logik_logik (logik_logik) wrote,
logik_logik
logik_logik

Истребители Второй Мировой войны: лучшие из лучших. Взгляд инженера.Часть I.

[Spoiler (click to open)]Оригинал взят у slavikap в Истребители Второй Мировой войны: лучшие из лучших. Взгляд инженера.Часть I.



Во второй мировой войне авиация была одним из основных родов войск и играла очень большую роль в ходе боевых действий. Не случайно каждая из воевавших сторон стремилась обеспечить постоянное повышение боеспособности своей авиации путем наращивания выпуска самолетов и непрерывного их совершенствования и обновления. Как никогда раньше широко в военную сферу был вовлечен научный и инженерный потенциал, работало множество научно-исследовательских институтов и лабораторий, конструкторских бюро и испытательных центров, усилиями которых создавалась новейшая боевая техника. Это было время необычайно бурного прогресса самолетостроения. Одновременно как бы завершалась эпоха эволюции самолетов с поршневыми двигателями, безраздельно господствовавшими в авиации с момента ее зарождения. Боевые самолеты конца второй мировой войны являли собой наиболее совершенные образцы авиационной техники, созданной на базе поршневых моторов.




Существенное различие мирного и военного периодов развития боевой авиации заключалось в том, что во время войны эффективность техники определялась непосредственно опытным путем. Если в мирное время военные специалисты и авиаконструкторы, заказывая и создавая новые образцы самолетов, опирались лишь на умозрительные представления о характере будущей войны или же руководствовались ограниченным опытом локальных конфликтов, то широкомасштабные военные действия резко изменили ситуацию. Практика воздушных боев стала не только мощным катализатором в ускорении прогресса авиации, но и единственным критерием при сравнении качества самолетов и выборе главных направлений дальнейшего развития. Каждая из сторон совершенствовала свои самолеты, исходя из собственного опыта ведения боевых действий, наличия ресурсов, возможностей технологии и авиапромышленности в целом.
В годы войны в Англии, СССР, США, Германии и Японии было создано большое число самолетов, сыгравших заметную роль в ходе вооруженной борьбы. Среди них немало выдающихся образцов. Интерес вызывает сравнение этих машин, равно как и сопоставление тех инженерных и научных идей, которые использовались при их создании. Конечно, среди многочисленных типов самолетов, принимавших участие в войне и представлявших собой разные школы самолетостроения, трудно выделить бесспорно лучшие. Поэтому выбор машин в какой-то мере носит условный характер.

Истребители являлись главным средством завоевания господства в воздухе в борьбе с противником. От эффективности их действий во многом зависел успех боевых операций наземных войск и других родов авиации, безопасность тыловых объектов. Не случайно, что именно класс истребителей развивался наиболее интенсивно. Лучшими из них традиционно называют самолеты Як-3 и Ла-7 (СССР), Норт-Америкен Р-51 «Мустанг» («Mustang», США), Супермарин «Спитфайр» («Spitfire», Англия) и Мессершмитт Bf 109 (Германия). Среди многих модификаций западных истребителей для сравнения выбраны Р-51D, «Спитфайр» XIV и Bf 109G-10 и К-4, то есть те самолеты, которые строились серийно и поступали на вооружение военно-воздушных сил на завершающем этапе войны. Все они создавались в 1943 — начале 1944 г. В этих машинах нашел отражение богатейший боевой опыт, уже накопленный к тому времени воюющими странами. Они стали как бы символами боевой авиационной техники своего времени.

Прежде чем сопоставлять разные типы истребителей, стоит немного сказать об основных принципах сравнения. Главное, здесь необходимо иметь в виду те условия боевого применения, под которые они создавались. Война на Востоке показала, что при наличии линии фронта, где основной силой вооруженной борьбы являются наземные войска, от авиации требовались сравнительно небольшие высоты полета. Опыт воздушных боев на советско-германском фронте свидетельствует, что подавляющее большинство их велось на высотах до 4,5 км вне зависимости от высотности самолета. Советские конструкторы, совершенствуя истребители и моторы для них, не могли не учитывать этого обстоятельства. В то же время английские «Спитфайры» и американские «Мустанги» отличались большей высотностью, поскольку характер действий, на которые они рассчитывались, был совсем иной. Кроме того, Р-51D обладал намного большей дальностью полета, необходимой для сопровождения тяжелых бомбардировщиков, и поэтому был значительно тяжелее, чем «Спитфайры», немецкие Bf 109 и советские истребители. Таким образом, поскольку английские, американские и советские истребители создавались под разные боевые условия, то теряет смысл вопрос, какая из машин в целом являлась наиболее эффективной. Сравнивать целесообразно только основные технические решения и особенности машин.

Иначе обстоит дело с немецкими истребителями. Они предназначались для борьбы в воздухе как на Восточном, так и на Западном фронтах. Поэтому их вполне обоснованно можно сопоставлять со всеми истребителями союзников.


Так чем же выделялись лучшие истребители второй мировой войны? В чем состояло принципиальное их отличие друг от друга? Начнем с главного — с технической идеологии, закладывавшейся конструкторами в проекты этих самолетов.

