«Самолеты мира, 1995 № 02»

Самолеты мира 1995 02

БОЕВОЙ УДАРНЫЙ Ка-50

Григорий КУЗНЕЦОВ

Генеральный конструктор С. Михеев у раскрытого люка для размещения патронных ящиков пушечной установки поясняет принцип селективности ее питания.

Этап применения вооруженных вертолетов вступал в завершающую фазу. СССР и США пришли к выводу о необходимости создания специально спроектированных боевых вертолетов. В 1969 г. первый вылет совершил Ми -24, а в 1975 г. полетел АН-64.

Соревнование двух стран продолжилось. В США была развернута программа LHX по разработке на конкурсной основе ударного вертолета нового поколения. В СССР также в результате конкурса были построены армейские боевые вертолеты Ми-28 и Ка-50.

Первый полет Ка-50 фирмы «Камов» состоялся 17 июня 1982 г. Вертолет выиграл конкурс в жесткой борьбе с вертолетом Ми-28 производства Московского вертолетного завода. В 1992 г. был построен первый серийный образец.

Ка-50 создан по соосной схеме, имеет два трехлопастных несущих винта (НВ) диаметром 14,5 м. Лопасть винта выполнена из композитных материалов, имеет прямоугольную форму в плане и отрицательную геометрическую крутку от комля к законцовке. Лонжерон лопасти двухконтурный. Крепление лопасти к втулке винта осуществляется с помощью торси-она пластинчатого типа. Лопасти НВ автоматически отстреливаются в полете при катапультировании пилота в аварийной ситуации.

Вид вертолета с основным вариантом вооружения и наземная выкладка вооружения и средств поражения

Опытный образец с подвесными гондолами для испытательной аппаратуры. На входе в двигателях видны пылезащитные устройства

Вид на штанги с датчиками измерения скорости полета, углов атаки и скольжения штатной и испытательной систем вертолета

Фрагмент установки кинокамер для регистрации сближения лопастей верхнего и нижнего винтов в полете

Серийный образец вертолета. В носовой части снизу размещен обтекатель ОПС

Вид на подвижную в вертикальной плоскости спусковую установку и сверхзвуковые ПТУ Р. Ракеты в воздушную и наземную цели после пуска наводятся автоматически по лазерному лучу с высокой точностью на дальностях до 10 км. На внутреннем балочном держателе подвешен унифицированный пушечный контейнер УПК-23-250 с пушкой ГШ-23

Подвесной топливный бак для перегоночного варианта. В концевом пилоне консоли крыла размещена установка отстрела ложных тепловых целей для защиты ел ракет с тепловыми головками наведения

Самая эффективная подвижная скорострельная пушечная установка. Эффективность обеспечивается за счет большого калибра (30 мм), высокой точности стрельбы (не хуже 3 т.д.), большой дальности (до 4 км), высокой начальной скорости и большой массы снаряда, селективности питания и большого боекомплекта (до 500 патронов)

Удлиненный фюзеляж самолетного типа с классическим хвостовым оперением. В носовой части фюзеляжа расположена аппаратура обзорно-поисковой системы и прицельного комплекса. В нижней части этого отсека крепится передняя опора шасси с двумя колесами. Главные опоры рычажного типа с тормозными одинарными колесами расположены за центром тяжести ЛА. Убирающееся в полете шасси рассчитано на эксплуатацию вертолета с грунта прочностью 4 кГс/см2 и более. Уборка опор осуществляется в ниши, расположенные на нижней поверхности и боковых обводах фюзеляжа. За носовым отсеком расположена кабина пилота с входной сбрасываемой на земле и в полете дверью на левом борту. С правой стороны имеется аварийный люк для покидания аппарата на земле. В кабине установлено катапультное кресло К-37, обеспечивающее спасение пилота во всем диапазоне высот и скоростей полета, в том числе и из стояночного положения ЛА. На спинке кресла смонтированы пороховые двигатели с вытяжными фалами. Кабина полностью забронирована. Масса броневой защиты и средств повышения боевой живучести вертолета превышает 500 кг.

За кабиной пилота размещаются агрегаты гидравлической, топливной и других систем. Далее расположен отсек главного редуктора. С обеих сторон к нему примыкают мотогондолы. Они находятся над верхней поверхностью консолей крыла.

Вид на колонку несущих винтов с торсионным креплением лопастей

Главная опора шасси рычажного типа с тормозным колесом

Кабина пилота полностью забронирована. Вид на приборную доску и ручку управления вертолетом

В полете опытный образец вертолета

В полете серийный образец с основным вариантом вооружения: пушка, ПТУР и НАР

Пилотажно- навигационный комплекс обеспечивает выполнение полетов днем и ночью в простых и сложных метеусловиях. Скрытный выход в район атаки цели осуществляется на предельно малых высотах до 15 км. Атака с применением всех средств поражения производится при прямом контакте с целью.

В полете вертолет в перегоночном варианте с двумя подвесными топливными баками

фрагменты выполнения вертолетом пространственных фигур пилотажа. Вертолет выполняет уникальный маневр - плоский (педальный) разворот практически во всем диапазоне скоростей полета

Крыло вертолета малого удлинения с небольшой положительной V-образностью имеет среднепланное расположение и предназначено для разфузки НВ на больших скоростях полета, а также размещения четырех точек подвески различных средств поражения и подвесных топливных баков. Консоли крылаимеюттрапеце-видную форму в плане.

В верхней части фюзеляжа за отсеком главного редуктора находится турбопри-вод и вспомогательная силовая установка (ВСУ) для запуска основных двигателей. При отсутствии наземных источников питания их функции могут выполнять ВСУ и турбопривод.

Основным силовым элементом фюзеляжа является продольная балка коробчатого типа, выполненная из композитных материалов. В задней ее части крепится горизонтальное и вертикальное хвостовое оперение. На концах консолей неподвижного стабилизатора установлены небольшие дополнительные вертикальные стабилизирующие поверхности (шайбы). Основное вертикальное оперение состоит из форкиля и управляемого киля.

По бокам силовой балки вдоль фюзеляжа размещены блоки вооружения, авиационного и радиоэлектронного оборудования, закрытые капотами из стеклопластика. Фюзеляж имеет максимально возможную раскрываемость для удобства доступа к агрегатам, системам и оборудованию без применения стремянок.

Осмотр колонки НВ осуществляется техническим персоналом с силовых капотов редукторного отсека. Для подъема на капот по бокам фюзеляжа имеются специально предусмотренные площадки с рифленой поверхностью и скобы. В подвижных сочленениях систем управления применяются самосмазывающиеся подшипники.

В системе управления НВ и рулем направления, выполненной по необратимой схеме, используются гидроусилители. На вертолете имеется система автоматического управления полетом, базирующаяся на 20% автопилоте и предусматривающая включение пилота в контур управления.

Силовая установка (СУ) включает два турбовинтовых двигателя ТВЗ-117ВК мощностью по 2200 л. с. Двигатель представляет собой дальнейшую модификацию ТВЗ-117, хорошо зарекомендовавшего себя на Ми-24.

С целью предохранения газовоздушного тракта от эррозионного износа при эксплуатации вертолета на пыльных, песчаных фунтовых площадках на входе в двигатель установлено пылезащитное устройство. Для уменьшения инфракрасного излучения двигателя его выхлопной патрубок закрыт экранно-выхлопным устройством.

Система автоматического регулирования двигателей обеспечивает в рабочем диапазоне режимов работы поддержание постоянного значения частоты вращения НВ. При отказе одного из двигателей в полете другой автоматически переходит на повышенный вплоть до взлетного режим работы. Работа двигателя на взлетном режиме в этом случае разрешается в течение часа, после чего он подлежит замене.

На вертолете имеется управляемое, неуправляемое ракетное и стрелково-пу-шечное вооружение.

На подвижных в вертикальной плоскости двух пусковых установках, размещенных под крылом на внешних балочных держателях, может находиться до 16 сверхзвуковых противотанковых управляемых по лазерному лучу ракет (ПТУР). Они способны пробивать противотанковую броню с динамической защитой толщиной до 800 мм. Эффективный диапазон применения ракет составляет 700… 10000 м. Вероятность попадания в цель типа «танк» составляет 0,9 практически во всем диапазоне боевого применения. ПТУР имеет унифицированную боеголовку для поражения как наземных, так и воздушных целей. Для поражения воздушной цели боеголовка оснащена радиовзрывателем. Выбор типа цели в полете производится установкой пилотом переключателя в положение наземной или воздушной цели.

На балочных держателях в блоках реактивных орудий может размещаться до 80 неуправляемых авиационных ракет (НАР) калибра 80 мм. Они предназначены для поражения неукрытой бронированной и небронированной техники, живой силы, а также площадных целей. На вертолете предусматривается возможность применения и НАР большего калибра.

Справа по борту вблизи центра тяжести ЛА размещена подвижная пушечная скорострельная установка с пушкой калиб-раЗО мм и боекомплектом до 500 патронов. Ведение стрельбы обеспечивается на дальностях от 400 до 4000 м. В двух патронных ящиках раздельно могут находиться патроны разного предназначения. Питание пушки селективное, выбор того или иного типа патрона в полете для поражения соответствующей цели летчик делает с помощью переключателя. Цель может быть как наземной, так и воздушной.

На подкрыльевые балочные держатели могут устанавливаться: два унифицированных пушечных контейнера с пушками калибра 23 мм и общим боекомплектом до 500 патронов; две управляемые ракеты класса «воздух - воздух».

«ВЕЛИКОЛЕПНАЯ СЕМЕРКА»

Вячеслав КОНДРАТЬЕВ

Накануне Великой Отечественной войны конструкторское бюро А. С. Яковлева работало с большим напряжением. В результате каждые два-три месяца на испытания выходила новая машина. Некоторые из них затем повторялись в тысячах экземпляров, другие так навсегда и оставались опытными. Однако и эти, на первый взгляд неудачные, варианты, подобно черновым наброскам и эскизам у хорошего художника, в конце концов «вписывались в свое полотно». И прежде, чем рассказать о Як-7 - одном из самых знаменитых истребителей времен войны, давайте заглянем в «черновик» конструктора и рассмотрим повнимательнее некоторые опытные варианты - «эскизы» к яковлевской «семерке».

Первый из них - высотный истребитель И-28. Как известно, тактическая доктрина конца 30-х годов предполагала, что воздушная война будет вестись на больших высотах, а успех сражений решат массированные налеты тяжелых высотных бомбардировщиков, для борьбы с которыми во всех странах мира создавались специальные высотные истребители. Считалось, что такой истребитель должен обладать наилучшими летными характеристиками на высотах около 10000 метров.

В 1940 г. высотные истребители в СССР создавались в ОКБ А. И. Микояна и А. С. Яковлева. Построенный под руководством Яковлева самолет, получивший название И-28 (иногда его назы

вают Як-5), во многом напоминал своего предшественника -И-26, но новый высотный двигатель и другие конструктивные изменения коренным образом преобразили машину.

Конструкция И-28 типична для яковлевских истребителей: цельнодеревянное двухлонжеронное крыло, ферменный фюзеляж из стальных труб с полотняной обшивкой, цельнометаллическое оперение. Крыло снабжено автоматическими предкрылками. Вооружение стандартное - пушка ШВАК и два пулемета ШКАС.

На самолет был установлен двигатель М-105П с двухступенчатым нагнетателем В. А. Доллежаля (М-105ПД) взлетной мощностью 1220 л. с. По сравнению со специальным высотным двигателем АМ-35А, выбранным для МиГ-1, а позднее МиГ-3, М-105ПД был значительно легче, но при этом на большой высоте развивал примерно такую же мощность, как и АМ-35А. Это должно было обеспечить самолету значительно лучшие летные характеристики. М-105ПД оказался «капризным», не очень надежным и еще требовал длительной доводки.

Тем не менее И-28 выдержал испытания. В январе 1941 г. на самолете была достигнута скорость 665 км/ч на высоте около 10000 метров. В то время такая скорость была рекордной для советских самолетов. При взлетном весе 2990 кг потолок И-28 превышал 12000 метров. По отзывам летчиков, проводивших испытания, машина обладала отличными пилотажными качествами.

