История самолётов 1919 – 1945 - Д. Соболев

Как показало время, общая схема и основные параметры И-17 были выбраны, в целом, правильно, передовой была и идея установить на самолете наряду с пулеметами 20-мм авиационную пушку, стреляющую через ось винта. Основной причиной того, что из И-17 не получился столь нужный и перспективный скоростной истребитель, явилось отсутствие двигателя подходящей мощности. Это был тот случай, когда схема самолета опережала общий технический уровень развития авиации. Серийные самолеты типа И-17 появились в нашей стране только через 5 лет.

Рис. 3.35 Истребитель И -17

Как следует из таблицы 3.8, аэродинамическое сопротивление сам an ста И-17 с мотором водяного охлаждения было примерно в полтора раза меньше, чем у И-16 с его коротким бочкообразным фюзеляжем. Правда, вес мотора с водяной рубашкой цилиндров был выше, что привело к увеличению взлетного веса всего самолета Однако в период, когда скорости полета приближались к 500 км/ч, доминирующим требованием к самолетам стала обтекаемость форм. В результате, если в 1933 г только 30 % новых типов истребителей имели двигатель с жидкостным охлаждением то в 1937 г. эта величина составляла уже более 60 % [14].

Широкомасштабный серийный выпуск скоростных истребителей-монопланов с двигателями водяного охлаждения начался во второй половине 30-х годов в странах Западной Европы, где уровень развития авиадвигателестроения обгонял развитие двигателей в СССР. Примерами таких самолетов являются немецкий Мессершмитт Bf-109 и английские Хаукер «Харрикейн» и Супермарин «Спитфайр», которые широко использовались в годы второй мировой войны. Благодаря установленным на них моторам мощностью более тысячи лошадиных сил они могли развивать скорость свыше 500 км/ч.

Проектирование самолета Bf-109 началось в 1934 г., когда командование BBC Германии объявило конкурс на создание одноместного истребителя для замены устаревших бипланов Хейнкель Не-51 и Арадо Ar-68. Конструкторы Вилли Мессершмитт и Вальтер Ретель поставили перед собой задачу соединить воедино минимальную по размерам и весу конструкцию и мощный двигатель. Результатом этой работы был одноместный самолет-низкоплан с закрытой пассажирской кабиной и убирающимся шасси. Из-за небольших размеров Bf. 109 разработан на основе спортивного моноплана Ме-108) самолет отличался высокой нагрузкой на плошадь. Поэтому крыло было снабжено щелевыми закрылками и автоматическими предкрылками. Хорошие летные качества, удобство в эксплуатации и технологичная конструкция предопределили успех машины. В сентябре 1935 г. самолет совершил первый полет, а уже с 1936 г. стал поступать на вооружение. Вначале на нем ставили двигатель Юнкере «ЮМО» 210А, мощность которого составляла только 610 л.с., и поэтому скорость самолета была невелика — 420 км/ч. Однако потенциальные возможности Bf. 109 были велики. Об этом свидетельствует абсолютный мировой рекорд скорости — 610 км/ч, установленный 11 ноября 1937 г. Гансом Вюрстером на самолете со специальным гоночным двигателем мощностью 1500 л.с.[22]

Опыт Испании показал необходимость повышения мощности двигателя и усиления вооружения. В начале 1939 г. появился вариант Мессершмитт Bf 109F. с двигателем DB-601 в 1050 л.с. (рис. 3.36). Самолет развивал скорость 550 км/ч, помимо пулеметов имел пушечное вооружение.

Успеху английских истребителей «Харрикейн» (конструктор С. Камм) и «Спитфайр» (конструктор Р. Митчелл) способствовало появление нового английского V- образного двигателя водяного охлаждения Роллс-Ройс «Мерлин» мощностью 1030 л.с. Он обладал небольшим «лбом» и сравнительно малым весом, что обеспечивало хорошие скоростные характеристики самолетов.

Разработка самолетов началась в 1934 г. «Харрикейн», впервые поднявшийся в воздух в ноябре 1935 г., имел смешанную конструкцию; «Спитфайр» (рис. 3.37), совершивший первый полет в марте 1936 г., отличался конструктивно-силовой схемой с цельнометаллической работающей обшивкой. Кроме того, размах крыла «Спитфайра» был на 1 метр меньше, чем у «Харрикейна», а профиль отличался малой относительной толщиной (12,5 % у корня и 7,9 % на концах крыла [30, с. 47]). Эллиптическая форма крыла и оперения «Спитфайра» способствовала уменьшению индуктивного сопротивления, особенно при маневрировании на больших углах атаки. Его вес был меньше, а максимальная скорость — более, чем на 50 км/ч выше. Лучше оказались и маневренные характеристики. Поэтому в голы второй мировой войны «Харрикейн» применялся, главным образом, для борьбы с бомбардировщиками, а более совершенный «Спитфайр» — для борьбы с истребителями противника. Серийное производство самолетов началось в 1937 г. К началу войны на вооружении ВВС Англии состояло 18 эскадрилий «Харриксйнов» и 9 — «Спитфайров». В 1939–1945 гг. эти машины составляли основу английской истребительной авиации.

