История самолетов 1919 – 1945
Шрифт:
Рис.3.28. Гоночный самолет с одноколесным шасси "Сталь-6"
Рис.3.29. Палубный истребитель Грумман FF-1
Вместе с тем, неубираюшееся шасси, открытая пилотская кабина и расчалочное крыло не позволяют в полной мере отнести эту машину к новому классу скоростных истребителей( 21*).
В начале 30-х годов в условия популярных в Европе авиагонок на приз Дейтш-де-ля- Мерт было введено важное изменение: рабочий объем цилиндров мотора ограничили 8 л. Кроме того, дистанцию, на которой замерялась скорость полета, увеличили с 1 до 2000 км (промежуточные посадки разрешались, но засчитывались как летное время) [27, с. 10]. Новые правила заставили конструкторов отказаться от создания все больших по размеру и мощности двигателей и уделить основное внимание улучшению аэродинамики самолета. Результат оказался неожиданным: за счет аэродинамических усовершенствовании удалось создать гоночный самолет Кодрон С-460 с мотором мощностью всего 400 л.с на котором в 1934 г. был установлен новый мировой рекорд скорости – 506 км/ч. Коэффициент лобового аэродинамического сопротивления имел также рекордное значение – он составлял всего лишь 0,019 [25, с. 88]. Необычной особенностью этого самолета был рядный двигатель воздушного охлаждения. Мидель силовой установки при такой схеме был значительно меньше, чем у звездообразного двигателя, но проблема охлаждения цилиндров представляла собой непростую задачу, особенно при попытках увеличить его мощность.
21* Почти одновременно с Р-26, инженеры фирмы Боинг взялись за разработку более перспективного истребителя ХР-29 – с убирающимся шасси, свободнонесущим крылом, закрытой кабиной пилота. Однако консервативно настроенное военное руководство не поддержало этот проект [11. с.145].
Рис-3.30. Истребитель Боинг Р-26
Военным вариантом самолета Кордон С-460 стал легкий истребитель С-714 той же фирмы. Благодаря отличной аэродинамике, он развивал ту же скорость, что и лучшие истребители середины 30-х годов при двигателе в полтора раза менее мощном (см.табл. 3.7.). Как и прототип, С-714 имел рядный мотор воздушного охлаждения фирмы Рено, что предопределило характерную форму носовой части фюзеляжа (рис. 3.31). Несмотря на аэродинамические достоинства конструкции, самолеты с таким типом силовой установки не получили распространения из-за трудностей с охлаждением головок задних цилиндров двигателя.
Известный английский истребитель Супермарин "Спитфайр" также был создан на основе гоночного спортивного самолета. В конце 20-v годов Англия и Италия упорно состязались за кубок Шнейдера – награду за создание самого скоростного гидросамолета. Победа досталась англичанам – моноплан Супермарин S.6B с двигателем водяного охлаждения Роллс-Ройс оказался более скоростным. Несколько лет спустя, когда отставание истребителей в скорости стало очевидным, конструктор гоночного S-6 Р Митчелл решил применить свой опыт для создания военного самолета. Он сохранил общую компоновку и решил применить тот же тип двигателя – V-образный, 12-цилиндровый, с жидкостным охлаждением. Вместо поплавков на самолете установили убирающееся шасси, поверхностные радиаторы заменили обычными. Испытания, начавшиеся весной 1936 г., дали отличные результаты. При мощности двигателя 1030 л.с. самолет развивал скорость более 570 км/ч, был устойчив и прост в управлении. В 1937 г. началось его серийное производство. "Спитфайр" стал одним из основных английских боевых самолетов в годы второй мировой войны; было выпущено более 20 тысяч машин [14, с. 246].