Однако опыт уже начавшейся в Европе второй мировой войны показал, что воздушные бои ведутся в основном на высотах до 5000 метров, а мощных высотных бомбардировщиков у фашистской Германии нет. Несколько позже такие бомбардировщики (Б-17, Б-24,) в огромных количествах строились в США и принимали участие в массированных бомбардировках Германии. Но в 1941 г. уже стало очевидным, что в предстоящей войне высотный истребитель не найдет применения. Поэтому все работы по И-28 были прекращены уже в 1942 г.

Вторым «эскизом» можно считать пушечный истребитель И-30. Иногда этот самолет называют Як-3 (1941 г.). Как и И-28, истребитель первоначально предназначался для войны на больших высотах и его предполагалось оснастить мотором М-105ПД. Однако ненадежность мотора вскоре заставила использовать стандартный М-105П. И-30 имел необычайно мощное по тем временам вооружение, состоявшее из трех пушек ШВАК и двух, а на И-ЗО-И даже из четырех пулеметов ШКАС. Конструкция истребителя была цельнометаллической, особое внимание уделялось технологичности производства и эксплуатации самолета. С этой целью были введены дополнительные разъемы, стыки, лючки. Существенной доработке подверглось шасси, которое должно было упростить взлет и посадку с «раскисшего» фронтового аэродрома. Некоторым изменениям подверглись геометрические пропорции крыла и оперения, что позволило бы упростить пилотирование самолета. И-30 получил высокую оценку испытателей, было начато его внедрение в серийное производство, но война заставила прекратить работы, сосредоточив все силы ОКБ на доводке и выпуске Як-1.

И, наконец, «эскиз» третий - УТИ-26. Хотя этот двухместный самолет практически не уступал в летных данных одноместному Як-1, испытатели сочли его слишком сложным для учебного самолета. С другой стороны, производственники хотели сделать учебную машину более технологичной. Конечно, самолет при этом должен был стать тяжелее, но для учебной машины это большого значения не имело. Поэтому Яковлев легко пошел на доработки, а фактически на создание нового учебного самолета-истребителя.

Машину полностью перекомпоновали: перенесли вперед водяной радиатор, чтобы самолет стал устойчивее, значительно сдвинули вперед центровку, как на И-30 изменили соотношение площади рулей и аэродинамической компенсации. Эти доработки сделали самолет очень простым в пилотировании.

Кроме того, для упрощения производства использовали простое технологичное цельнодеревянное крыло и фюзеляж от И-28, цельнометаллическое оперение и шасси с колесами большого диаметра от И-30.

В таком виде самолет прошел государственные испытания и был запущен в серию под обозначением Як-7. Двухместный Як-7 оснащался мотором М-105П и вооружался пулеметом ШКАС калибра 7,62 мм. Его выпуск был налажен на Новосибирском авиационном заводе.

Внешне Як-7 мало отличался от Як-1, но конструктивно это была во многом другая машина, что обернулось большим неудобством для серийного завода, вынужденного строить сразу два типа самолетов: боевой и учебный. Однако обе машины были нужны фронту, и с неудобством приходилось мириться до тех пор, пока на серийном заводе не появился молодой конструктор Константин Синельщиков. Он-то и предложил установить на Як-7 вооружение, превратив его в боевой истребитель, а серийному заводу перейти на выпуск двух полностью унифицированных самолетов. Поначалу идею поняли не все, даже А. С. Яковлев отмахнулся от предложения, но вскоре разрешил доработать два самолета.

На учебный Як-7 установили пушку ШВАК и два синхронных пулемета ШКАС, оборудование и управление из задней кабины сняли, а позднее и прозрачный колпак задней кабины заменили на фанерный, оставив закабинный отсек, который использовался для перевозки механика и мелкого инструмента при перебазировании. Этот самолет, названный Як-7А, имел максимальную скорость 560 км/ч, а высоту 5000 метров набирал за семь минут. По летным данным и маневренности он уступал Як-1, который был легче почти на 300 кг, но вполне мог соперничать с Мессершмиттом.

Як-7А впервые появился на фронте в конце 1941 г. и принял участие в сражениях под Москвой. Самолет понравился. Вот как вспоминает о Як-7 испанский летчик Франсиско Мероньо, освоивший его в те трудные дни: «Мне повезло больше, чем другим: я получил истребитель Як-7, поврежденный при посадке, а после ремонта переданный мне. Остальные сели на самолеты МиГ. Они завидуют мне, так как Як легко набирает высоту, хорошо маневрирует и обладает большей скоростью, чем МиГ».

В письмах летчиков высказывалось пожелание о замене пулеметов ШКАС на крупнокалиберные УБС, что было в дальнейшем выполнено. Таким образом секундный залп был доведен до 2,7 кг против 2 кг у Як-1 и ЛаГГ-3 и 1,76 кг у Ла-5. Вариант с пулеметами калибра 12,7 мм назвали Як-7Б. Его-появление на фронте летом 1942 г. значительно увеличило эффективный налет истребительной авиации. А вскоре и двигатель М-105П на Як-7Б заменили более мощным М-105ПФ. Наибольшее число «семерок» было выпущено именно в этом варианте.

Замена двигателя благоприятно отразилась на летных характеристиках машины. В отчете НИИ ВВС по испытаниям самолета было записано: «Из числа испытанных отечественных серийных истребителей лучшим является самолет Як-7 с М-105ПФ как имеющий лучшие летно-тактические данные и более мощное вооружение». Отмечалось также, что по сравнению с самолетом Як-1, хорошо зарекомендовавшим себя на фронте, Як-7Б в конструктивном отношении является более совершенным и перспективным.

Истребитель и далее непрерывно совершенствовали. Хвостовое колесо сделали убирающимся, гаргрот за кабиной пилота для расширения обзора назад срезали по типу Як-1, оставив, однако, закабинный отсек. Самолет оборудовали держателями для наружной подвески двух стокилограммовых бомб или шести реактивных снарядов РС-82. Но благодаря постоянной работе коллектива ОКБ и серийного завода по снижению веса, улучшению аэродинамики, совершенствованию технологии серийного производства и повышению качества изготовления, летные данные Як-7Б не ухудшались, как это бывало с другими самолетами.

Характерно, что Як-7Б последних серий стал даже легче, чем Як-7А, несмотря на усиление вооружения. Он весил на взлете 2965 кг. Скорость на высоте 3650 м достигала 591 км/ч, потолок превышал 10000 м, а дальность составляла 810 км. Высоту 5000 м Як-7Б с М-105ПФ набирал за 5,3 минуты. Летный и технический состав полков, получивших истребитель на вооружение, как правило, быстро и без трудностей осваивали его. Простой в пилотировании, устойчивый на всех режимах полета (качества, заложенные при создании учебного Як-7) самолет был «по плечу» не только опытным, но и молодым летчикам. Пилоты Як-7Б умело использовали его мощное оружие, чтобы победить врага.

В архивах сохранились описания многих боевых подвигов, совершенных отважными советскими летчиками на самолете Як-7Б. Так, летом 1943 г. во время контрнаступления советских войск на Орловско-Курской дуге группа из десяти Як-7Б под командованием капитана К. В. Маношина, вылетевшая на сопровождение штурмовиков Ил-2, встретила в воздухе пятнадцать фашистских истребителей Фокке-Вульф-190. В скоротечном бою было сбито восемь самолетов противника. Три из них сбил лично капитан Маношин. Наши потерь не имели. «Илы» благополучно выполнили свою задачу.

С учетом возникающих в ходе войны потребностей конструкторский коллектив разработал еще несколько модификаций «семерки», оставшихся в опытных образцах. Были построены два варианта Як-7 с тремя 20-мм пушками. На одном из них, созданном на базе Як-7Б, две синхронные пушки устанавливались на месте пулеметов УБС. На другом, названным Як-7М, две пушки устанавливались в крыле. Еще более мощным было вооружение оснащенного мотор-пушкой калибра 37 мм самолета Як-7-37. Эти машины ознаменовали своим появлением дальнейшее развитие советской концепции пушечного истребителя. Остановимся на этом подробнее.

К началу второй мировой войны авиация Германии располагала цельнометаллическими машинами, у которых наиболее важные агрегаты и экипаж были закрыты броней. По сравнению с самолетами 20-х - 30-х годов их боевая живучесть, особенно бомбардировщиков, имевших два и более мотора и мощные металлические силовые элементы конструкции, резко возросла. Уже первые сражения Великой Отечественной войны показали полную непригодность для ведения воздушного боя пулеметов калибра 7,62 мм и малую эффективность крупнокалиберных пулеметов. Гораздо лучше зарекомендовали себя авиационные пушки калибра 20 мм, однако было замечено, что для надежного поражения бомбардировщика требуется попадание не одного, а трех-четырех снарядов. В скоротечном воздушном бою не всегда представлялась возможность «всадить» в бомбардировщик целую пушечную очередь, и очень часто самолеты противника, поврежденные 20-мм снарядами советских истребителей, благополучно возвращались на свои базы.

Повышения эффективности стрелкового вооружения можно было достичь, в частности, увеличением так называемой массы секундного залпа, то есть повышением массы снарядов, выпускаемых за единицу времени. Для увеличения массы секундного залпа имелись три возможности. Во-первых, повышение скорострельности оружия. Однако скорострельность советских 20-мм пушек ШВАК уже составляла 800 выстрелов в минуту против 700 у германских «эрликонов», и дальнейшее повышение скорострельности было затруднено. Поэтому конструкторы истребителей чаще использовали другой вариант: увеличение числа пушечных установок. В соответствии с этой концепцией еще в предвоенные годы в ОКБ Н. Н. Поликарпова был разработан двухпушечный вариант И-16, а несколько позже трехпушечный ИТП. Опытные трехпушечные И-30, Як-7М, Як-7Б, ЯК-9С, ЯК-ЗТ были построены также в ОКБ А. С. Яковлева. Серийно выпускались Ла-7 и Ла-11 С. А. Лавочкина, вооруженные тремя пушками, и Ла-9 в четырехпушечном варианте.

Третий путь увеличения секундного залпа - увеличение калибра оружия. Уже в 1940 г. у нас были созданы пушки калибра 23 мм, а в Германии - 30 мм, на что советские конструкторы А. Э. Нудельман и А. С. Суранов ответили новой пушкой НС-37 (ОКБ-16) калибра 37 мм. Пушка весила 152 кг, а каждый снаряд 0,72 кг, скорострельность составляла 250-260 выстрелов в минуту. Размещение такого орудия на легком истребителе представляло очень трудную задачу, однако место для пушки нашли в развале цилиндров V-образного мотора М-105ПФ, при этом ствол выводился через вал воздушного винта.

В начале 1942 г. пушка была испытана на самолете ЛаГГ-3, а несколько позже установлена на истребитель Як-7, названный Як-7-37. Последний проходил войсковые испытания на боевое применение в плохую погоду, и запрет на полеты над территорий, занятой противником, долгое время не позволял выявить боевые качества нового орудия. Отдельные перестрелки с немецкими самолетами с дальней дистанции не давали желае-мого эффекта и уже сложилось отрицательное мнение о возможностях новой пушки. Но под конец испытаний произошла встреча Як-7-37 с бомбардировщиком Юнкерс-87… Одного снаряда 37-мм пушки хватило, чтобы Юнкере раскололся надвое. Як-7-37 серийно не строился. В серию пошел более совершенный вариант -Як-9Т.

Интересен еще один вариант самолета Як-7. Как известно, на яковлевские истребители устанавливались V-образные моторы М-105 жидкостного охлаждения, нов 1941 г. в нашей стране уже был и другой двигатель, пригодный для установки на фронтовой истребитель - двухрядная «звезда» воздушного охлаждения -М-82 конструкции А. Д. Швецова.

К основным преимуществам М-82 следует отнести большую мощность - 1700 л. с. против 1100 у М-105, а также простоту конструкции и эксплуатации, хорошую боевую живучесть -неоценимые качества для фронтового истребителя.

Заманчивой оказалась возможность наделить новыми качествами уже хорошо отработанный серийный истребитель путем замены М-105 на М-82. Эта идея и нашла свое воплощение в самолете Як-7-М-82.