Самыми необычными в плане концепции создания были, пожалуй, «Спитфайр» и «Мустанг».

«Это не просто хороший самолет, это «Спитфайр!» - такая оценка английского летчика-испытателя Г. Пауэлла, бесспорно, относится и к одному из последних воевавших вариантов истребителя этого семейства — «Спитфайр» XIV, лучшему истребителю британских воздушных сил периода войны. Именно на «Спитфайр» XIV в воздушном бою был сбит немецкий реактивный истребитель Ме 262.

Создавая «Спитфайр» в середине 30-х годов, проектировщики попытались 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 основном, была достигнута. Как и многие другие скоростные истребители, «Спитфайр» имел схему свободнонесущего моноплана хорошо обтекаемых форм. Но это было только внешнее сходство. Для своего веса «Спитфайр» имел крыло сравнительно больших размеров, что давало малую нагрузку на единицу несущей поверхности, намного меньшую, чем у других истребителей-монопланов. Отсюда отличная маневренность в горизонтальной плоскости, высокий потолок и хорошие взлетно-посадочные свойства. Такой подход не был чем-то исключительным: подобным образом поступали, например, японские конструкторы. Но создатели «Спитфайра» пошли дальше. Из-за большого аэродинамического сопротивления крыла столь значительных размеров нельзя было рассчитывать на достижение высокой максимальной скорости полета — одного из важнейших показателей качества истребителей тех лет. 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.

Фирме удалось создать незаурядный боевой самолет. Это не означает, что «Спитфайр» был лишен каких-либо недостатков. Они были. Например, из-за малой нагрузки на крыло он уступал многим истребителям по разгонным свойствам на пикировании, Медленнее, чем немецкие, американские и тем более советские истребители, реагировал по крену на действия летчика. Однако эти недостатки не носили принципиального характера, и в целом «Спитфайр» бесспорно был одним из сильнейших истребителей воздушного боя, который в деле продемонстрировал отличные качества.

Среди многих вариантов истребителя «Мустанг» наибольший успех выпал на долю самолетов, оснащавшихся английскими моторами «Мерлин». Это были Р--51В, С и, конечно же, Р-51D — лучший и самый известный американский истребитель второй мировой войны. Как раз эти самолеты с 1944 г. обеспечивали безопасность тяжелых американских бомбардировщиков В-17 и В-24 от атак немецких истребителей и в бою продемонстрировали свое превосходство.

Главной отличительной чертой «Мустанга» в плане аэродинамики было ламинарное крыло, впервые в мировой практике авиастроения установленное на боевом самолете. Об этой «изюминке» самолета, родившейся в лаборатории американского научно-исследовательского центра NACA накануне войны, следует сказать особо. Дело в том, что мнение специалистов по поводу целесообразности применения ламинарного крыла на истребителях того периода неоднозначно. Если перед войной на ламинарные крылья возлагали большие надежды, поскольку при определенных условиях они обладали меньшим аэродинамическим сопротивлением по сравнению с обычными, то опыт работы с «Мустангом» поубавил первоначальный оптимизм. Оказалось, что при реальной эксплуатации такое крыло недостаточно эффективно. Причина заключалась в том, что для реализации ламинарного течения на части такого крыла требовалась весьма тщательная отделка поверхности и высокая точность в выдерживании профилировки. Из-за шероховатости, возникавшей при нанесении защитной окраски на самолет, и даже небольшой неточности в профилировке, неизбежно появлявшейся в серийном производстве (небольшая волнообразность тонкой металлической обшивки), эффект ламинаризации на крыле Р-51 сильно снижался. По своим несущим свойствам ламинарные профили уступали обычным, что вызывало трудности в обеспечении хороших маневренных и взлетно-посадочных свойств.

При небольших углах атаки ламинарные профили крыла (иногда их называли ламинизированными) имеют меньшее аэродинамическое сопротивление, чем профили обычного типа.

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 Р-51D) для размещения бензобаков и оружия. Интересно, что благодаря намного меньшей относительной толщине профилей, волновой кризис на крыле «Спитфайра» возникал на большей скорости, чем на крыле «Мустанга».


Исследования в английском авиационном научном центре RAE показали, что благодаря существенно меньшей относительной толщине профилей крыла истребитель «Спитфайр» на больших скоростях имел меньший коэффициент аэродинамического сопротивления, чем «Мустанг». Это объяснялось более поздним проявлением волнового кризиса обтекания и более «мягким» его характером.

Если воздушные бои велись на относительно небольших высотах, кризисные явления сжимаемости воздуха почти не проявлялись, поэтому необходимость в специальном скоростном крыле остро не ощущалась.

Весьма необычным оказался путь создания советских самолетов Як-3 и Ла-7. По существу, они представляли собой глубокие модификации истребителей Як-1 и ЛаГГ-3, разработанных в 1940 г. и выпускавшихся серийно.

В советских ВВС на завершающем этапе войны не было истребителя более популярного, чем Як-3. В то время это был самый легкий истребитель. Французские летчики полка «Нормандия-Неман», воевавшие на Як-3, так отзывались о его боевых возможностях: «Як-3 дает вам полное превосходство над немцами. На Як-3 вдвоем можно драться против четверых, а вчетвером — против шестнадцати!»

