История самолетов 1919 – 1945 - Д. Соболев

В 1944 г. ОКБ Яковлева выпустило модель Як-9К с 45-мм пушкой НС-45 и боезапасом в 29 снарядов. Масса секундного залпа этого варианта была в полтора рази больше, чем у Як-9Т. Однако из-за большой силы отдачи самолет сильно раскачивало, и поэтому прицельный огонь был возможен только короткими очередями в 2-3 выстрела [21, с. 132].

Повышение боевой эффективности требовало усовершенствования стрелковых прицелов. В начале войны на многих самолетах (в частности на советских истребителях) еше стояли примитивные механические прицелы, состоящие из механического кольца внутри кабины летчика и мушки на фюзеляже. Следующим шагом стало появление коллиматорных прицелов, в которых кольцо и мушка изображались с помошью зеркальца и электролампы в виде световых меток на прозрачной пластине перед пилотом. В Англии они выпускались под обозначением GM-2, в Германии – "Revy", в СССР – ПБП-1. Такие прицелы были значительно удобнее механических в условиях плохой освещенности, могли фокусироваться "на бесконечность", что облегчало работу глаза. Однако они по-прежнему страдали одним существенным недостатком: давали точный результат только в том случае, ест и траектории движения преследуемого и преследователя находились на одной прямой. Угол упреждения стрельбы, необходимый при движении самолетов под углом друг к другу, должен был рассчитывать сам летчик, полагаясь на свой опыт и интуицию. Молодым пилотам было совсем непросто делать это в условиях быстротекущего боя.

В 1943 г. специалисты английского Авиационного научного центра в Фарнборо разработали гироскопический прицел, который мог автоматически определять угол упреждения стрельбы в зависимости от скорости изменения курса и расстояния до цели. Для этого пилот истребителя должен был ввести в прибор сведения о типе преследуемого самолета и в течение одной секунды удерживать цель в специальном световом визире для замера угловой скорости.

В 1944 г. новый прицел прошел испытания на "Спитфайре" Mk.IX. Их результаты превзошли все ожидания: результативность воздушных боев увеличилась в 2 раза! Вскоре этот гироскопический прицел начал устанавливаться и на самолетах ВВС США.(29*)

Кроме обычного стрелково-пушечного вооружения на истребителях иногда применяли ракетные снаряды (PC). Их испытали в бою в августе 1939 г. во время военного конфликта СССР с Японией в районе Халхин-Гола. Истребители И-16, вооруженные четырьмя 82-мм пороховыми реактивными снарядами РС-82, установленными на направляющих пол крылом, сбили 17 японских самолетов. Правда, из-за большого рассеивания ракет точность стрельбы оказалась невысокой: в среднем для уничтожения одного самолета требовалось 24,3 PC [33]. Кроме того, подвеска ракет под крылом заметно ухудшала летные качества истребителя во время воздушного боя. Поэтому в годы второй мировой войны реактивные снаряды на советских самолетах использовали, в основном, для поражения наземных целей.

Немцы применяли PC, главным образом, против бомбардировщиков, причем начат они с крупнокалиберных 210-мм ракете весом боевой части около 40 кг (ракеты Wgr 21). Одномоторные Bf. 109 могли поднимать по два таких PC в специальных трубах-направляющих под крылом, двухмоторные Ме-110 – по четыре. Снаряд такой силы мог поразить самолет даже на расстоянии 30 м от места взрыва. Однако точность стрельбы оставалась очень низкой (во многом из-за малой скорости полета снаряда), и существенного эффекта это оружие не дало.

Значительно более перспективными являлись работы по созданию управляемых ракетных снарядов класса "воздух-воздух". Они развернулись в Германии в самом конце войны. Ракета Х-4 с жидкостным ракетным двигателем имела боевую дальность 3 км – расстояние, делавшее истребитель неуязвимым от огня оборонительных установок бомбардировщиков. Летчик должен был наводить ракету на цель по радиосигналам с помощью небольшого рычага, напоминавшего современный "джойстик" для компьютерных игр. Англо-американская авиация вовремя уничтожила завод, выпускающий ЖРД для Х-4, и эта новая ракета не была опробована в бою.

В истории военной техники развитие средств поражения всегда активизировало совершенствование средств защиты. Защитой против пуль и снарядов служит броня. На истребителях, однако, бронирование долгое время не применяли, полагая, что лучше усилить его вооружение, чем утяжелять самолет броней. Опыт воздушных боев (еще в Испании) продемонстрировал, что бронезашита летчика значительно повышает живучесть истребителя, ведь второго пилота, который в чрезвычайной ситуации мог бы взять управление в свои руки, на самолетах этого класса не было. Немаловажное значение имел и психологический аспект: защищенный броней летчик чувствовал себя уверенней в бою, смелее шел в атаку.