Все, что можно, взяли с выпускавшегося серийно Як-7. Фюзеляж пришлось сделать новый, но силовой каркас-ферма остался без изменений. Обшивка гаргротов фюзеляжа - фанерная, бортов - перкалевая. Крыло цельнодеревянное двухлонже-ронное - такое же, как на серийном Як-7, но с автоматическими предкрылками и посадочным щитком увеличенной площади.

Маслорадиатор расположили снизу фюзеляжа за капотом мотора, выхлопные патрубки направили вдоль бортов фюзеляжа. Поток воздуха, охлаждающего двигатель, регулировался створками на выходе из-под капота.

На ЯК-7-М-82 вооружение было усилено и состояло из двух крыльевых пушек ШВАК и одного синхронного пулемета УБ калибром 12,7 мм, расположенного в фюзеляже. Крыло и размещенное в нем вооружение полностью соответствовали испытанному несколько ранее Як-7М.

Самолет оснащался радиостанцией РСИ-4 и пилотажно-навигационным оборудованием, позволяющим проводить полеты в сложных метеоусловиях и ночью.

Проектирование машины начали еще в конце 1940 г., почти одновременно с И-30, однако Яковлев, будучи заместителем Наркома авиационной промышленности, считал, что в серийное производство следует запускать уже достаточно хорошо отработанный к тому времени И-185 конструкции Н. Н. Поликарпова с тем же мотором М-82. Нецелесообразно было, имея И-185, распылять силы и средства на постройку второго аналогичного истребителя в условиях начального периода Великой Отечественной войны.

Работы по Як-7-М-82 разворачивались крайне медленно, а все силы ОКБ были сосредоточены на доводке и обеспечении серийного производства истребителей с двигателями жидкостного охлаждения. Тем не менее самолет был построен и во время эвакуации ОКБ в 1941 г. перевезен в Новосибирск, где летчик-испытатель П. Я. Федрови в конце февраля 1942 г. поднял его в первый испытательный полет.

Взлетный вес самолета составил 3260 кг - больше, чем у серийного Як-7 (за счет более тяжелого двигателя и вооружения), но нагрузка на мощность у нового истребителя была всего лишь 1,9 кг/л.с. (против 2,5 кг/л.с. у Як-7). По технике пилотирования Як-7-М-82 практически не отличался от серийного Як-7, оставаясь таким же простым, но вертикальный маневр (одно из главных слагаемых победы в воздушном бою) стал значительно лучше.

Во время испытаний была получена скорость 571 км/ч на высоте 2860 м, 5000 метров Як-7-М-82 набирал за 5,5 минут. Потолок превышал 10000 метров. Интересно сравнение этого самолета с опытным Ла-5: при более мощном вооружении и примерно той же дальности полета Як-7-М-82 весил на 100 кг меньше Ла-5 и превосходил его по скорости на 30 км/ч.

К сожалению, летные качества Як-7-М-82 не были реализованы в полной мере, так как при установке М-82 на Як-7 было принято решение не увеличивать высоту шасси, и воздушный винт для обеспечения требуемого клиренса до земли пришлось подрезать. Заводские испытания затянулись, а когда выяснилось, что в серию уже запущен Ла-5, все работы по Як-7-М-82 были прекращены, на государственные испытания самолет не передавался.

Разумеется, даже самый совершенный поршневой двигатель не мог в полной мере решить проблему достижения больших скоростей. Новые перспективы должен был открыть реактивный двигатель.

К началу 40-х годов в СССР уже существовали и прошли экспериментальную отработку в полете два типа реактивных двигателей: прямоточный воздушно-реактивный (ПВРД) и жид-костно-реактивный (ЖРД). Начавшаяся война остро поставила вопрос о создании истребителя-перехватчика со скоростью полета свыше 800 км/ч. Первым самолетом, достигшим такой скорости, стал БИ-1 с жидкостно-реактивным двигателем Д-1А.

Существенным недостатком самолетов данного типа была малая продолжительность полета, обусловленная чрезвычайно высоким расходом топлива двигателем.

Учитывая результаты испытаний БИ-1, в ОКБ А. С. Яковлева был разработан проект нового скоростного перехватчика под названием Як-7Р. Этой работе предшествовал тщательный анализ возможностей силовых установок различных типов. В результате была выбрана комбинированная силовая установка, состоящая из поршневого двигателя М-105ПФ, ЖРД Д-1А конструкции Л. С. Душкина и двух ПВРД ДМ-4 конструкции И. А. Меркулова. Принцип работы ПВРД таков, что развиваемая им тяга и расход топлива существенно зависят от скорости полета. Причем чем выше скорость, тем больше тяга и меньше расход топлива.

Двигатель ДМ-4С, построенный для Як-7Р в 1942 г., мог развивать требуемую тягу на скоростях около 800 км/ч. При этом поршневой двигатель должен был обеспечить большую продолжительность полета, ПВРД - экономичный полет на высоких скоростях, а ЖРД - разгон самолета до скорости 800 км/ч и быстрый набор высоты.

Однако проект Як-7Р не был реализован, но в 1944 г. решено было провести летные испытания прямоточных ДМ-4С. Для этой цели построили экспериментальный самолет на базе серийного Як-7Б. Два ДМ-4С подвешивались под крыльями. В отсеке за кабиной пилота была смонтирована аппаратура контроля работы силовой установки и оборудовано место инженера-испытателя. Вооружение снято. Взлетный вес при этом составил 2978 кг. ПВРД ДМ-4С работал на бензине, забираемом из основных бензобаков. Вес одного ДМ-4С - 45 кг.

В 1940 г. уже проводились опыты по установке дополнительных прямоточных двигателей ДМ-2 и ДМ-4 на истребители И-152 и И-153, но эффект применения ПВРД был незначителен, так как эти самолеты-бипланы обладали слишком малой максимальной скоростью полета. От новой усовершенствованной модели ДМ-4С, установленной на быстроходном истребителе, ожидали лучших результатов, но установка двигателей под крылом значительно увеличила любое сопротивление самолета, скорость с неработающими ПВРД упала с 494 км/ч до 460 км/ч на высоте 2340 метров. И, несмотря на то, что включение ПВРД увеличивало скорость до 513 км/ч, применение его оказалось неоправданным.

Сама же конструкция ДМ-4С была удачной и надежной. Двигатели развивали суммарную тягу 158 кг при расходе бензина 22 кг/мин, на оба двигателя. Эксплуатация ДМ-4С проста. Управление двигателями в полете затруднений для летчика не представляло. Они надежно запускались на высотах до 5000 метров на максимальной скорости полета. Конструкция ДМ-4С позволяла производить остановки и последующие запуски.

Хотя бесперспективность ПВРД для дозвуковых скоростей была доказана, главный конструктор двигателя ДМ-4С И. А. Меркулов смотрел в будущее с оптимизмом. Вот что он писал в отчете об испытаниях: «Применение ПВРД в качестве дополнительных моторов способно дать весьма значительный эффект, позволяя самолету сохранить все преимущества винтомоторной группы и в то же время располагать большой дополнительной мощностью для увеличения максимальной скорости. На истребителе, имеющем скорость порядка 600 км/ч дополнительные моторы позволят увеличить скорость на 130 км/ч. При этом достаточно трех минут работы ДМ, чтобы догнать противника или скрыться от него… Установка дополнительных моторов по типу Як-7Б осуществляется весьма просто даже в полевых условиях и позволяет оборудовать дополнительными моторами существующий парк самолетов».

Работы по исследованию прямоточных двигателей, проведенные в 1944 г., способствовали накоплению ценного практического опыта, который был использован в послевоенные годы. В 1946 г. И. А. Меркуловым был создан первый в мире турбореактивный двигатель с форсажной камерой для истребителя Ла-156, который по сути дела представлял собой комбинацию расположенных друг за другом ТРД РД-10 и ПВРД. В настоящее время форсажными камерами оснащены двигатели всех без исключения современных сверхзвуковых истребителей. Применение таких двигателей позволило достичь высоких сверхзвуковых скоростей полета. ПВРД используют и в качестве основной силовой установки для различных скоростных беспилотных летательных аппаратов. Признано, что ПВРД будет самым выгодным двигателем для полета со скоростями, в 3-4 раза превышающими скорость звука, и дальнейшее развитие авиации вновь, видимо, вызовет к жизни комбинированные силовые установки, начало которым было положено еще в годы войны.

Подвески Д1М-4С

А в эпилоге давайте вернемся к учебному истребителю, с которого мы начали рассказ о самолете Як-7. На нем в годы войны прошли подготовку многие тысячи летчиков.

«Эта машина оказала нашей авиации поистине неоценимую услугу. Она дала возможность быстро и качественно готовить летные кадры для самолетов Як-1, ЛаГГ-3, МиГ-3. Не будь ее, трудно сказать, как бы мы справились с массовым переучиванием летного состава на новую авиационную технику. Ведь задачу создания универсального учебно-тренировочного самолета никто из конструкторов, кроме А. С. Яковлева, в то время так и не решил», - писал известный советский летчик-испытатель П. М. Стефановский.

Для упрощения конструкции и повышения надежности Як-7В - так назывался вывозной вариант, разработанный в феврале 1942 г. - шасси было сделано неубирающимся. Взлетный вес Як-7В составлял 2775 кг, а максимальная скорость достигала 465 км/ ч, что было вполне достаточным для самолета такого назначения.

За годы войны промышленность выпустила 6399 самолетов Як-7 всех модификаций. Они использовались на всех фронтах вплоть до дня Победы.

ОСНОВНЫЕ ДАННЫЕ ИСТРЕБИТЕЛИ ЯК-7 АВИАЦИЯ ВТОРОЙ МИРОВОЙ ВОЙНЫ ИСТРЕБИТЕЛИ: ЛУЧШИЕ ИЗ ЛУЧШИХ

(взгляд инженера)

Константин КОСМИНКОВ

Изучение истории самолетостроения, особенно периода второй мировой войны, так или иначе приводит к необходимости сопоставлять различные образцы авиатехники - ведь только в сравнении выявляются сильные и слабые стороны боевых машин. О техническом совершенстве самолета обычно говорят его летные данные. Конечно, они важны не сами по себе, а в сочетании с целым рядом других количественных и качественных показателей, таких, например, как устойчивость, пилотажные свойства, простота эксплуатации, обзор и т. д. Для некоторых классов самолетов, учебных к примеру, эти показатели имеют первостепенное значение. Но для боевых машин минувшей войны определяющими являются именно летные характеристики и вооружение, представляющие собой основные технические слагаемые боевой эффективности истребителей и бомбардировщиков. Поэтому конструкторы стремились в первую очередь добиться приоритета в летных данных, а точнее в тех из них, которые играли первостепенную роль.

Стоит уточнить, что под словами «летные данные» подразумевается целый комплекс важнейших показателей, главными из которых для истребителей были максимальная скорость, скороподъемность, дальность или время боевого вылета, маневренность, способность быстро набирать скорость, иногда практический потолок. Опыт показал, что техническое совершенство истребителей невозможно свести к какому-то одному критерию, который выражался бы числом, формулой или даже алгоритмом, рассчитанным для реализации на ЭВМ. Вопрос сравнения истребителей, так же как и поиск оптимального сочетания основных летных характеристик, до сих пор остается одним из самых сложных. Как, например, заранее определить, что было важнее -превосходство в маневренности и практическом потолке или же некоторое преимущество в максимальной скорости? Как правило, приоритет в одном получается за счет другого. Где та «золотая середина», которая дает наилучшие боевые качества? Очевидно, многое зависит от тактики и характера войны в воздухе в целом.

Известно, что максимальная скорость и скороподъемность существенно зависят от режима работы мотора. Одно дело длительный или номинальный режим, и совсем другое чрезвычайный форсаж. Это хорошо видно из сопоставления максимальных скоростей лучших истребителей завершающего периода войны. Наличие режимов повышенной мощности существенно улучшает летные характеристики, но лишь на Непродолжительное время, так как в противном случае может произойти разрушение мотора. По этой причине очень кратковременный чрезвычайный режима работы мотора, дававший наибольшую мощность, не считался в то время основным для работы силовой установки в воздушном бою. Он предназначался для использования только в самых экстренных, смертельно опасных для летчика ситуаци -ях. Это положение хорошо подтверждает анализ летных данных одного из последних немецких поршневых истребителей -Мессершмитт Bf 109K-4.