Коренная переработка конструкции Яка была предпринята в 1943 г. с целью резкого улучшения летных характеристик при весьма скромной мощности силовых установок. Решающим направлением в этой работе стало облегчение самолета (в том числе и за счет уменьшения площади крыла) и существенное улучшение его аэродинамики. Пожалуй, это была единственная возможность качественно продвинуть самолет, так как новых более мощных моторов, подходящих для установки на Як-1, советская промышленность серийно еще не выпускала.

Подобный, исключительно трудный в реализации, путь развития авиационной техники являлся неординарным. Обычный способ совершенствования комплекса летных данных самолетов состоял тогда в улучшении аэродинамики без заметных изменений габаритов планера, а также в установке более мощных моторов. Почти всегда это сопровождалось заметным увеличением веса.

Конструкторы Як-3 с этой многотрудной задачей справились блестяще. Вряд ли в истории авиации периода второй мировой войны можно найти другой пример аналогичной и столь результативно выполненной работы.

Як-3 по сравнению с Як-1 был намного легче, имел меньшие относительную толщину профиля и площадь крыла и обладал прекрасными аэродинамическими свойствами. Энерговооруженность самолета существенно возросла, что резко улучшило его скороподъемность, разгонные характеристики и вертикальную маневренность. В то же время такой важнейший для горизонтальной маневренности, взлета и посадки параметр, как удельная нагрузка на крыло, изменился мало. На войне Як-3 оказался одним из самых простых в пилотировании истребителей.

Конечно, в тактическом плане Як-3 отнюдь не заменял собой самолеты, отличавшиеся более сильным вооружением и большей продолжительностью боевого полета, но прекрасно дополнял их, воплощая в себе идею легкой, скоростной и маневренной машины воздушного боя, предназначенной в первую очередь для борьбы с истребителями противника.

Один из немногих, если не единственный истребитель с мотором воздушного охлаждения, который с полным основанием можно отнести к лучшим истребителям воздушного боя второй мировой войны. На Ла-7 известный советский ас И. Н. Кожедуб сбил 17 немецких самолетов (в том числе и реактивный истребитель Ме-262) из 62 уничтоженных им на истребителях марки Ла.

История создания Ла-7 также необычна. В начале 1942 г. на базе истребителя ЛаГГ-3, оказавшегося довольно посредственной боевой машиной, был разработан истребитель Ла-5, отличавшийся от предшественника только силовой установкой (мотор жидкостного охлаждения заменили на гораздо более мощную двухрядную «звезду»). В ходе дальнейшего развития Ла-5 конструкторы основное внимание уделили его аэродинамическому совершенствованию. В период 1942-1943 гг. истребители марки «Ла» были наиболее частыми «гостями» в натурных аэродинамических трубах ведущего советского авиационного научно-исследовательского центра ЦАГИ. Главной целью таких испытаний было выявление основных источников аэродинамических потерь и определение конструктивных мероприятий, способствующих снижению аэродинамического сопротивления. Важная особенность этой работы состояла в том, что предлагаемые изменения конструкции не требовали больших переделок самолета и изменения процесса производства и могли быть сравнительно легко выполнены серийными заводами. Это была поистине «ювелирная» работа, когда, казалось бы, из сущих мелочей получался довольно впечатляющий результат.

Плодом такой работы стал появившийся в начале 1943 г. Ла-5ФН — один из сильнейших советских истребителей того времени, а затем и Ла-7 — самолет, по праву занявший место среди лучших истребителей второй мировой войны. Если при переходе от Ла-5 к Ла-5ФН повышение летных данных было достигнуто не только за счет лучшей аэродинамики, но и благодаря более мощному мотору, то улучшения характеристик Ла-7 добились исключительно средствами аэродинамики и снижением веса конструкции. Этот самолет имел скорость на 80 км/ч больше, чем Ла-5, из них 75% (то есть 60 км/ч) дала аэродинамика. Такой прирост скорости равносилен увеличению мощности мотора более чем на треть, причем без увеличения веса и габаритов самолета.

Лучшие черты истребителя воздушного боя воплотились в Ла-7: высокая скорость, отличная маневренность и скороподъемность. Кроме того, по сравнению с остальными истребителями, о которых здесь идет речь, он обладал большей живучестью, так как только этот самолет имел мотор воздушного охлаждения. Как известно, такие моторы не только более жизнеспособны, чем двигатели жидкостного охлаждения, но и служат своеобразной защитой летчика от огня с передней полусферы, поскольку имеют большие габариты поперечного сечения.
Продолжение:http://navy-chf.livejournal.com/479268.html

[Источники]Источники:
Первоисточник http://alternathistory.org.ua
Источник:http://topwar.ru/.

Subscribe
promo logik_logik march 15, 2020 17:37 267
Buy for 20 tokens
Всем день добрый! Мне надоел бездушный, душный ГОРОД. Мне давит грудь тройной стеклопакет. Уехать бы с палаткой на природу, но чтоб санузел был и ИНТЕРНЕТ.
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

  • 0 comments