Вначале бронирование истребителя ограничивалось установкой пуленепробиваемого лобового стекла толщиной 50-70 мм и бронеспинки кресла толщиной 4-8 мм. Затем добавили бронеплиту под сидением и бронированный заголовник (так как последний ухудшал обзор назад, на немецких и советских истребителях вместо него устанавливали бронестекло). Впоследствии конструкторы стали также защищать броней некоторые жизненно важные агрегаты самолета. Те зоны, которые при атаках поражаются обычно под косым углом (например верхняя и нижняя поверхности капота двигателя), защищали более легкими дюралюминиевыми панелями-отражателями толщиной до 4 мм.

По мере увеличения калибра оружия приходилось повышать толщину брони. Так, после появления у немцев самолетов с крупнокалиберными пулеметами 4-мм бронеспинку на "Спитфайре" заменили на две 6-мм бронированые плиты, с промежутком

15 см между ними. Эта мера не гарантировала защиту от авиационных пушек (противопушечная броня на истребителях вообще не применялась из-за своего веса: против снаряда 20-мм пушки требовалась бы бронеспинка толщиной 45 мм и весом более 150 кг [20, с.39], но служила надежным препятствием для пуль.

Естественно, что с усилением брони рос и ее вес. Так, если первые "Спитфайры вообще не имели брони, то на модели Mk.V ее вес составлял 59 кг, а на Mk.IX – уже 92 кг [14].

Боевой живучести истребителей способствовало также применение мягких (фибровых) протектированных баков. При простреле обычных алюминиевых баков бензин вытекал через выходное пулевое отверстие, которое не закрывалось протектором из сырой (не вулканизированной) резины из-за выступающих металлических краев дырки, что часто вызывало пожар. Фибра же при простреле разрушалась, не образовывая заусенцев. Это позволяло резине при контакте с бензином набухать и затягивать отверстие [8, с. 340].

Как правило, "платой" за улучшение полетных и боевых качеств истребителей было увеличение веса самолетов. Повышение мощности двигателя и введение форсажных режимов требовало (при условии сохранения той же дальности или времени полета) большего запаса топлива, увеличения размеров пропеллера для снятия возросшей мощности, более габаритных радиаторов. Выше уже писалось о весовых издержках, связанных с усилением вооружения и бронированием. Применение гермокабины, усложнение прицельного, пилотажно-навигационного и радио-связного оборудования также влияли на вес самолетов.

В результате взлетный вес "Спитфайров" возрос за годы войны в 1,6 раза, "Мессершмиттов" – в 1,3 раза. Соответственно увеличилась нагрузка на крыло (см. табл. 4.4). Нагрузка на мощность при номинальном режиме работы двигателя оставалась у них практически неизменной, рост скорости происходил, в основном, благодаря увеличению мощности на единицу площади крыла, повышению высотности двигателей и снижению лобового сопротивления (V пропорционально [N/C x pS] 1/3 ) .

Для советских истребителей эти тенденции были менее выраженными. Так, например, взлетный вес Як-9 и Як-3 оказался даже меньше, чем у прототипа – Як-1. Это объясняется тем, что "Яки" и "Лa" появились на несколько лет позднее "Спитфайров" и "Мессершмиттов" и имели больший резерв для улучшений по сравнению с уже отработанными английскими и немецкими машинами. В частности, как уже отмечаюсь, значительный выигрыш в весе удалось получить в результате замены деревянных силовых элементов крыла металлическими.

Поэтому процесс модификации советских истребителей не сопровождался резким увеличением нагрузки на крыло (она сохранялась в пределах 170-190 кг/м² ), а нагрузку на мощность удалось уменьшить с 2,8-3,0 кг/л.с. до 2,1 -2,0 кг/л.с.

Проявлением увеличения нагрузки на крыло было ухудшение маневренности самолетов в горизонтальной плоскости (радиус виража, как известно, прежде всего зависит от m/S). Благодаря большой площади крыла у "Спитфайра" даже на поздних модификациях этого самолета вес, приходящийся на единицу площади, был сравнительно невелик, и маневренные свойства самолета продолжали оставаться удовлетворительными. Значительно более остро эта проблема ощущалась на "Мессершмиттах", нагрузка на крыло у которых уже в 1942 г. достигла 191 кг/м 2 (Bf. 109G-2). Чтобы обеспечить маневренность самолета, конструкторы установили на крыле автоматические предкрылки, иногда практиковалось также отклонение закрылков для увеличения Су во время боя. До поры это давало результаты: испытания в НИИ ВВС продемонстрировали, что радиус виража Bf. 109G-2 составляет 290 м. Як-1 – 275 м, Як-9Д – 290 м, Лa-5 – 310 м, Ла-5ФН – 295 м (наиболее маневренным оказался "Спитфайр": Mk.IX, имевший m/S=146 кг/м 2 , выполнял виражи с радиусом всего 235 м) [8, с. 257]. Однако, когда нагрузка на крыло превысила 200 кг/м 2 (модификации G-10, К), "Мессершмитт" уже не мог состязаться на виражах с истребителями противника.