Основные характеристики Bf109K-4 приведены в довольно обширных материалах доклада, подготовленного в конце 1944 г. для канцлера Германии. Доклад освещал состояние и перспективы немецкого самолетостроения и готовился с участием германского авиационного научно-исследовательского центра DVL и ведущих авиационных фирм, таких как Мессершмитт, Арадо, Юнкере. В этом документе, который есть все основания считать достаточно серьезным, при анализе возможностей Bf 109К-4 все приводимые его данные соответствуют только режиму продолжительной работы силовой установки, а характеристики на режиме максимальной мощности не рассматриваются и даже не упоминаются. И это не удивительно. Из-за тепловых перегрузок мотора летчик этого истребителя при наборе высоты с максимальным взлетным весом не мог долго использовать даже номинальный режим и вынужден был уже через 5,2 минуты после взлета снижать обороты и соответственно мощность. При взлете с меньшим весом ситуация улучшалась не намного. Поэтому говорить о каком-то реальном повышении скороподъемности за счет применения чрезвычайного режима, в том числе с впрыском водо-спиртовой смеси (система MW-50), просто не приходится.

На рис. 2, где показана зависимость вертикальной скорости набора высоты (фактически это и есть характеристика скороподъемности), хорошо видно, какой прирост могло бы дать использование максимальной мощности. Однако подобный прирост носит скорее формальный характер, поскольку осуществить набор высоты на таком режиме было невозможно. Только в отдельные моменты полета летчик мог включить систему MW-50, т. е. чрезвычайного форсирования мощности, да и то тогда, когда системы охлаждения имели необходимые резервы по отводу тепла. Таким образом, система форсирования MW-50 хоть и была полезной, но не являлась для Bf 109К-4 жизненно необходимой и поэтому ставилась она далеко не на все истребители этого типа. Между тем, в печати публикуются данные Bf 109К-4, соответствующие именно чрезвычайному режиму с использованием MW-50, что совершенно не является характерным для этого самолета.

Сказанное выше хорошо подтверждается боевой практикой завершающего этапа войны. Так, в западной печати часто говорится о превосходстве «Мустангов» и «Спитфайров» над немецкими истребителями на западном театре военных действий. На Восточном фронте, где воздушные бои проходили на малых и средних высотах, вне конкуренции были Як-3 и Ла-7, что неоднократно отмечалось летчиками советских ВВС. А вот мнение немецкого боевого летчика В. Вольфрума: «Наилучшими истребителями, с которыми я встречался в бою, были Норт Америкен Мустанг Р-51 и русские Як-9У. Оба истребителя имели ясное преимущество в характеристиках над Me-109 независимо от' модификации, включая Ме-109К-4». Комментарии, видимо, излишни. Можно только пояснить, что Як-9У имел скорость, близкую к Ла-7, а скороподъемность на номинале немного ниже, чем у Як-3 и Ла-7.

Различный характер боевых действий авиации в Западной Европе и на советско-германском фронте определил разные высоты применения самолетов и отразился на требованиях к истребителям и выборе приоритета в их основных технических данных.

Несколько иначе, чем у Bf 109K-4, обстояло дело у «Мустанга» и «Спитфай-pa»XIV. Мотор V-1650-7, стоявший на Р-51D, имел не только 5-минутный чрезвычайный, но и 15-минутный боевой режимы работы. Этого времени было достаточно для ведения активного воздушного боя, и «Мустанг» постоянно имел преимущество в скорости во всем диапазоне высот по сравнению с Bf 109K-4. Правда, даже в этих условиях скороподъемность P-51D была хуже,чем у советских истребителей, «Спитфайра» и Bf 109K-4 (рис. 3). Данный его недостаток обуславливался вполне естественной причиной -гораздо большим относительным запасом топлива. Много топлива требовалось для получения весьма значительной для истребителя дальности полета, необходимой для сопровождения тяжелых бомбардировщиков.

В отличие от V-1650-7 мотор «Гриф-фон»65 не имел боевого режима работы, и летчик «Спитфайра»Х1У мог использовать либо номинальный режим, либо в отдельных эпизодах воздушного боя 5-минутный максимальный.

Было бы ошибкой считать, что режимы чрезвычайной мощности не очень нужны для истребителей. Это не так. Уже их наличие добавляло летчику уверенности в бою и давало потенциальную возможность в какие-то моменты получить дополнительный прирост энерговооруженности и за счет этого добиться временного превосходства или же оторваться от приготовившегося к атаке противника. Хотя не эти режимы работы моторов определяли возможности истребителей.

При сравнении высотно-скоростных характеристик (рис. 1) отчетливо видно существенное различие в высотности советских и западных боевых машин. На малых и средних высотах Як-3 и Ла-7 имели очевидное преимущество перед более высотными «Спитфайром» и Bf 109К-4. На высотах 7-8 км превосходство в скорости всецело было на стороне западных истребителей. То же самое можно сказать и о скороподъемности, только в этом случае свое превосходство «Спит-файр»Х1У и Bf 109K-4 проявляли на высотах свыше 5 км. Ниже «царили» Як-3 и Ла-7.

Справедливости ради следует отметить, что при создании последних модификаций Bf 109, таких как G-10, К-4и К-6, немецкие конструкторы стремились в первую очередь улучшить высотные характеристики самолета, даже в ущерб его боеспособности на малой и средней высоте, где Bf 109K-4 по скорости и скороподъемности уступал разработанному гораздо раньше Bf109G-2 (1942 г.). Акцент на высотность был необходим для повышения боеспособности Bf 109 в становившейся все более ожесточенной воздушной войне на Западном фронте.

Существует еще несколько важных показателей, влияние которых на боеспособность истребителей весьма велико. Один из них - обзор из кабины летчика. Отнюдь не случайно боевые летчики часто отдавали предпочтение самолету с лучшим обзором, даже несмотря на некоторый дефицит в летных данных. Привлекала возможность непрерывно видеть воздушную обстановку. В этом отношении был вне конкуренции P-51D. Каплевидный фонарь и высокая посадка летчика давали великолепный обзор, несравненно лучший, чем у Bf109K-4, «Спитфайра»Х1У,и даже у Як-3 и Ла-7.

Среди первых реактивных истребителей выделяются двухмоторные самолеты Мессершмитт Ме-262 (Германия) и Глостер «Метеор» (Англия), которые строились серийно и применялись в конце войны.

Хотя первые реактивные самолеты и обладали рядом существенных недостатков, но, бесспорно, их появление ознаменовало собой начало качественно нового этапа развития авиации и явилось огромным достижением самолетостроения тех лет. Совсем скоро после окончания второй мировой войны реактивные машины стали основой истребительной авиации развитых стран.

Отдавая должное достижениям немецких и английских авиастроителей, нужно отметить, что упоминаемые реактивные истребители имели сравнительно узкий диапазон тактического использования. Даже самый совершенный из них Ме-262 применялся в основном в качестве истребителя-бомбардировщика и перехватчика. Главным его достоинством была большая скорость, на 140-180 км/ч больше, чем у Bf 109K-4. В роли истребителя-перехватчика Ме-262 обладал еще одним преимуществом. Оно заключалось в том, что хотя Ме-262 уступал Bf 109K-4 в скороподъемности, но благодаря существенно большей скорости на режиме набора высоты он мог атаковать противника на более дальних рубежах.

Рис. 1

Рис. 2

Рис. 3

«Спитфайр» XIV.

«… Это не просто хороший самолет, это «Спитфайр!», такая оценка английского летчика-испытателя Г. Пауэлла бесспорно относится и к одному из последних воевавших вариантов истребителя этого семейства - «Спитфайр» XIV, лучшему истребителю британских воздушных сил периода войны. Именно на «Спитфайр» XIV в воздушном бою был сбит немецкий реактивный истребитель Ме-262.

Р-51 «Мустанг»

Среди многих вариантов истребителя «Мустанг» наибольший успех выпал на долю самолетов, оснащавшихся английскими моторами «Мерлин». Это были Р-51В, С и, конечно же, P-51D -лучший и самый известный американский истребитель второй мировой войны. Как раз эти самолеты с 1944 г. обеспечивали безопасность тяжелых американских бомбардировщиков В-17 и В-24 от атак немецких истребителей и в бою продемонстрировали свое превосходство.

Як-3.

В советских ВВС на завершающем этапе войны не было истребителя более популярного, чем Як-3. В то время это был самый легкий истребитель. Французские летчики полка «Нормандия-Неман», воевавшие на Як-3, так отзывались о его боевых возможностях: «Як-3 дает вам полное превосходство над немцами. На Як-3 вдвоем можно драться против четверых, а вчетвером - против шестнадцати!»

Ла-7.

Один из немногих, если не единственный истребитель с мотором воздушного охлаждения, который с полным основанием можно отнести к лучшим истребителям воздушного боя второй мировой войны. На Ла-7 известный советский ас И. Н. Кожедуб сбил 17 немецких самолетов (в том числе и реактивный истребитель Ме-262) из 62 уничтоженных им на истребителях марки Ла.

Bf109K-4.

Этот самолет был лучшим представителем легкой и маневренной боевой машины гитлеровских Люфтваффе. На протяжении почти всей второй мировой войны истребители Мессершмитт Bf 109 находились среди лучших образцов самолетов своего класса и только к концу войны они стали утрачивать свои позиции. Совместить качества, свойственные лучшим западным истребителям, рассчитанным на сравнительно большую высоту боевого применения, с качествами, присущими лучшим советским «средневысотным» истребителям, оказалось невозможным.

Подводя итог, отмечу, что Германии не удалось создать истребитель, который мог бы одинаково хорошо противостоять истребителям союзников как на Западном, так и на Восточном фронтах. P-51D «Мустанг», «Спитфайр»Х1У, Як-3 и Ла-7, оптимизированные под определенные условия борьбы в воздухе, имели превосходство над Bf 109К-4 (подобный результат получился бы и при сравнении другого серийного немецкого истребителя завершающего этапа войны Фокке-Вульф FW 190D-9). В то же время в области реактивного самолетостроения Германия оказалась лидером, создав незаурядный истребитель Ме-262. Аналогичные машины появились в армиях союзников только спустя несколько лет.

Надо сказать, что Ме-262 имел и целый ряд недостатков, снижавших потенциальные возможности этого истребителя. Например, при перехвате тяжелых американских бомбардировщиков В-17 и В-24, летавших на высотах 7-8 км, летчик, как правило, не мог атаковать их из самой выгодной для истребителя позиции - сзади сверху. Быстрый разгон Ме-262 (двигатели на этой высоте дросселировать запрещалось) мог в этом случае привести к попаданию в малоизученную тогда область трансзвуковых скоростей. Вывести самолет из становившегося неуправляемым пикирования было практически невозможно. Кроме того, Ме-262 требовал хорошо подготовленных аэродромов по крайней мере вдвое большего размера, чем те, на которых базировалась фронтовая авиация. Это обстоятельство не играло существенной роли в оборонительных действиях, но для участия в наступательных операциях Ме-262 по этой причине был бы не очень пригоден.

«КОЛИБРИ» В ПОДМОСКОВЬЕ

Сергей КОЛОВ

Несмотря на большое количество опытных вертолетов, собранных в 20-е и 30-е годы, серийные машины появились только во время второй мировой войны. Первыми из них были немецкие вертолеты Фокке-Ахгелис Fa 223 и Флеттнер Fi 282.

Fa 223 конструктора Генриха Фокке, выполненный по поперечной схеме, впервые поднялся в воздух в августе 1940 г. Вертолет оказался вполне удачным, и поэтому планировали сначала построить серию в сто машин, а в конце войны собирались достигнуть вообще фантастического темпа - 400 вертолетов в месяц! Однако из-за бомбардировок союзной авиации фирме Фокке-Ахгелис два раза приходилось полностью восстанавливать производственные цеха. В результате только одиннадцать летающих машин успели собрать, а тридцать семь почти готовых вертолетов сгорело прямо на сборке.

Вторым серийным вертолетом фашистской Германии был F1 282 «Колибри», выполненный по схеме с двумя перекрещивающимися винтами. Она былаизобре-тена и запатентована Антоном Флеттне-ром, директором фирмы, носящей егоимя. Отличительной особенностью этой схемы является наклонное расположение осей винтов, находящихся на небольшом расстоянии друг от друга и отклоненных в поперечной плоскости во внешние стороны.

