Истребители являлись существенной составной частью военно-воздушных сил. К сентябрю 1939 г. истребительная авиация составляла 35,1 % самолетов Люфтваффе, в ВВС Англии доля истребителей равнялась 48%, в ВВС Франции – 41%, в ВВС Италии – 25%. в ВВС Японии – 34%, в ВВС США – 34%, в советской авиации – 38.6% [1, с. 178].

Различный "удельный вес" истребителей в отдельных странах объясняется особенностями военных доктрин этих стран. Так, родина доктрины Дуэ Италия делала ставку на развитие бомбардировщиков; Германия, разработавшая концепцию "молниеносной войны" ("Блицкриг"), считала, что авиация в первую очередь должна применяться для внезапного массированного удара по наземным целям и использоваться как своего рода "летающая артиллерия", а истребители должны вступать ь дело уже позднее, для окончательного завоевания господства в воздухе. Этих ж. взглядов придерживалось военное руководство Японии. В США налагали, что океанские просторы, отделяющие их континент от театра военных действий, являются, надежной защитой от вражеских бомбардировщиков, и поэтому не уделяли разработке истребителей такого внимания как в Европе. Наиболее активно развивали истребительную авиацию СССР, Англия и Франция – страны, находившиеся (¦ непосредственной близости от агрессивно настроенной Германии и понимавшие необходимость защиты своего воздушного пространства. Следует, правда, отметить что в Советском Союзе долгое время делалась ставка на нанесение мощного ответного удара по тылам противника (в 1937 г. на 8139 находившихся на вооружении самолетов приходилось всего 2225 истребителей [2, с. 183]), поэтому к моменту вторжение Германии в Польшу относительная доля истребителей в нашей стране была несколько меньше, чем в Англии и Франции.

В дальнейшем доля истребителей в общем выпуске военных самолетов неуклонно возрастала (исключение из этой закономерности представляет СССР, где с 1941 г делался акцент на выпуск самолетов-штурмовиков: в 1942-1943 гг. их построили почти столько же, сколько истребителей).

Характерно, что чем ближе к поражению находилась страна, тем больше было относительное число выпускаемых ею истребителей (табл. 4.1).

Таблица 4.1. Доля истребителей в обшем выпуске самолетов (в процентах) [3;4:5]

Основные типы истребителей, имевшиеся на вооружении в 1939 г, а также годы их выпуска и число построенных экземпляров показаны в таблице 4.2. Технические особенности этих машин рассматривались в предыдущей главе. Все представленные истребители можно разделить на две группы: 1) морально устаревшие или неудачные самолеты, которые были сняты с производства в самом начале 40-х годов: 2) самолеты, имевшие потенциал для развития и выпускавшиеся в больших количествах в течение всей или почти всей войны.

К первой группе относятся все японские и советские истребители, английский Глостер "Гладиатор", первые американские истребители со свободнонесущим крылом Северский Р-35 и Кертисс Р-36, итальянские самолеты фирмы "Фиат". Многие их этих машин имели устаревшую схему биплан ("Гладиатор", Фиат CR.42. И-15бис. И-153), а у самолетов с монопланным крылом из-за недостаточно мощных двигателей и посредственной для конца 30-х годов аэродинамики максимальная скорость не превышала 500 км/ч.

К числу самолетов-''долгожителей" относятся немецкие Мессершмитт Bf. 109 и Bf. 110 (последний, однако, из-за своей ограниченной скорости и маневренности с 1940 г. чаще применялся как ночной истребитель, разведчик и самолет поддержки наземных войск), английские Хокср "Харрикейн" и Супермарин "Спитфайр" и американский Ксртисс Р-40. Все эти истребители принимали участие в боевых действиях с первого дня войны (Р-40 – в ВВС Франции), а их общий выпуск составил почти 90 тысяч.

Таблица 4.2. Основные типы истребителей, находившихся на вооружении к началу второй мировой войны

Примечание: в скобках – годы выпуска/общее количество построенных самолетов

СССР. Италия, Япония и США. воспользовавшиеся непродолжительным временем с сентября 1939 г. до вступления этих стран в войну() , сумели наладить выпуск более отвечающих современным требованиям истребителей, большинство из которых также можно отнести к разряду "долгожителей". В Советском Союзе это были Як-l, ЛаГГ-3 и МиГ-3, в Италии – Макки МС-200, в Японии – Мицубиси А6М, более известный в Европе и США как "Зеро", Накадзима Ki-43 и двухмоторный Кавасаки Ki-45, в США – Р-38 "Лайтнинг" и Р-39 "Эркобра".

Для СССР необходимость создания новых типов истребителей выявилась в последние годы войны в Испании, после появления там немецкого Мессершмитт Bf.109E с двигателем DB-601 мощностью 1100 л.с., обладающего явным превосходством над И-16 по скорости на всех высотах. В техническом превосходстве немецких самолетов убеждали также командировки советских авиационных специалистов в Германию осенью 1939 г. "Германское самолетостроение шагнуло весьма далеко и вышло на первое место мировой авиационной промышленности", – таково было мнение известного советского конструктора истребителей Н. Н. Поликарпова [6].