Лучшим французским истребителем с двигателем водяного охлаждения был Девуатин D-520 (рис. 3.38). По сравнению со своим предшественником — малоудачным D-500, он имел убирающееся шасси, свободнонесущее оперение, закрытую кабину, увеличенную мощность двигателя. Высокая скорость (555 км/ч) и мощное вооружение (20-мм пушка и 4 пулемета) делали эту машину достойным соперником «Мессершмиттов», но выпуск самолета начался слишком поздно, чтобы заметно усилить французскую авиацию. К моменту нападения Германии на Францию в строю находилось только 437 D-520 [14. с. 222].

Рис 3.36. Истребитель Мессершмитт Bf. 109E

Рис. 3.37. Истребители Супермирин «Спитфайр» I

Было бы неправильно считать, что в 30-е годы все новые истребители имели схему моноплан. Среди этого класса машин было немало и бипланов. Так, например, в СССР из 14 типов истребителей, сконструированных в 1935–1939 гг., 5 имели бипланное крыло, 3 из них (ДИ-6, И-15 и И-153) строились серийно, причем И-153 (рис. 3.39) поступил в серийное производство в самом конце 30-х годов. И-15 и И-153 были выпушены большой серией: соответственно 2792 и 3437 экземпляров [7, с. 433].

За рубежом также строили истребители-бипланы. Примером этого может служить английский Глостер «Гладиатор», начавший поступать на вооружение в 1937 г. и построенный в количестве более полутысячи экземпляров (рис. 3.40). Самолет экспортировался и в другие страны — Бельгию. Швецию, Норвегию. Латвию, Литву, Ирак. Китай. Другим известным истребителем-бипланом предвоенных лет был итальянский Фиат C.R.42. Эта машина поступила в серийное производство в 1939 г. и выпускалась до 1943 г… на вооружение было поставлено 1781 C.R.42. [14, с. 216]. По сравнению с советскими И-15 и И-153, зарубежные бипланы имели неубирающееся шасси и были более тихоходными.

Рис. 3.38. Истребитель Девуатин D-520

По скорости бипланы заметно уступали самолетам-монопланам, однако имели преимущество в отношении маневренности. Как видно из таблицы 3.8, биплан И- 15 тратил на выполнение виража вдвое меньше времени, чем современный ему моноплан И-16. На самолетах стояли одинаковые двигатели и взлетный вес машин был практически идентичным. Лучшая маневренность биплана достигалась за счет меньшей нагрузки на крыло; т. к. при том же размахе площадь бипланного крыла всегда больше.

Лучшие маневренные свойства и послужили причиной долголетия истребителей- бипланов. Возникла даже специальная «теория двух истребителей», согласно которой истребители-монопланы должны были действовать в бою совместно с истребителями-бипланами: первые догоняют и сковывают атаками противника, вторые уничтожают его в воздушном бою.

Во время гражданской войны в Испании многие советские летчики, участвовавшие в боях, отдавали предпочтение бипланам. «По истребителям пилоты в основном считают, что маневренность И-16 недостаточна и поэтому (а также из-за более легкой посадки) хвалят И-15, полагая, что его можно модернизировать, улучшив вооружение … и скорость», — гласит отчет из Испании [19].

Однако по мере повышения скорости полета большее сопротивление бипланного крыла становилось все более заметным недостатком. Опыт боевого применения авиации в Испании продемонстрировал трудности совместного применения разнотипных истребителей, разрыв в скорости между которыми все более возрастал. К концу 30-х годов истребители-бипланы уступали по скорости iil только одноместным монопланам, но, нередко, и бомбардировщикам.

Рис. З 39. Истребитель И-153

Рис. 3.40. Истребитель Глостер «Гладиатор»

Приверженцы схемы «биплан» предпринимали разнообразные решения для того чтобы повысить скорость самолетов. Кроме уже известных — убираемое шасси фонарь кабины пилота, выдвигались и весьма оригинальные идеи. Одной из них было применение схемы «свободнонесущий биплан». Такую необычную компоновку предложили советские конструкторы Л, А. Боровиков и И. В. Флоров. Построенный ими в 1937 г. экспериментальный истребитель М-207 не имел ни привычных для биплана расчалок, ни межкрыльевых стоек (рис. 3.41). С двигателем мощностью 801 л.с. этот самолет при испытаниях показал скорость 416 км/ч на высоте 4000 м [21,c. 69], что для истребителя конца 30-х годов было явно мало.