Первый Fi 282 поднял в воздух в 1939 г. Ганс Фуйстинг, шеф-пилот фирмы. Он же провел испытательную программу, а в дальнейшем обучил пилотированию на «Колибри» более пятидесяти летчиков. Fi 282 задумывался как одно-двухместный вертолет связи, разведки и корректировки огня. Конструкция фюзеляжа была ферменной из стальных труб с открытой кабиной. Фюзеляж обшивался фанерой, а мотогондола-дюралевыми листами. Имелось мощное вертикальное оперение для повышения путевой устойчивости. Шасси трехстоечное с носовым колесом. Два двухлопастных винта диаметром 12 метров находились на двух валах, расположенных под углом 24°. Лонжероном лопасти служила металлическая труба, на которую крепились на хомутах нервюры и обшивались потом фанерой и полотном. Хорда составляла 29 сантиметров. Особенностью было наличие проти-вофлаттерного груза только в конце лопасти на внешней секции. Горизонтальные и вертикальные шарниры (с фрикционными демпферами) на втулке были совмещены. Имелся тормоз винта. Семици-линдровый двигатель воздушного охлаждения Siemens Halske 4a ставился горизонтально носком вперед. Запуск осуществлялся сжатым воздухом из баллона на борту вертолета. Имелось два топливных бака. Если полет выполнял один летчик, то заливали 105 литров бензина, а если был еще и пассажир, то заправку уменьшали до 65 литров. Пустой F1 282 весил 640 кг, а полетный вес достигал одной тонны. Максимальная скорость в горизонтальном полете составляла 145 км/ч.

Вертолет выполнил много полетов над территорией Германии - не только в хорошую погоду, но и в дождь и в снег. Более сотни посадок совершили на авторотации. Вообще машина получилась довольно надежной. Так, один из вертолетов налетал более 95 часов без единой по-ломки и аварии - цифра, по тем временам, вполне впечатляющая. Обнадеженные удовлетворительными данными вертолета, военные заказали тысячу машин. Но в конце войны это была уже нереальная цифра, и только 22 вертолета успели выпустить на фирме Флеттнера. Пробная эксплуатация Fi 282 проводилась и на кораблях немецкого военно-морского флота. Так что необычный аппарат стал первым серийным корабельным вертолетом.

В начале 1945 г. в Баварии создается единственная в Люфтваффе вертолетная часть - 40-я транспортная эскадрилья. Командовал ею капитан Йозеф Штангль. Эскадрилья имела на вооружении три Fa 223 и пять Fi 282. В Северных Альпах эти вертолеты участвовали в корректировке артиллерийского огня, транспортных и связных операциях. Здесь же в Альпах вертолеты эскадрильи были захвачены наступающими американскими войсками.

Вертолеты во время войны применялись немцами для самых различных целей и необходимость в них оказалась очень высокой. Однако наладить выпуск достаточного количества винтокрылых машин Германия так и не смогла. Тому виной и постоянные бомбардировки вертолетных заводов и сложнейшее положение всей промышленности страны в конце войны.

После окончания военных действий самая различная немецкая авиационная техника вывозилась с целью изучения американскими, английскими и советскими специалистами. Были там и вертолеты.

В летно-исследовательский институт попали после войны в разобранном виде Fa 223 и Fi 282. Вертолеты Фокке-Ахгелис, не собирая, передали в единственное тогда у нас вертолетное ОКБ И. П. Братухина, создавшее ряд машин поперечной схемы. А «Колибри» Флеттнера решили собрать и облетать.

Геликоптерный (слово «вертолет» тогда еще не было в обращении) отдел в ЛИИ был образован в 1946 г. и возглавлял его Виктор Павлович Лаписов (впоследствии заместитель М. Л. Миля). Ведущим инженером по сборке F1 282 назначили Николая Ивановича Смородина. Начальство в ЛИИ скептически относилось к несерьезным, на первый взгляд, винтокрылым аппаратам, и летная часть института отказывалась брать Fi 282 к себе. Поэтому механик по эксплуатации был зачислен в штат геликоптерного отдела, а Смородину пришлось совмещать работу ведущего инженера и инженера по эксплуатации.

К сожалению, из-за разрушения всевозможных резиновых сальников и прокладок из редуктора вертолета вовсю бежало масло. Смородину пришлось разработать эскизы новых уплотнителей и заказать на заводе «Каучук» их литье. Наконец вертолет был собран и после серии испытаний на привязи зимой 1947 г. выполнил первый вылет. Пилотировал его летчик В. В. Тезаровский, он же в 1945 г. поднимал в воздух и первый вертолет соосной схемы ОКБ А. С. Яковлева. На второй полет пришли посмотреть М. М. Громов, в то время начальник управления летной службы авиационной промышленности, начальник ЛИИ А. В. Чесалов и его заместитель по летной части Д. С. Зосим. Когда появляется большое начальство, всегда что-нибудь должно произойти. Так оно и случилось. На взлете от порыва ветра вертолет накренился и зацепил одним винтом за землю (из-за особенности схемы на Fi 282 концы лопастей проходили довольно близко от земли). Лопасти тут же разлетелись на части, чуть не задев высокопоставленных наблюдателей. На снегу совсем близко от руководства хорошо были видны следы от разлетевшихся осколков. Летчик тоже не пострадал. Все хорошо, что хорошо кончается. И работы продолжили. Только теперь необходимы были новые лопасти, так как запасного комплекта не было. Лаписов вместе с Андреем Андреевичем Докучаевым разработали чертежи лопастей по образцу немецких, по которым и выполнили новый комплект.

Скоро ведущим инженером по машине назначили Докучаева, так как Смородин стал к тому времени заниматься исследованиями на Ту-4 и Ту-2. Вертолет Fi 282 с новыми лопастями выполнил еще ряд полетов. Отзывы летчиков были в общем удовлетворительными, машина оказалась послушной и хорошо управляемой. Но ввиду сложности схемы вертолеты с перекрещивающимися винтами не получили развития в СССР. ОКБ М. Л. Миля выполнило Ми-1 по одновинтовой схеме, а Н. И. Камов отдал предпочтение соосным машинам.

После войны американская фирма «Каман» построила несколько опытных машин с перекрещивающимися винтами,

а затем выпустила ряд серийных машин этой схемы, которые применялись во время войны во Вьетнаме. Затем конструкторы разработали одновинтовой вертолет SH-2F. Однако недавно совершил первый полет новый многоцелевой одноместный вертолет К-МАХ этой фирмы, выполненный по схеме Флеттнера. Так что необычное изобретение Антона Флеттнера еще продолжает летную судьбу, доказывая свою жизнеспособность среди самых разнообразных схем вертолетов.

«ЛЕТАЮЩИЙ БАШМАК» РИХАРДА ФОГТА

Сергей КОЛОВ

Осенью 1940 г. пилоты Королевских ВВС Великобритании стали ветре-чатся над Бискайским заливом с незнакомым трехмоторным гидросамолетом со свастикой на хвосте. Необычный вид машины опровергал сложившееся представление о классических летающих лодках, так как две крайние мотогондолы переходили в хвостовые балки, которые соединялись в конце стабилизатором. Этим незнакомцем оказался самолет фирмы «Блом и Фосс» BV 138, который за характерные обводы толстого и короткого фюзеляжа летчики Люфтваффе окрестили «летающим башмаком». Экстравагантность самолета была не просто прихотью конструкторов, а выражала их попытку разработать свою концепцию среднего морского разведчика, способного садиться и взлетать с поверхности моря при большой волне и обладающего достаточной дальностью. Размеры летающей лодки выбирали с учетом возможности базирования и на кораблях, при осуществлении запуска с катапульты. После посадки самолет должен был возвращаться специальным краном на борт судна.

Работы над проектом морского разведчика начались в конце 1934 г., когда молодой коллектив конструкторов авиационного отделения судоверфи «Блом и Фосс» под руководством Рихарда Фогта получил от Министерства авиации задание на разработку универсальной летающей лодки. Заказчику предложили три варианта самолета. Главной особенностью всех проектов являлось выполнение основного крыльевого лонжерона в виде силовой трубы, в которой размещались топливные баки (впоследствии это решение применили и на летающей лодке BV 222 «Викинг»). Первым шел «Проект 8». Это была летающая лодка двухбалоч-ной конструкции с крылом типа «чайка» размахом 25 м и двумя двигателями BMWXV по 600 л. с. Самолет на листах ватмана с печатью «Проект 12» выглядел классической летающей лодкой схемы парасоль с тремя дизелями Jumo 250 по 600 л. с. с размахом крыльев 27 м. С применением двухбалочной схемы задумывался гакже «Проект 13», имевший примерно те же размеры, что и «Проект 12», но оснащенный четырьмя Jumo 205.

Несмотря на необычность двухбалоч-ной схемы, технический комитет Министерства авиации отдал предпочтение «Проекту 8», высказав пожелание несколько увеличить размеры машины и установить более мощные двигатели. В качестве новой силовой установки было предложено применить дизель Jumo 206D мощностью 1200 л. с, проходящий в то время испытания, или же мотор жидкостного охлаждения Даймлер-Бенц DB-600 мощностью 1000 л. с.

Весной 1935 г. приступили к постройке трех прототипов летающей лодки, получившей обозначение На138. Первая машина была почти готова осенью 1936 г., но к этому времени стало ясно, что дизель Jumo 206D не удался и в серию не пойдет. Обещанные взамен него DB-бООуже успели отдать под другие авиационные программы, которым придавали более важное значение. Из всех свободных двигателей оставался только 600-сильный дизель Jumo 205, и Рихард Фогт принимает решение оснастить летающую лодку уже тремя моторами. Для ускорения начала летных испытаний решили установить третий двигатель без выполнения особых переделок первого самолета, разместив его на пилоне с подкосами в развале крыла типа «чайка».

На 138 VI в полете.

На 138 VI после доработок (увеличена площадь килей и усилены хвостовые балки).

На 138 V2 во время испытаний на Эльбе. BVA-01 на испытаниях (февраль, 1939 г.)

BV 138 С-1 выполняет полет над Черным морем (весна, 1943 г.)

BV138 С-1 в Арктике. Снимок сделан с немецкой подводной лодки (зима, 1944 г.)

Первые рулежки и взлеты На 138 VI на Эльбе в июне 1937 г. сразу же выявили «детские болезни» летающей лодки. Главными проблемами оказались рыскание и подпрыгивание самолета на воде при разбеге, который оказался довольно длительным даже с неполной загрузкой. А после взлета добавлялись заботы о путевой устойчивости.

На втором самолете На 138 V2 крыло уже было прямым, с установленным посередине третьим двигателем, приподнятым немного выше по сравнению с крайними моторами, чтобы винт не задевал фюзеляж. Для лучшей путевой устойчивости центральную мотогондолу удлинили и поставили кили большей площади. Турель перед остеклением кабины сняли (на На 138 V1 она была), чтобы не ограничивать обзор летчикам во время испытаний. В ноябре 1937 г. На 138 V2 перелетает в испытательный центр в Травемюнде на Балтике для всесторонней оценки. Летную программу завершили весной 1938 г., однако выводы специальной комиссии были неутешительными. Указывалось на плохие, с точки зрения аэро- и гидродинамики, обводы фюзеляжа и на слабую конструкцию хвостовых балок, из-за чего при посадках в сильную волну с большим весом появлялись трещины силовых элементов. Высказывались претензии и к тесному размещению экипажа, затрудняющему выполнение длительных полетов. Однако сама двухбалочная схема была признана вполне удачной, и конструкторы «Блом и Фосс» начали работу над новой модификацией BV 138 А (так стали называться самолеты фирмы с начала 1938 г.), приостановив постройку На 138 V3.