В разработке нового истребителя приняло участие 12 конструкторских коллективов. Для серийного производства выбрали три машины: Як-1 (первоначальное обозначение – И-26) А. С. Яковлева, ЛаГГ-3 (И-301) конструкторов С. А. Лавочкина, В. П. Горбунова и М. И. Гудкова и МиГ-3 (И-200) А. И. Микояна и М. И. Гуревича. Все эти самолеты представляли собой одноместные низкопланы с двигателями водяного охлаждения; они имени практически одинаковые размеры и площадь крыл.: (табл.4.3).

26* Напомню, что Италия начала боевые действия на стороне Германии 10 июля 1940 г.. война Германии с СССР началась 22 июня 1941 г., Япония напала на США 7 декабря 1941 г.

Таблица 4.3. Характеристики крупносерийных истребителей СССР, Италии, Я по нии и США, принятых на вооружение в период с 1 сентября 1939 г. до времени вступления указанных стран в мировую войну

Примечания: Максимальная скорость дана на высоте, приведенной в скобках

Вместе с тем, каждый самолет обладал характерными особенностями. Як-1 (рис. 4.1) был самым легким и имел смешанную конструкцию. Фюзеляж был выполнен из сварных хромансилевых труб, с дюралюминиевой, а за кабиной – с полотняной обшивкой. Крыло имело деревянные коробчатые лонжероны и фанерную обшивку. Для экономии веса его выполнили неразъемным, т.е. консоли нельзя было отстыковать от центроплана.

Особенностью ЛаГГ-3 с таким же двигателем М-105П являлась его цельнодеревянная конструкция, наиболее нагруженные элементы изготавливались из дельта- древесины. Это было сделано для того, чтобы избежать проблем с дефицитным в нашей стране дюралюминием, особенно при необходимости массового выпуска самолетов. Самолет получился перетяжеленным, примерно на 200 кг тяжелее, чем Як-1. Возросшая нагрузка на мощность негативно сказалась на скороподъемности и маневренности истребителя. Кроме этого, самолет оказался тяжелым в управлении, был склонен к штопору и поэтому не пользовался любовью летчиков.

Нис.4.1. Истребитель Як-1

Наибольшие надежды связывали с истребителем МиГ-3 (рис. 4.2). Как и Як-1, он имел смешанную конструкцию, однако вместо полотна повсюду применили фанерную обшивку. При испытаниях в августе 1940г. опытный экземпляр самолета достиг скорости 651 км/чна высоте 7000м [7,с. 10] – значительно больше, чем истребители других стран. По максимальной высоте полета – 12000 м – он также не имел себе равных среди серийных машин. Такие характеристики были достигнуты благодаря установке на самолете мощного высотного двигателя АМ-35А с односкоростным центробежным нагнетателем, обеспечивающим на номинальном режиме давление наддува 1040 мм – больше, чем на других серийных моторах того времени. В результате на высоте 6000 м АМ-35А на 40% превосходил по мощности мотор М-105 |8. с. 25 |. Правда, и весил такой двигатель больше – 800 кг (вес М-105 равнялся 600 кг) [9, с. 226].

Как отмечалось в предыдущей главе, предположение, что будущая война в воздухе будет происходить на больших высотах, имело немало приверженцев. К этому, казалось бы, вела и логика развития военной авиации, сформулированная в лозунге Выше! Быстрее! Дальше!". Поэтому МиГ-3 расценивался как весьма перспективная машина. Не случайно, что до 22 июня 1941 г. этих самолетов было выпущено значительно больше, чем других советских истребителей "нового поколения".

Однако, как показала жизнь, подавляющее большинство воздушных боев между советскими и немецкими истребителями происходило на высотах до 4500 м. Это объясняется тем, что в условиях активных боевых действий на земле самолеты применялись, в основном, для непосредственной поддержки войск, т.е. для прикрытия пехоты, боевой техники, транспортных коммуникаций – объектов, которые противник атаковал с малых высот. В этих обстоятельствах тяжелый МиГ-3 заметно уступал по характеристикам другим истребителям из-за бесполезных у земли потерь мощности на привод нагнетателя своего высотного двигателя(). Другим недостатке самолета являлось отсутствие пушечного вооружения, снижавшее эффективное г его боевого применения. Оставляли желать лучшего и пилотажные качества самолс та, требовавшие от летчика высокой квалификации. В 1942 г. выпуск МиГ-3 прекратили.

