История авиации
счет мощности двигателей. А так
как это неизменно утяжеляло истребитель, приходилось увеличивать и площадь
крыльев для сохранения маневренности. Чтобы не заставлять каждый квадратный
метр плоскостей нести лишнюю нагрузку, крылья делали и длиннее и шире.
Даже самый скоростной и маневренный истребитель вряд ли станет грозной
боевой машиной, если не предоставить летчику хороший обзор. Что увидит
пилот, сидящий в буквальном смысле между двумя обширными экранами — верхним
и нижним крыльями? Конструкторам пришлось бороться и со «слепотой»
самолетов, делать вырезы в задних кромках крыльев, изгибать верхнюю
плоскость наподобие крыла чайки, а то и вовсе поднимать верхнее крыло над
фюзеляжем и убирать нижнее (схема «парасоль»). Чаще всего прибегали к схеме
полутораплана — верхнюю плоскость поднимали над корпусом, нижнюю уменьшали
в размерах так, чтобы она не мешала пилоту глядеть «под себя».
Развитие истребителей 20—30-х годов неразрывно связано с воздушными
гонками — состязанием пилотов, машин, фирм, наконец, ведущих авиационных
держав. Наибольшей популярностью пользовались гонки гидросамолетов на кубок
Шнейдера, начавшиеся еще до войны, в 1913 году.
В 1919—1920 годах в гонках участвовали одноместные морские истребители с
форсированными двигателями. Добавочную мощность удавалось получить за счет
увеличения степени сжатия и числа оборотов моторов, что, конечно же,
приводило к увеличению размеров силовой установки. В 1923 году появились
гоночные самолеты со сверхмощными двигателями, созданными специально для
состязаний. Машины отличались также совершенной аэродинамикой.
Гонки 1926 года окончились неожиданной победой Италии и показали, как
много зависит от искусства пилота, от его подготовки к управлению именно
гоночными машинами.
Англичане немедленно организовали учебно-тренировочную эскадрилью
высокоскоростных полетов. Ее единственной задачей было обучение летчиков и
испытание самолетов для шнейдеровских состязаний. Так же как в Италии,
пилоты набирались из военной авиации. К концу 30-х годов лишь две эти
страны могли претендовать на победу в шнейдеровских гонках.
Оба государства затратили огромные средства на постройку машин, моторов и
на подготовку к состязаниям. Счастье улыбнулось английской команде, в
гонках 1927 года летчик Уэбстер показал среднюю скорость в 453 км/ч на
«Супермарине-5». Его достижение тем более замечательно, что оно превысило
мировой рекорд скорости для сухопутных самолетов.
По условиям состязаний кубок и победа доставались стране, выигравшей
гонку три раза подряд. Англии предстояло доказать свое превосходство еще
дважды. Готовясь к 11-м гонкам, главный конструктор фирмы «Супермарин» Р.
Митчелл подготовил новую машину «5-6В». 7 сентября 1929 года с результатом
520 км/ч победил «Супермарин».
Необычайно выглядели шнейдеровские гонки 1931 года. В них участвовали
одни лишь английские машины, стремительные, с длинными поплавками
гидросамолеты. Пилот «Супермарина 5-6В» безукоризненно прошел пять кругов
350-километровой дистанции, и его достижение — скорость 547,3 км/ч увенчало
последнее, двенадцатое состязание на кубок Шнейдера. В многолетнем споре
между пилотами, инженерами, учеными, составлявшими в те времена цвет
авиационных наций Старого и Нового Света, победили англичане.
Стоит заметить, что максимальная скорость сухопутного гоночного самолета
— «Гранвилл Суперспортстер-Джи-Бин» — составляла около 430 км/ч, на добрую
сотню километров в час меньше, чем у гидросамолета с огромными, в размер
фюзеляжа, поплавками! Но и о такой быстроходности конструкторы истребителем
начала 30-х годов могли только мечтать.
Почему же, располагая сверхскоростными одноместными машинами, специалисты
не могли просто переделать их в столь же скоростные боевые самолеты? Одна
из причин — та же, что заставила когда-то Густава Деляжа и Луи Бешеро
изменить монопланной схеме и сделать бипланами первые боевые "Ньюпоры» и
СПАДы.
Причина быстроходности гоночных гидросамолетов — посадка на воду. Ведь на
водную гладь можно садиться с большей скоростью, чем на грунтовую или
бетонную площадку, — впереди у машины практически бесконечная дорожка. Это
замечательное свойство гидроаэродромов делает менее жестким противоречие
между максимальной скоростью полета и скоростью посадки, которое во все
времена было твердым орешком для конструкторов. Заботясь о быстроходности
сухопутного самолета, они делали крыло меньше, выигрывали на его
аэродинамическом сопротивлении,— но всегда помнили: машину нужно
благополучно приземлять, а это требует достаточно большой несущей
поверхности.
