тенденции в развитии винтомоторных самолетов за годы войны можно свести к следующему:

– полный и окончательный отказ от схем биплан, подкосный моноплан и от трехмоторной схемы;

– тщательная аэродинамическая "доводка" планера самолета за счет устранения или доработки "мелочей", вызывающих дополнительное сопротивление;

– введение в практику ламинарезированных крыльевых профилей (на истребителях) и герметизированных кабин;

– усложнение посадочной механизации (предкрылки, щелевые закрылки, закрылки Фаулера) для компенсации возросшей нагрузки на крыло;

– переход на трехколесное шасси с носовой опорой, обеспечивающее возможность более эффективного торможения при пробеге и упрошаяюшего технику посадки;

– применение каплевидных фонарей кабины на истребителях, обеспечивающих лучший обзор пилоту;

– повсеместное распространение бронирования и протектированнных баков для повышения боевой живучести летательных аппаратов;

– усовершенствование устройств для повышения высотности двигателей (распространение двухступенчатых центробежных нагнетателей и турбокомпрессоров);

– введение форсированных режимов работы двигателя для кратковременного повышения мощности самолета при взлете и в бою;

– тенденция к замене двухлопастного воздушного винта винтом с большим числом лопастей;

– замена пулеметного вооружения винтовочного калибра крупнокалиберными пулеметами и пушками калибра 20 и 30 мм;

– окончательное вытеснение открытых турельных стрелковых установок установками башенного типа (на некоторых самолетах – с дистанционным управлением);

– замена механических прицелен гироскопическими;

– установка на самолетах бортовых РЛС для действий в условиях ограниченной видимости;

– замена неуправляемых авиационных ракетных снарядов ракетами класса "воздух-воздух" и "воздух-земля" (тан.ко в Германии);

– применение катапультных систем покидания самолета (только в Германии).

Таким образом, развитие конструкции винтомоторных самолетов в годы второй мировой войны происходило, в целом, эволюционным путем, на основе нововведений, сделанных в 30-е годы и описанных в предыдущей главе. Прирост скорость в 100-150 км/ч, произошедший за годы войны, был достигнут, в основном, за счет увеличения мощности двигателей (увеличение рабочего объема и введение боевых (форсажных) режимов), мелких аэродинамических усовершенствований и увеличения нагрузки на крыло. Принципиальные изменения произошли татько в сфере оборудования летательных аппаратов, в первую очередь в системе вооружения (бортовой радиолокатор, прицелы на гироскопической платформе, дистанционно управляемые стрелковые установки, управляемые ракетные снаряды).

Наиболее существенным итогом в развитии авиации за время войны стало появление боевых реактивных самолетов. Их было построено сравнительно немного (менее 1% от общего числа самолетов, выпущенных за годы войны) и они не оказали заметного влияния на ход боевых действий, но именно эти машины определяли лицо будущей авиации.

Не следует, однако, забывать, что первый экспериментальный реактивный самолет был испытан еще до войны. Таким образом, и в этой области авиации прогресс заключался в развитии и внедрении в практику довоенного изобретения.

Сделанные выводы доказывают, что, вопреки широко распространенной точке зрения ([5, с. 165; 62, с. 116] и др.), в годы второй мировой войны не произошло качественного скачка в развитии авиационной техники. Более того, принципиальных нововведений в конструкции самолетов за период войны было меньше, чем за предыдущие шесть лет. Это объясняется тем, что в большинстве случаев руководство вовлеченных в напряженную борьбу стран мало интересовалось разработками, направленными на отдаленную перспективу, основный задачей являлось удовлетворение сиюминутных требований фронта. В Германии даже ввели запрет на инициативную разработку проектными отделами фирм новых самолетов [23]. Во всех странах резко сократилось количество опытных и экспериментальных образцов, полностью прекратилась разработка гражданских самолетов.

Основное влияние войны на авиацию заключалось не в ускорении технического прогресса, а в увеличении объема выпуска авиатехники. По подсчетам историков, за 1939– 1945 гг. в мире было построено окаю 800 тысяч самолетов [1, с. 494-496; 58, с 473] – в четыре раза больше, чем во время первой мировой войны. К тому же самолеты представляли теперь намного более грозную силу. В результате авиация превратилась в мощнейший вид вооружения, способный, в ряде случаев, оказывать решающее влияние на ход военных действий. Как известно, самолеты-истребители в 1940 г. спасли Англию от намечавшегося вторжения Германии. Другим примером решающей роли авиации может служить поражение Японии, капитулировавшей под натиском американских воздушных атак прежде, чем войска США высадились на ее территорию.