Рис.3.31. Истребитель Кодрон С-714
Приведенные выше примеры не означают, конечно, что все истребители предвоенных лет были созданы на основе гоночных самолетов. Большинство новых боевых самолетов строилось не как попытка повторить какой-либо аппарат, а как новая конструкция, разработанная на основе последних достижений науки и техники. Это, в частности, полностью относится к новым советским истребителям, появившимся в середине 30-х годов, т. к. в СССР не существовало практики строительства скоростных спортивных самолетов с мощными двигателями.
В начале 30-х годов основным советским истребителем являлся биплан И-5 с двигателем воздушного охлаждения М-22 мощностью 480 л. с. Максимальная скорость этого самолета равнялась 278 км/ч у земли и 250 км/ч на высоте 5000 м. Понятно, что к моменту появления первых скоростных бомбардировщиков скоростные характеристики этого самолета перестали удовлетворять военных. В 1932 г. крупнейшим в СССР авиационным конструкторским коллективам – КБ А. Н. Туполева и Н. Н. Поликарпова – было дано задание на проектирование истребителей нового класса, со значительно большей скоростью.
В 1933 г. начались испытания первых в СССР скоростных истребителей-монопланов И-14 и И-16 со свободнонесущим крылом и убираемым шасси. И-14 был построен бригадой П. О. Сухого под общим руководством А. Н. Туполева; конструктором И-16 был "король истребителей" Н. Н. Поликарпов. Оба самолета имели звездообразные моторы воздушного охлаждения Райт "Циклон" (М-25). снабженные капотами NACA, и низкорасположенное крыло с закрылками. Схема низкоплан для истребителя была выгоднее других, т. к. при этой компоновке создавались наиболее благоприятные условия для уборки шасси в крыло, низкорасположенное крыло позволяло получить хороший обзор из кабины, который так важен в воздушном бою, повышало безопасность при аварийной посадке с убранным шасси.
И-14, в соответствии с традицией КБ А. Н. Туполева, имел цельнометаллическую конструкцию. Фюзеляж и киль имели гладкую обшивку, а крыло и горизонтальное оперение были покрыты гофрированным металлическим листом. В этом отношении И-14 являлся промежуточным типом между истребителями старого и нового поколений. Однако во всем остальном это была передовая машина. И-14 – первый в СССР истребитель с убираемым шасси, закрылками, тормозными колесами и закрытым фонарем кабины.
И-16 (рис. 3. 32) имел смешанную конструкцию: фюзеляж – из дерева, крыло – с металлической силовой конструкцией и полотняной обшивкой. При том же двигателе Райт "Циклон" (М-25) мощностью 710 л. с. И-14 на испытаниях весной 1934 г. показал более высокую скорость (372 км/ч), чем И-16 (351 км/ч) [7, с. 128]. Однако при полетах было замечено запаздывание самолета с выходом из штопора, неустойчивость на земле из-за узкой колеи шасси и некоторые другие конструктивно-эксплуатационные недостатки. Это и определило выбор – основным типом скоростного истребителя-моноплана стал самолет И-16.
Посте ряда аэродинамических усовершенствований и установки нового типа винта скорость самолета заметно возросла. "Доношу, что истребитель завода №39 И-16 с мотором Райт-Циклон дал скорость 430 километров на высоте 3000 метров, поставив нас на первое место в мире по истребителям", – сообщал Сталину в октябре 1934 года начальник Главного управления авиационной промышленности Г. Н. Королев [28].
Рис.3.32. И-16 и Музее авиации Северного Флота (Сафоново)
Серийный выпуск И-16 начался в 1934 г. Благодаря очень короткому фюзеляж) он имел малый продольный момент инерции и, как следствие, быструю реакцию на отклонение рулей. Для большей "верткости" центр тяжести самолета был совмешен с центром давления. Такой метод повышения маневренности применяется на современных боевых самолетах в сочетании с автоматом обеспечения устойчивости, но в 30-е годы это решение вряд ли можно назвать оправданным, т.к. в те годы не существовало никаких приспособлений для автоматического сохранения равновесия, и отсутствие запаса статической устойчивости делало пилотирование И-16 трудной и требующей постоянного внимания работой.