Основные изменения коснулись фюзеляжа. Его удлинили на 3 м, изменили обводы и сместили ступеньку редана вперед. Хвостовые балки усилили и сделали в сечении четырехугольными с плавно скругленными углами (на На 138 V1 и V2 они были круглыми). Доработали также крыло и рулевые поверхности. Появились закрылки, отклоняющиеся на 15' на взлете и на 60'при посадке. Дизели Jumo 205 С-4 вращали трехлопастные винты. Для обслуживания двигателей на воде использовались откидные ступеньки на мотогондолах. В разделенном водонепроницаемыми переборками фюзеляже размещались пять членов экипажа. Кресло командира находилось в кабине слева, а справа сидел второй летчик-штурман. За кабиной, под центральным двигателем, располагались места борт-инженера и радиста, туалет, камбуз, лежаки для отдыхай различное оборудование. Запаса продуктов на самолете хватало на неделю, что обеспечивало возможность длительного боевого дежурства. Для облегчения пилотирования ставился автопилот. Защитное вооружение состояло из передней турели LB 204 с 20-мм пушкой MG204 (со своим стрелком) перед остеклением кабины и задней открытой турели с 7,9-мм пулеметом MG 15. Еще из одного MG 15 можно было стрелять назад из огневой точки в конце мотогондолы центрального двигателя. Такое расположение пулеметов почти полностью устраняло «мертвые зоны» в задней полусфере, позволяя летающей лодке успешно бороться с истребителями. Для атак по подлодкам и кораблям под правым крылом разместили три бомбодержателя для 50-кг бомб.

Первая лодка серии «А» - BV 138A-01, была испытана в феврале 1939 г. Самолету явно недоставало мощности двигателей, из-за чего с максимальным взлетным весом 16200 кг он не мог подняться выше 800 м. При нормальной загрузке (взлетный вес 13750 кг) максимальная скорость достигала 265 км/ч при крейсерской в 250 км/ч. В ходе полетов выявили необходимость дальнейшего усиления конструкции, и самолеты с этими доработками стали обозначаться BV 138A-1. Две первые лодки этой серии, после спешных заводских испытаний, в июне 1940 г. участвуют в операции «Wasserubeng» по захвату Дании и Норвегии. Вместе с другими гидросамолетами различных типов они привлекаются в основном для транспортных перевозок. Следующие десять BV 138A-1 летом 1940 г. поступают на вооружение эскадрильи, базирующейся в Хернуме на Балтике. Эксплуатация лодок в строевых частях выявила, кроме уже известных проблем с двигателями (недостаточная мощность и перегрев на максимальных режимах), и сложности с вооружением. Пушки MG 204 часто отказывали, и в конце концов все они были заменены на MG 151 такого же калибра.

Эскадрилья лодок из Хернума перебрасывается в октябре 1940 г. в Бискайский залив, где совместно с другим соединением «летающих башмаков» участвует в патрулировании над Атлантикой. Штормовое осеннее море оказалось серьезным испытанием для самолета, и недостатки двигателей вместе со слабостью отдельных элементов конструкции стали видны еще отчетливей. Поэтому обе эскадрильи выводятся из Франции для перевооружения на самолеты следующей серии - BV 38B.

На лодках серии «В» наконец-то установили новый дизель - Jumo 250DC с взлетной мощностью 880л. с. Из-за усиленной конструкции фюзеляжа и новой силовой установки пустой вес самолета вырос на 570 кг и достиг 11370 кг. Для облегчения взлета с максимальным взлетным весом применили впрыск водомета-ноловой смеси. Бачка с 36 литрами смеси хватало на 80 секунд работы, а прирост мощности составлял примерно ЮОО л. с. Первая BV 138B-01 взлетела в конце 1939 г. и успешно прошла испытания. Однако фирма «Юнкере» еще не могла поставить достаточное количество новых дизелей, и производство BV 138B велось первоначально одновременно с выпуском лодок первой серии.

Дальнейшей модификацией стал самолет BV 138C-1 с такими же дизелями Jumo 205D, но с новыми винтами. На центральный двигатель поставили четы-рехлопастный винт, а на крайних остались трехлопастные, но с большей хордой. Впоследствии такие же винты получили все построенные BV 138B. Поэтому самолеты обеих серий стали почти идентичными, незначительно отличаясь в конструкции. Вооружение лодок серий «В» и «С» тоже выполнялось одинаковым и состояло из двух 20-мм пушек MG 151 в передней и задней турелях, и 13-мм пулемета в открытой огневой точке на центральной мотогондоле. Позднее добавили 7,9-мм MG 15, из которого мог вести огонь радист из бойницы по правому борту. Бомбодержатели для глубинных бомб установили под каждым крылом (по 3 штуки), и самолет мог поднять шесть 50-кг или четыре 150-кг бомб. Экипаж на BV 138C увеличили до шести человек, хотя полеты зачастую выполнялись впятером. Нормальная продолжительность полета составляла 6,5 часов, а с дополнительным запасом топлива достигала 17часов. Для взлета перегруженной лодки применили ракетные ускорители «Вальтер 109-500» (тяга 500 кг, время работы 30 сек), установленные по одному под каждым крылом.

Летом 1941 г. самолеты серий «В» и «С» начинают поступать на вооружение Люфтваффе. Базируются лодки на всех фронтах: в Бискайском заливе и Норвегии, Балтийском, Черном и Средиземном морях. Но главным полем деятельности «летающих башмаков» оставался все же Север, где необходимо было выслеживать конвои союзников, идущие в Мурманск и Архангельск. 8 сентября 1942 г. BV 138, взлетев изТромсе (Норвегия), обнаружил конвой PQ 18, но был перехвачен английскими «Си Харрикейнами» с авианосца «Авенджер». Более полутора часов тихоходный «башмак» вел воздушный бой, успешно маневрируя и обороняясь, и сумел, несмотря на полученные повреждения, вернуться на базу. Помогли ему в этом хорошая маневренность двухбалоч-ной схемы и удачное защитное вооружение. Лодки могли в воздухе не только обороняться, но и нападать. Тому подтверждение сбитые ими в воздушных боях Бристоль «Бленхейм» над проливом Скагеррак и «Каталина» над Северным морем.

К тому времени «детские болезни» BV138 закончились и лодка завоевала репутацию надежного и хорошо вооруженного самолета. Так, одна из эскадрилий в октябре 1941 г. на десяти своих BV 138В пролетела более 105000 км с налетом 500 часов без серьезных отказов и происшествий.

BV 138, летающие в Арктике (базируясь а Ставенгере и Тромсе в Норвегии) часто пополняли запасы бензина, дозаправляясь в море со своих подводных лодок в установленном месте. Это позволяло расширить район патрулирования почти до Ямала и увеличить продолжительность боевого дежурства. Некоторое количество BV 138C оборудовали локаторами FuG 200, повысив эффективность лодки в обнаружении различных целей.

Семьдесят лодок BV 138C оснастили устройствами для запуска с корабельных катапульт, и все они несли службу на кораблях военно-морского флота. Осенью 1942 г. создали вариант BV 138MS (от немецкого «Minensuche» - миноискатель),

в который переоборудовали четыре BV -138 В и С. На самолетах демонтировали обе турели с пушками, оба бомбодержателя, лишнюю аппаратуру и установили кольцевую магнитную антенну диаметром 14 метров. Она крепилась под крылом и на фюзеляже (из-за нее летчики окрестили машину «мышеловкой»). В экипаже осталось четыре человека, анормальный взлетный вес составлял 16 тонн. Все BV 138MS поступили в 1-ую минопоисковую группу Люфтваффе и использовались в Средиземном море и на Севере.

Несколько «летающих башмаков» базировалось в Баскароссе (Бискайский залив) вместе с «Викингами» - другой знаменитой летающей лодкой фирмы «Блом и Фосс». Во время напета англичан на базу в июле 1943 г., кроме двух BV 222, затонувших на своих стоянках, были уничтожены и два BV 138.

Ближе к концу войны, когда превосходство советской и союзной авиации стало подавляющим, тихоходным «башмакам» все труднее становилось выполнять полеты со слабым прикрытием своих истребителей, либо вовсе без него. Но лодки с вооружения не снимаются и продолжают нести свою службу. Были в карьере BV 138 и необычные задания. 1 мая 1945 г. экипаж из эскадрильи, базирующейся в Копенгагене, получил задание вывести из Берлина высокопоставленных чиновников. Летчик Вольфганг Клемуш сумел посадить ночью свой «башмак» на озеро около Берлина, несмотря на горящую на воде нефть. Но у встречавших его офицеров не оказалось никаких документов, подтверждающих их специальную миссию, и летчик отказался вести с ними переговоры. Взяв на борт десять раненых солдат, самолет той же ночью вылетел обратно. Существует версия, что важное лицо, которое собирались вывезти на BV 138, был сам Адольф Гитлер.

Всего с начала 1941 г. до декабря 1943 г. на двух заводах собрали 276 самолетов всех типов. Конструкторы «Блом и Фосс» планировали дальнейшие модификации самолета с мощными двигателями Jumo 208, но все эти планы остались на бумаге. «Летающий башмак» стал единственным двухбалочным гидросамолетом во второй мировой войне и, несмотря на! свой неординарный внешний вид, оказался вполне удачным и эффективным. Задуманный как универсальная летающая лодка, BV 138 оправдал надежды конструкторов и заказчика, прослужив до последнего днч пойми.

ОСНОВНЫЕ ТАКТИКО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ САМОЛЕТА BV 138C-1

Двигатель 3 Junkers Jumo 205D шестицил индровый дизель»880л,с.

Размеры: размах крыльев 28,94 м длина 19,85 м высота 5,9 м Площадь крыла 112м

Пустой вес: Нормальный 11770 кг взлетный вес Максимальный 14500 кг взлетный вес 17650 кг

Максимальная скорость 285 км/ч

Крейсерская скорость 265 км/ч

Скорость отрыва 110 км/ч

Посадочная скорость 115 км/ч

Взлетная дистанция 650 м

Максимальная дальность полета 4300 км

Максимальная продолжительность попета 17 чае.

Высота полета 5000 м

Вооружение: две 20-мм пушки MG 151, один 13-мм пулемет MG 131,

Николай ВАЛУЕВ

«ПОЛУРЕАКТИВНЫЕ» ИСТРЕБИТЕЛИ ЦАГИ…………….23

Николай ВАЛУЕВ

Интенсивное совершенствование авиационной техники в предвоенный период позволило достичь максимальной скорости полета самолетов-истребителей порядка 500 км/ч, а опытных машин -около 700 км/ч. Совместными усилиями конструкторов, двигателистов и аэродинамиков со временем можно было приблизить характеристики серийных машин к экспериментальным скоростным самолетам, что и было достигнуто в середине 40-х годов. Однако, еще в конце 30-х годов для авиационных специалистов не являлось секретом, что пределы совершенствования поршневой авиации уже недалеко, так как дальнейший рост скорости ограничивался возможностями традиционной винтомоторной группы (ВМГ).

Профессор Г. Н. Абрамович, 1936 г.

При скоростях 700-800 км/ч из-за сжимаемости воздуха резко падает аэродинамическое качество самолета и КПД воздушного винта. Подбором специальных профилей можно уменьшить волновое сопротивление крыла, но пропеллер на этих режимах «лечению» не поддается. Вместе с тем, малый эффект дает и наращивание мощности мотора вследствие того, что прирост скорости связан с Требуемым приростом мощности зависимостью третьей степени.

Доля веса силовой установки в общем весовом балансе истребителя становилась недопустимо большой и со всей очевидностью возникал вопрос о том, чем можно заменить ВМГ на пути достижения высоких скоростей полета.

Принципиальное решение было простым - необходим реактивный принцип создания тяги, но его практическая реализация требовала решения огромного количества научных и технических проблем.

Использование на самолете жидкостного ракетного двигателя (ЖРД) могло рассматриваться лишь как временный вариант, так как «возимый» запас горючего и окислителя для прожорливого ЖРД делал ракетный истребитель малоэффективным в бою и небезопасным для самого летчика.

Прямоточные воздушно-реактивные двигатели (ПВРД), разрабатывавшиеся перед войной И. А. Меркуловым, прошли летные испытания на самолетах И-153 и И-15 и продемонстрировали устойчивую и надежную работу. Но эффект от их применения «съедался» большим аэродинамическим сопротивлением подвешенных под крылом мотогондол. В 1940 г. В. М. Мясищев разработал проект скоростного бомбардировщика с прямоточными реактивными ускорителями, призванными обеспечить самолету отрыв от перехватчиков противника. «Изюминкой» проекта было то, что конструктор спрятал ПВРД в фюзеляж, ликвидировав тем самым дополнительное сопротивление.Свой проект Мясищев направил в Наркомат авиационной промышленности (НКАП), где он подлежал научно-технической экспертизе.