Вот и получилось, что крылья гоночных гидросамолетов были меньшей
площади, а значит, и небольшого сопротивления. Даже гигантские поплавки не
ухудшали аэродинамических свойств настолько, чтобы машину мог обогнать
сухопутный гоночный самолет со сравнительно небольшим колесным шасси.
Еще одна причина, из-за которой нельзя было механически перенести
конструктивные особенности машин рекордсменов на истребители: чрезвычайно
высокий рост мощности мотора, необходимый для незначительного увеличения
скорости. На «Джи-Би» американец Д. Дулиттл побил в 1932 году рекорд,
установленный еще в 1924 году французским летчиком Бонне, 6-процентный
прирост скорости дался ценой полуторного повышения мощности мотора.
При всей своей резвости «Джи-Би» не внушал доверия пилотам. Бочкообразный
в передней части фюзеляж переходил к хвосту в вертикальное ребро, игравшее
роль киля. На больших углах атаки, при взлете и посадке, крыло «затеняло»
оперение; хвост попадал в возмущенный крылом воздушный поток. Немало хлопот
доставлял реактивный момент винта, приводимого во вращение 800-сильным
двигателем. Машина стремилась развернуться при разбеге и опрокинуться в
полете. Сам Ду-литтл, публично объявив об отказе участвовать в гонках после
полетов на «Джи-Би», сказал: «Я еще не слышал, чтобы кто-нибудь,
посвятивший себя этой работе, дожил до старости».
До предела форсированные двигатели гоночных самолетов были рассчитаны на
весьма непродолжительную работу. Машины не несли вооружения и массы других
устройств, которыми оснащались боевые самолеты, и брали на борт небольшой
запас горючего. К тому же из-за огромной удельной нагрузки на крыло (у
«Супермарина» 202 кг/м2; вспомните, 71 кг/м2 у «Депердюссена» 1913 года!) и
плохих несущих свойств плоскостей с минимальным сопротивлением Гоночные
самолеты не обладали хорошей маневренностью. Все эти недостатки — с точки
зрения военного или гражданского авиастроения — плата за скорость. В угоду
быстроходности конструкторы жертвовали свойствами, благодаря которым в свое
время самолет превратился в грозное оружие и стремительное средство
передвижения.
Делая истребители с оглядкой на «рекордсменов», авиаконструкторы заходили
в тупик. Как только быстроходную опытную машину загружали оборудованием,
вооружали, она тяжелела, становилась вялой в наборе высоты и маневре.
Вдобавок ко всему двигатели, хотя и «выдавали» куда больше лошадиных сил,
чем их предки времен мировой войны, остались такими же прожорливыми. За
каждую добавочную силу приходилось платить пропорционально выросшим
расходом топлива; удельный расход нисколько не уменьшится. Баки увеличились
в размерах, на борт приходилось брать больше горючего и масла. Так
называемая боевая нагрузка (оружие, боеприпасы, прицел, бомбы), несмотря на
рост полной нагрузки, даже уменьшилась. Если прежде вес бензина составлял
1/8 полной нагрузки, то теперь его доля поднялась на 50 процентов и выше.
И все-таки опыт шнейдеровских и других состязаний очень помог
конструкторам истребителей. Он научил их бороться за каждую лошадиную силу
мощности, за каждый грамм аэродинамического сопротивления. Больше того,
стремительные, нередко опасные «болиды» сыграли роль разведчиков новых, еще
не освоенных возможностей авиации, заставили специалистов изучать
аэродинамику крыла, винта, всего самолета при высоких скоростях полета,
создавать двигатели невиданных прежде мощностей. Оказалось, что от места и
формы стыка крыла и фюзеляжа зависит величина полного сопротивления машины.
Присоединяя крыло к нижней, средней или верхней части корпуса, можно
получить весьма отличающиеся друг от друга аэродинамические свойства
самолета. Важна и форма перехода консолей в фюзеляж — так называемые зализы
облагораживают аэродинамику и придают истребителю лишний десяток, а то и
два километров в час.
Слабое место самолетов шнейдеровского типа — винт постоянного шага. Угол
установки лопастей оставался неизменным в течение всего полета.
Но условия обтекания зависят от направления потока, набегающего на
лопасть, говоря иначе, от ее угла атаки. Машина взлетает — к скорости от
собственного вращения винта добавляется скорость движения самолета, которая
растет от нуля до максимальной. Угол атаки лопасти изменяется, и только на
расчетном режиме полета он достигает наивыгоднейшего значения. Если лопасти
заранее установить под углом, оптимальным на самой большой скорости,
самолет может просто не взлететь или будет разбегаться слишком долго.
Приходилось удовлетворяться полумерами — рассчитывать пропеллер на ка
| |  скачать работу |
История авиации |
