Одномоторные истребители 1930-1945 г.г.
Шрифт:
Совершенствуя систему охлаждения, конструкторы стали устанавливать радиаторы в специально спрофилированных туннелях, что значительно снижало их сопротивление, а потом и в центроплане (например, Р-39 «Аэрокобра», ИТП Поликарпова, И-220 Микояна и Гуревича…). Все эти мероприятия позволяли заметно увеличить скорость. Да и мощность моторов жидкостного охлаждения при обычной V-образной схеме к 1941 году возросла до 1200-1400 л.с. А многоцилиндровые двигатели, например, Н-образные 24-цилиндровые Ролс-Ройс «Нэпир» и «Сейбр» развивали 2000-2200 л.с., но при этом имели мидель, сравнимый со звездообразными моторами.
В это же время резкое увеличение мощности удалось получить у моторов воздушного охлаждения. Новые двухрядные 14-ти и 18-ти цилиндровые «звезды» были созданы во многих странах: P/W R-2800 и Райт R-3500, мощностью 2000-2300 л.с. в США; BMW-801 (1560-1700
Снижение аэродинамического сопротивление достигалось рациональным капотированием, установкой жалюзи на входе и «юбки» (или створок) на выходе, применением дефлекторов головок цилиндров, что очень важно для двухрядных «звезд»… Кроме того, и сами моторостроители помогали улучшать аэродинамику силовой установки: наличие редуктора позволяло не только получить оптимальный к. п. д. винта, но и сделать очертания передней части капота более плавными. Не прекращались поиски путей уменьшения диаметра двигателя…
Особую заботу о наилучшем использовании мотора на самолете проявила немецкая фирма BMW, создавшая не только хороший двигатель BMW-801, но и всю силовую установку. Конструктор самолета получал не мотор, а полностью ВМГ, представляющую собой отдельный агрегат с капотом, моторамой, системой охлаждения, который мог быть установлен на любом типе самолета.
Кроме совершенствования капотов NACA, иногда проектировались не совсем обычные капоты. Так, главный конструктор фирмы Кертисс Д. Берлин, совершенствуя Р-36 «Хоук», разработал капот, который делал истребитель похожим на машину с рядным двигателем. Воздух для охлаждения головок цилиндров поступал через сложный канал, воздухозаборник которого находился под большим коком винта. Однако заметного выигрыша не получалось: сопротивление такого капота если и снижалось, то незначительно, а несимметричный забор воздуха приводил к неравномерному охлаждению цилиндров.
В 1939 г. К. Танк на первом варианте FW-190 V-1, а в 1940 г. Поликарпов на И-185 с М-90 применили капоты с центральным входом воздуха 1*. Охлаждающий воздух поступал через центральное отверстие в большом коке, имеющем общие, плавные очертания с капотом, втулка винта закрывалась, в общем, обычным коком, расположенным внутри «главного» кока, за которым располагался вентилятор. На FW-190 он имел повышенное число оборотов, по сравнению с винтом, так как приводился во вращение от специального редуктора, а на И-185 – такое же число оборотов, как винт. Однако и эти капоты не получили широкого распространения. На FW-190 перегревался мотор. А И-185 из-за недоведенности М-90 летных испытаний не проходил. И хотя продувки в натурной аэродинамической трубе ЦАГИ дали положительный результат, применение такого капота Поликарпов отложил до «лучших времен». Причина, видимо, заключалась не только в нехватке времени накануне и во время войны, но и в сложности оптимизации такого капота, конструктивно более сложного и более тяжелого. Да и грамотно спроектированный обычный капот NACA при хорошем моторе позволял достичь очень высоких скоростей.
1* Иногда такие капоты назывались: «Капот с туннельным коконом» или «Кольцевой вращающийся капот».
P-39Q. Фото А. Дмитриева
P-51D в Корее. Архив редакции
А вот американских конструкторов, в отличие от советских и германских, при создании нового поколения скоростных истребителей такие проблемы, позволяющие «наскрести» десяток-другой км/ч скорости, похоже, занимали мало. Если взглянуть на носовую часть истребителей «Корсар», «Хеллкэт», «Биркэт», «Тандерболт» (на «изюминке» ВМГ этой машины остановимся ниже), оснащенным одним и тем же
Особого внимания заслуживает ВМГ «Тандерболта», на котором повышение высотности мотора (самолет создавался как высотный, скоростной, дальний истребитель сопровождения) осуществлялось с помощью турбокомпрессора (ТК). И хотя сами по себе ТК не были новшеством – попытки их применения предпринимались во всех странах многократно – добиться надежной работы к 1941 г. удалось только создателю «Тандерболта» А. Картвелли. Чтобы исключить прогар турбины горячими выхлопными газами (главная проблема), турбокомпрессор был установлен не на двигателе, как обычно, а в закабинной части фюзеляжа, и выхлопные газы, проходя по трубопроводу, успевали остыть. Из компрессора, сжатый и охлажденный посредством промежуточного радиатора воздух подавался по другому трубопроводу в двигатель…
Такое решение заметно увеличивало вес и габариты и без того очень крупного истребителя, зато позволило обеспечить необходимую высотность и надежность. Р-47 «Тандерболт» имел выдающиеся высотно-скоростные характеристики. Уже первый опытный экземпляр ХР-47В в мае 1941 г. показал скорость 657 км/ч на высоте около 8 км. В 1944 г. P-47D-27 имел скорость 697 км/ч на высоте 9 км, a P-47N на этой же высоте – 740 км/ч. Наконец, в августе 1944 г. облегченный вариант XP-47J с мотором R-2800-57 (2800 л.с.) развил скорость 813 км/ч на высоте 10500 м, став, таким образом, самым скоростным поршневым истребителем в истории авиации 1*.
Но для ведения маневренного воздушного боя на малых и средних высотах эта машина годилась мало, уступая в скорости, скороподъемности, времени виража многим истребителям. Впрочем, «Тандерболт» для таких боев и не предназначался.
Лучшим американским истребителем принято считать Р-51 «Мустанг» серий В, С, D. Первоначальный вариант Р- 51 А, созданный фирмой НортАмерикен по заказу ВВС Англии, с невысотным двигателем «Аллисон» V-1710 (1200 л.с.) имел хорошие летные данные только на малых высотах, в силу чего часто использовался как истребитель-бомбардировщик. Но в 1942 г., по инициативе англичан, на «Мустанг» установили мотор «Мерлин». С ним характеристики самолета резко улучшились (скорость – порядка 700 км/ч), и дальнейшие модификации – В, С, D, N – выпускались только с мотором «Паккард» V-1650-3, представлявшем собой лицензионный вариант «Мерлина». Теперь «Мустанг» мог вести активный воздушный бой с любым противником в широком диапазоне высот, а при полной заправке использовался, как и «Тандерболт», в качестве истребителя сопровождения – яркий пример того, как хороший двигатель может посредственный истребитель превратить в выдающийся.
Р-39 «Аэрокобра» и P-40D «Киттихаук», оснащенные невысотными моторами «Аллисон» V-1650 (1200 л.с.), имели ЛТХ сравнимые с нашими «Яками» (не считая Як-3) и довольно широко применялись в советских ВВС.
Особенно популярной была «Аэрокобра» – машина очень оригинальная. Для снижения лобового сопротивления 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 2*. Свободное от мотора пространство носовой части служило для размещения оружия, включая 37-мм пушку (на всех американских истребителях в то время применялись только 12,7 мм пулеметы, устанавливаемые чаще всего в крыле). Самолет имел шасси с носовым колесом, необычную кабину с «автомобильными» дверками. 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.