Анализ проекта был поручен доктору технических наук Генриху Наумовичу Абрамовичу. Несмотря на свою молодость -немногим более тридцати лет - Абрамович являлся признанным авторитетом в области теории струйных течений газа и соавтором проекта натурных аэродинамических труб нового или, как еще его тогда называли, «большого» ЦАГИ. «Старым» ЦАГИ стали московские лаборатории, начальником одной из которых и был Г. Н. Абрамович.

Проверка основных летно-техничес-ких характеристик, заявленных в проекте, не представляла собой ничего сложного, так как все расчеты Мясищев производил на основании Руководства для конструкторов, разработанного в ЦАГИ. Но как оценить эффект от использования ПВРД? Как аэродинамик Абрамович прекрасно понимал, насколько велика разница междуусловиями работы ускорителей, подвешенных под крылом в свободном потоке и находящихся в глубине фюзеляжа большого самолета. Потери скоростного напора, столь важного для ПВРД, просто не дадут ему возможности работать.

Сравнение максимальных скоростей истребителя Ла-5 и С-1ВРДК-1

Отсутствие разработанных методик определения тяги ПВРД не смутило ученого. Раз методик нет - надо их создать, причем не на кустарном уровне, а на научном. Непаханное поле аэродинамики воздушно-реактивных двигателей невозможно поднять за короткий срок, и Абрамович стал добиваться включения нового направления в тематику работ своего коллектива. Надо сказать, что расширение спектра работ не вызвало восторга начальника ЦАГИ Шишкина, которого тоже можно было понять - институт загружен по горло текущими заданиями промышленности. В Стаханове), как тогда назывался будущий город Жуковский, новые лаборатории только-только разворачивали свою деятельность и там хватало своих проблем. Но настойчивость начальника лаборатории № 4 его обращение к наркому А. И. Шахурину сделали свое дело, и в

ЦАГИ появился новый отдел реактивных систем. Его начальником по совместительству назначили Г. Н. Абрамовича.

Проект Мясищева, один из многих, прошедших через руки Абрамовича, сыграл роль катализатора научных исследований, что в предвоенные годы в авиации случалось довольно часто. Подчас интуиция талантливого конструктора подсказывает совершенно новое, нетрадиционное решение, которое не опирается на освоенную научную базу. Спустя два десятилетия ситуация изменится с точностью «до наоборот», и уже из теоретического «портфеля» будут формулироваться новые тактико-технические задания для ОКБ. Но в 40-е годы именно конструкторская инициатива зачастую рождала новые научные направления.

Вплотную занявшись реактивной тематикой, Абрамович уже в 1941 г. выпустил отчет, содержавший результаты теоретических исследований внутренней аэродинамики ПВРД и его термодинамического цикла. Был сделан важный вывод, что на малых скоростях - порядка 400-500 км/ч -«прямоточка» неэффективна из-за малого полного давления на входе, что влечет за собой малую величину развиваемой тяги. Повысить давление на данных режимах можно только компрессором, но ему требуется привод. Разумеется, наилучшим вариантом была бы газовая турбина, над которой работали хорошо знакомые Абрамовичу А. А. Люлька и В. В. Уваров, но до успеха здесь было слишком далеко, а война была уже на пороге. Кроме того, на дозвуковых скоростях турбореактивный двигатель имеет больший удельный тяговый расход, чем ВМГ, из-за низкого тягового КПД реактивной струи.

Несмотря на все сложности, задачу радикального увеличения скорости полета истребителей необходимо было решать как можно скорей. Свой вариант решения предложил Г. Н. Абрамович, причем не только предложил, но и всесторонне исследовал. Это был мотокомпрессорный двигатель по современной терминологии или воздушно-реактивный двигатель компрессорного типа (ВРДК), как его называли в начале сороковых. Роль привода компрессора в такой силовой установке играет обычный поршневой мотор, хорошо освоенный промышленностью и не таящий в себе никаких подвохов с эксплуатационной точки зрения.

В то время в СССР еще ничего не было известно о построенном и испытанном в Италии самолете Кампини-Капрони СС.1, оснащенном мотокомпрессорным двигателем, хотя сама по себе идея не принадлежала ни Абрамовичу, ни итальянцам. Впервые ее выдвинул русский инженер Горохов и независимо от него чуть позже румынский авиатор Анри Коанда. Первая информация о СС.1 попала в ЦАГИ из английского журнала «Флайт» в 1943 г.

Результаты своих теоретических исследований Г. Н. Абрамович доложил на научно-техническом совете Центрального института авиационного моторостроения (ЦИАМ). Его доклад вызвал большой интерес и начальник ЦИАМ В. И. Поликовский создал у себя в институте специальное КБ под руководством К. В. Холщевникова. Задачей этого коллектива являлась конструкторская проработка различных схем ВРДК.

Не надо думать, что с развертыванием в ЦИАМ работ по комбинированной силовой установке туда переместился центр тяжести работ по ВРДК. Это произошло позже, в 1944 г., и речь об этом пойдет ниже. А в описываемое время специалисты ЦИАМ решали локальную задачу, предоставив своим коллегам из* ЦАГИ возможность сконцентрироваться на анализе компоновочных принципов и на расчете летно-тактических характеристик самолетов с ВРДК. Следует сказать, что для ЦАГИ эта задача была весьма специфична, и, пожалуй, ни в какое другое время невыполнима. Но, как говорится, не было бы счастья, да несчастье помогло.

Как известно, практически с момента образования ЦАГИ в его структуре функционировало ОКБ А. Н. Туполева и завод опытных конструкций - ЗОК ЦАГИ. Именно на этом заводе были построены все самолеты марки АНТ и ряд других. Перед войной в ЦАГИ было сформировано конструкторское бюро под руководством М. Л. Миля и Н. И. Камова, занимавшееся созданием автожиров. Ведущим конструктором практически всей серии винтокрылых аппаратов ЦАГИ был Вячеслав Александрович Кузнецов. По разным причинам осенью 1941 г. работы над геликоптерами и автожирами были свернуты. Миль стал заниматься в ЦАГИ вопросами динамики полета, Камов перешел на серийный завод, а конструкторский коллектив В. А. Кузнецова фактически остался без работы. Большая часть работников была переведена в другие КБ, а для оставшихся Абрамович добился в НКАП разрешения заняться проектными исследованиями самолетов с ВРДК. На этот раз его поддержал научный руководитель ЦАГИ академик С. А. Чаплыгин, который направил 16 марта 1942 г. письмо в Наркомат авиационной промышленности, в котором предложил определить основной научной задачей ЦАГИ создание самолетов с реактивными двигателями. Коллегия НКАП согласилась с предложением С. А. Чаплыгина, и в ЦАГИ был образован отдел реактивных систем под руководством Абрамовича. В этот отдел вошло и КБ ЦАГИ, в результате чего работы по ВРДК развернулись более широким фронтом. В этом отделе были группы исследования процессов горения (руководитель - д. т. н. профессор Д. А. Франк-Каменецкий), рабочих процессов реактивного двигателя (руководитель - к. т. н. Г. В. Миклашевский) и аэродинамики (руководитель - В. А. Кузнецов).

Через год, в марте 1943 г., Г. Н. Абрамович закончил обобщенную работу под названием «О перспективах использования реактивных двигателей в авиации». В этой работе, помимо рассмотрения вопросов о принципах регулирования параметров ВРДК, содержалось и описание проектов самолетов С-1ВРДК-1 и С-2ВРДК-1.

С-1ВРДК-1 представлял собой цельнометаллический свободнонесущий ни-зкоплан с трапециевидным крылом с прямыми законцовками. Особенностью этого самолета было отсутствие пропеллера. Вместо него в носовой части фюзеляжа располагался осесимметричный воздухозаборник с центральным телом, в котором находилась пушка ШВАК с боезапасом 60 патронов. За входным конусом стоял четырехступенчатый осевой компрессор диаметром 1300 мм с направляющим аппаратом, приводимым во вращение звездообразным мотором М-82 с соосным редуктором. В предыдущих работах Абрамович показал, что оптимальной степенью сжатия для компрессора ВРДК является 2=1,3-1,4 (когда в ЦАГИ стали известны подробности о самолете Кампини-Капро-ни, то стало ясно, почему этот реактивный самолет летал намного хуже поршневых -при 2=4 мощность приводного мотора Изотта-Фраскини «Ассо» использовалась непродуктивно). После компрессора воздух обтекал цилиндры мотора, нагреваясь о них. Дополнительный нагрев давали выхлопные газы, смешиваясь с которыми воздух по двум бортовым каналам поступал в камеру сгорания в хвостовой части фюзеляжа.

В качестве горючего для реактивного двигателя использовали тот же бензин, что и для поршневого мотора. Он впрыскивался в «топку» (по терминологии тех лет) через форсунки-испарители и воспламенялся запальными свечами. Расчетный расход бензина в ВРДК составлял 1,1 кг/с, поэтому доля горючего во взлетной массе была больше, чем у традиционных истребителей того времени.

Камера сгорания представляла собой тонкостенную конструкцию, образуемую двумя соосными оберчайками, между которыми имелся проток для охлаждающего воздуха. Расчетная температура горения бензо-воздушной смеси определялась равной 1500°С, что согласно расчетам руководителя группы процессов горения Д. А. Франк-Каменецкого являлось оптимальным значением. Реактивная тяга регулировалась подачей бензина, оборотами приводного мотора и продольным перемещением хвостового конуса.

Сложную задачу для конструкторов представляла собой хвостовая часть самолета, полностью занятая камерой сгорания больших размеров (ее диаметр составлял 1,5 м, длина - 4,2 м). Конструктивную схему этой части фюзеляжа в виде ажурной кольцевой фермы с несущей обшивкой разработал профессор А. Н. Путилов.

Необычным для отечественного самолетостроения тех лет было трехопорное шасси с носовой стойкой. Горизонтальное оперение располагалось над фюзеляжем на специальном пилоне, что делало хвост более жестким и исключало попадание на стабилизатор горячих выхлопных газов. Сложности с обеспечением прочности вызвала необходимость выполнения вертикального оперения в виде двух шайб. На одноместном одномоторном самолете это смотрелось довольно странно, но В. Кузнецов опасался, что в условиях отсутствия обдувки оперения струей от пропеллера недостаточна будет эффективность органов управления. По этой же причине переразмеренным выглядит и стабилизатор.

Расчетная максимальная скорость самолета С-1 ВРДК-1 составляла примерно 800 км/ч, поэтому В. А. Федулов, определявший аэродинамический облик машины в целом, выбрал для крыла профиль ЦАГИ 1 В-10, имеющий меньшее волновое сопротивление, чем традиционные профили NACA. Крыло проектировалось двух -лонжеронным с дополнительной стенкой. Между лонжеронами размещались топливные баки по 200 л и купола основных стоек шасси.

Основной бензобак емкостью 1200 л конструкторы расположили между мотором М-82 и кабиной пилота. Дополнительный бензобак на 300 л уложили в центроплан. Общий вес горючего таким образом составил 1800 кг. Взлетный вес самолета должен был составить 6800 кг, из которых на конструкцию приходилось 2200 кг, силовая установка «весила» 2100 кг, причем вес собственно реактивного двигателя составлял 800 кг. Расчетная нагрузка на крыло, равная 200 кг/м2, делала самолет с ВРДК менее маневренным, чем, скажем, Ла-5 с тем же мотором, зато по скороподъемности и по разгонным характеристикам он мог намного опередить любой поршневой истребитель. На высоте 7600 м максимальная скорость получалась равной 820 км/ч, на 4500 м - около 800 км/ч. Характерной особенностью самолета с ВДДК оказалась стабильность максимальной скорости в широком диапазоне высот, в то время как на истребителе Ла-5 с таким же поршневым мотором М-82 наблюдалось ее резкое падение уже на высоте 6500 м. Лучше оказалась и скороподъемность, особенно на больших высотах, что видно на приводимом графике V maL /H/

.Достичь приемлемого взлетного веса для самолета с ВРДК можно ограничив полет на максимальной скорости 15-20 минутами, в противном случае потребуется чрезмерно большой запас горючего. Между тем, ВРДК обладает одной очень интересной особенностью, в силу которой продолжительность нахождения в воздухе самолета с ВРДК при средних скоростях получается во много раз больше, чем при V иж Это связано с тем, что даже без подачи бензина в камеру сгорания создается реактивная тяга за счет использования тепла от охлаждения мотора и, главное, тепла его выхлопных газов в зоне высокого давления без компрессора. В этом случае самолет С-1ВРДК-1 может находиться в воздухе 3-3,5 часа.

Расчетные данные определили тактическое назначение самолета как барражирующего истребителя-перехватчика.

В ЦАГИ рассчитывались и характеристики двухдвигательного самолета С-2ВРДК-1. Проектные данные показали, что он может иметь дополнительный выигрыш в скорости порядка 50 км/ч, по сравнению с С-1ВРДК-1 при взлетной массе 11900 кг.

Параллельно с описанными выше вариантами рассматривался проект истребителя с ВРДК, имеющего в качестве приводного мотора двигатель водяного охлаждения АМ-39Ф, который обладал большей по сравнению с М-82 высотностью. Такой самолет по расчетам мог достичь скорости 850 км/ч на высоте 8000 м. Однако время барражирования ограничивалось полутора часами. Такая разница определялась тем, что у самолета С-1ВРДК-1 выхлоп мотора осуществлялся непосредственно в возду-ховодный тракт ВРДК, за счет чего воздух подогревался и выходящая из сопла струя совершала определенную работу, увеличивая тягу по сравнению с «холодным» ВРДК с АМ-39, у которого выхлопные газы выходили в атмосферу.

Проделанные в ЦАГИ расчеты показали, что при отборе на компрессор 30% мощности авиамотора можно получить от ВРДК дополнительную тягу, равную тяге винта. Это дало бы возможность увеличить максимальную скорость на 120-150 км/ч при одновременном увеличении взлетной массы на 800-1000 кг. Такую схему иначе, как промежуточной, назвать нельзя, но при ней сохранялись такие же, как у серийных истребителей, взлетные и маневренные качества.

Наименее радикальной попыткой можно назвать датируемый февралем 1943 г. проект установки ВРДК на истребитель Як-9. Для его реализации существовал уже испытанный ранее мотор М-105 РЕН, аналогичный штатному М-105Ф, но имеющий дополнительный редуктор на 250 л. с. Этот мотор конструктор А. Д. Надирадзе предлагал использовать на бомбардировщике Пе-2, оборудованном шасси на воздушной подушке. Такой самолет был создан, в ЛИИ приступили к его испытаниям, но начавшаяся война перечеркнула эту и множество других интересных работ. Мотор М -105РЕН с полностью доведенной системой редукторов и механизмов их включения остался невостребованным. Через два года им заинтересовались В. А. Кузнецов и его сотрудники В. Федулов и В. Черенков. Предложенная ими схема требовала незначительной переделки силовой фермы фюзеляжа Як-9 для подвески камеры сгорания ВРДК и снятия некоторых элементов вооружения. Предполагалось использовать трехступенчатый компрессор 0 600мм, приводимый во вращение двумя валами через два промежуточных редуктора. Провести напрямую вал от мотора к компрессору было невозможно из-за того, что в диаметральной плоскости крыла располагалась силовая нервюра и ее надо было обходить. Перед компрессором размещался водорадиатор маршевого мотора. Впоследствии от такого расположения отказались из-за неэффективного охлаждения и в последующих проектах радиатор занял место позади компрессора.

Задняя часть ВРДК с блоком форсунок и охлаждаемой камерой сгорания 0 620 мм крепилась к корпусу на сильфонном ободе, так как при посадке и взлете ее необходимо было поднимать на 7° вверх, чтобы не задевать за грунт.

Установка редуктора на М-105 требовала демонтажа 20-мм пушки ШВАК, что снижало боевые возможности истребителя, а утяжеление на 115 кг за счет установки ВРДК и его привода ухудшало вертикальный маневр. Мощности М-105 РЕН, равной 1100 л. с. против 1250 л. с. у М-105Ф, явно не хватало для работы «на два фронта» и, в результате, расчетная максимальная скорость Як-9ВРДК получалась всего на 80 км/ч больше, чем у серийного Як-9. Эффект получался незначительным и авторы проекта честно написали в отчете, что реализация проекта нецелесообразна. Пожалуй, наиболее ценным выводом из этой работы было то, что под комбинированную силовую установку с самого начала надо создавать новый самолет.

Более высокие результаты можно было бы получить, совместив мощный высотный мотор АМ-39Ф (1620 л. с.) со встроенным в хвостовую часть ВРДК. Проект такого гибрида был разработан в ЦАГИ к октябрю 1943 г. Вооруженный двумя пушками ШВАК и двумя крупнокалиберными пулеметами, этот цельнометаллический самолет при взлетной массе 5500 кг мог достичь скорости 830 км/ч на высоте 8000 м и имел расчетное время полета порядка 2,5 часов. Использовать его предполагалось как истребитель-перехватчик.

Октябрем 1943 г. датируется еще один проект ЦАГИ, существенно отличавшийся от предыдущих. Это был высотный фоторазведчик без вооружения, на котором для ухода от истребителей противника стояли под крыльями два почти что турбореактивных двигателя. Турбина, вращавшая компрессор, приводилась в действие выхлопными газами поршневого мотора АЧ-ЗОБ. Этот мотор был дизелем, использовавшимся на бомбардировщиках Пе-8 и Ер-2. Экономичность дизеля и возможность высокого противодавления на выхлопе позволили осуществить новую схему ВРДК.

Выхлопные газы по теплоизолированным трубам в носках крыльев подводились к размещенным в обтекаемых гондолах ВРДК. Компактность компоновки обеспечивала малые потери скоростного напора в воздухозаборнике, а короткая выхлопная труба гарантировала низкое гидравлическое сопротивление. За счет отсутствия массивного редуктора и валов самолет мог иметь хорошую весовую отдачу. Имея запас горючего 890 литров, фоторазведчик должен был держаться в воздухе почти три часа, а в случае атаки истребителей противника летчик включал реактивные двигатели и на скорости 800 км/ч с набором высоты самолет уходил от преследования.

Основные весовые, геометрические и летные характеристики «полуреактивных» истребителей, как их в шутку называли в ЦАГИ, приведены в таблице.

В феврале 1944 г. в ЦАГИ состоялась представительная конференция, на которой с докладом о выполненной работе выступил Г. Н. Абрамович. В числе приглашенных на конференцию присутствовали и главные конструкторы А. И. Микоян и П. О. Сухой, для которых доклад Абрамовича, был, вероятно, важней, чем для остальных «самолетчиков». Их КБ не были отягощены заботами о серийных машинах и, вследствие этого, могли позволить себе роскошь заняться экспериментальными самолетами с ВРДК.

Кратчайший и наименее рискованный путь к созданию таких самолетов сулила комбинированная схема «ВМГ + реактивный ускоритель», и именно на ней остановили свой выбор проектанты Сухого и Микояна. В качестве маршевого двигателя легче входили в компоновку моторы жидкостного охлаждения. Несмотря на то, что их мощность изначально была ниже, чем у звездообразного АШ -82ФН, для них на порядок легче было сделать редуктор для привода компрессора ускорителя. Наивысшими характеристиками в 1944 г. располагал мотор ВК-107А. Сложности с его охлаждением в данном случае не смущали конструкторов - ведь водорадиатор имел принудительный обдув.

Высокая оценка научной значимости и практической актуальности работ реактивного отдела ЦАГИ, прозвучавшая на заседании, имела для самого Г. Н. Абрамовича довольно неожиданные последствия. Незадолго до этого правительственная комиссия рассматривала деятельность руководимого А. Г. Костиковым РНИИ и состояние дел по проекту ракетного самолета «302». Выводы комиссии были резко отрицательны, в частности, лишь по кабине «302»-го зафиксировано более 60 замечаний. В результате институт был закрыт. Нарком А. И. Шахурин, хорошо знакомый с направлением работ Г. Н. Абрамовича, решил создать на базе РНИИ новую исследовательскую организацию - Научный институт реактивной авиации, или НИИ-1 НКАП. Разработка положения об организации НИИ-1 была поручена Абрамовичу, который был назначен летом 1944 г. заместителем начальника этого института и проработал в этой должности до 1948 г., после чего перешел на работу в ЦИАМ.

С уходом Абрамовича из ЦАГИ тематика ВРДК там была закрыта. Последним проектом стала попытка установить ВРДК на Ла-5, оборудовав его вентилятором на манер BMW801. По уровню проработки это предложение было явно ниже всех предыдущих.

Тем временем началось проектирование самолетов под шифром «Н» у А. И. Микояна и «И-105» в ОКБ П. О. Сухого. Оба конструкторских коллектива ориентировались на комбинированную силовую установку, созданную по схеме ЦАГИ в ОКБ В. Я. Климова совместно с ЦИАМ. В качестве маршевого мотора служил ВК-107 мощностью 1650 л. с. Через редуктор с муфтой включения вал приводил во вращение двухступенчатый осевой компрессор. Тяговая мощность ВРДК составляла 900 л. с. Это было лучшее, что могли дать моторостроители в то время.

В начале 1945 г. оба самолета были построены. Силовая установка предопределила схожесть компоновок этих машин.

3 марта 1945 г. летчик-испытатель А. Деев впервые поднял в воздух И-250 ОКБ А. И. Микояна, а в апреле на сухов-ском И-107 совершил первый полет летчик-испытатель Г. Комаров. Об этих самолетах достаточно много написано в отечественной литературе, поэтому есть смысл коснуться только результатов их испытаний. НаИ-250 была достигнута максимальная скорость 825 км/ч на высоте 8000 м и потолок 11900м. И-105 показал близкие результаты, но его испытания осложнялись неудовлетворительной работой ВРДК. Причина крылась в неудачной конфигурации воздуховодного канала, из-за кривизны которого было большое аэродинамическое сопротивление на входе в компрессор. Естественно, что в таких условиях компрессор не мог обеспечить расчетный режим работы реактивного двигателя, «брыкался» и ломал вал трансмиссии. Все это удалось выяснить, когда самолет установили в натурной аэродинамической трубе Т-104 ЦАГИ и провели эксперимент с включением комбинированной силовой установки. Но время было упущено. Испытания И-105 были надолго прерваны и, в результате, предпочтение было отдано И-250, малая серия которых под обозначением Ми Г-13 была построена в 1945 г. Эти самолеты состояли на вооружении авиации Северного и Балтийского флотов вплоть до 1950 г., после чего были заменены более современными машинами.

Самолеты, воплотившие самые передовые идеи ЦАГИ и ЦИАМ, не успели сказать свое слово в Великой Отечественной войне. Век их оказался недолгим, да и авиационная историография отвела им немного места, полагая как бы, что они являлись тупиковой тропой в стороне от столбовой дороги развития самолетостроения. Немало способствовало такому взгляду то, что в силу различных причин, чаще всего субъективных, о работах отдела реактивных систем ЦАГИ вообще ничего не было известно, а на фоне достижений самолетов с ТРД недавние успехи И-250 и И-105 выглядели уже значительно скромнее.

РАСЧЕТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ САМОЛЕТОВ С ВРДК

Но обратимся к свидетельствам людей, знавших ситуацию в отечественном самолетостроении «изнутри». А. В. Минаев, бывший заместителем министра авиационной промышленности, сказал коротко и точно: «Никаких реактивных самолетов в 1946 г. не появилось бы, если бы не эти работы». Его мысль подтверждает академик С. А. Христианович: «Во время войны в авиации, кроме текущих задач, закладывали будущее, решая новую, по-существу, задачу - создание реактивной авиации. Это обеспечило мощь воздушных сил уже после войны».

Имя Г. Н. Абрамовича хорошо известно современным авиационным специалистам, в первую очередь - двигателистам. О работах ученого и его сотрудников в годы войны известно значительно меньше. Может быть, эта публикация заполнит один из пробелов нашей авиационной истории и восстановит в памяти потомков события 50-летней давности и имена их участников.

Серийный истребитель МиГ-13

This file was created

with BookDesigner program

bookdesigner@the-ebook.org

15.04.2010

Оглавление