Рис.4.2 Истребитель МиГ-3

Таким образом, лучшим из "тройки" новых советских истребителей оказался самолет Яковлева. И это не случайно. В отличие от создателей МиГ-3 и ЛаГГ-3 А. С. Яковлев имел опыт проектирования спортивных монопланов и мог опереться на него при разработке истребителя. Благодаря этому ему удалось добиться удачного сочетания скоростных качеств истребителя с маневренностью и легкостью в управлении, характерных для спортивного самолета. Следует отметить высокую культур;, весового проектирования Як-1 – самого легкого из советских истребителей нового поколения.

В Италии в конце 1939 г. на вооружение поступил Макки МС-200 (рис. 4.3) – первый итальянский истребитель, развивающий скорость более 500 км/ч. Его конструктором был создатель известных гоночных гидросамолетов М. Кастольди. Недостатками МС-200 являлись сравнительно маломощный двигатель воздушного охлаждения, открытая кабина, вызывающая дополнительное сопротивление в полете, и отсутствие пушечного вооружения. Однако отличная маневренность, обусловленная малой нагрузкой на крыло, в значительной степени компенсировала эти недостатки. В результате в начальной стадии войны МС-200 успешно соперничал с более скоростным, но менее вертким "Харрикейном".

27* Установка в воздухозаборнике двигателя оригинальных поворотных направляющих лопаток, позволивших повысить КПД нагнетателя на высотах, меньше расчетной, не спасало положения – потеря- мощности все равно оставалась слишком большой.

Рис. 4.3. Истребитель МС-200

Япония, так же как СССР, в 1940- 1941 гг. сумела обеспечить себя новыми типами истребителей взамен устаревших Мицубиси А5М и Накадзима Ki-27 – монопланов с неубираюшимся шасси и максимальной скоростью полета около 450 км/ч. На смену им пришли палубный истребитель Мицубиси А6М и самолет Накадзима Ki-43 для армейской истребительной авиации.

Как и А5М, А6М был создан под руководством конструктора Йиро Хорикоши. В соответствии с требованиями ВМС от 1937 г., он должен был иметь скорость не менее 500 км/ч, очень мощное для того времени вооружение – 2 пушки и 2 пулемета, и при этом не уступать по маневренности своему предшественнику – А5М [5. с. 224]. Конструкторам фирмы Мицубиси удалось не только удовлетворить, но да же превзойти эти требования. Хорошая аэродинамика обеспечила самолету при сравнительно маломощном двигателе максимальную скорость более 500 км/ч. Он отличался большой дальностью, необходимой для сопровождения палубных бомбардировщиков и торпедоносцев, а легкость конструкции и сравнительно большая площадь к рыла дал и A6М превосходные маневренные характеристики. На внешней подвеске машина могла нести бомбы весом до 120 кг или подвесной топливный бак. Следует, правда, отмстить, что самолет имел не протектированные баки и отсутствовала бронезащита пилота, но в начале 40-х годов японские авиаконструкторы еще не считали это недопустимым недостатком.

Первый полет Мицубиси А6М (рис. 4.4) состоялся 1 апреля 1939 г. Летом того же ода самолет стал поступать на вооружение. Первые 15 серийных самолетов превосходно зарекомендовали себя в небе Китая, а к моменту нападения Японии на Пирл Харбор японский флот располагал уже 400 А5М2 – модификацией с более мощным двигателем и складывающимися законцовками крыла.

Рис.4.4. Истребитель Мицубиси А6.М1

Армейский Накадзима Ki-43 внешне весьма напоминал своего палубного собрата Он также был снабжен двухрядным 14-цилиндровым звездообразным двигателем фирмы "Накадзима", имел низкорасположенное крыло, каплевидный фонарь кабины летчика, убирющееся в крыло шасси. По сравнению с А6М Ki-43 был меньше, легче, дешевле в производстве. Но по летным свойствам самолет оказался менее удачным. Рекордно низкая нагрузка на крыло (вдвое меньше, чем у английских, немецких и советских истребителей) делала Ki-43 очень маневренным, но ухудшала скоростные качества машины, максимальная скорость которой оказалась всего 495 км/ч. Вместо пушек были установлены пулеметы, что заметно снижало боевую мощь самолета. Сверхлегкая конструкция плохо "держала удар" в бою – известны случаи, когда всего несколько попаданий из крупнокалиберного пулемета приводили к разрушению самолета в воздухе [10, с. 163]. Тем не менее, этот технологичный и недорогой маневренный самолет выпускался в течение всей войны и. благодаря своей исключительной маневренности, иногда выходил победителем в схватке с более скоростными английскими и американскими истребителями.

Специально для охраны тяжелых бомбардировщиков в 1941 г. начал поступать на вооружение двухместный двухмоторный истребитель Кавасаки Ki-45 с дальностью полета более 2000 км. По схеме и характеристикам это был самолет типа немецкого Мессершмитт Bf. 110. Похожа и судьба этих машин: обладающие достаточно высокой скоростью, но тяжелые и маломаневренные, они не смогли конкурировать в бою с одноместными истребителями и после непродолжительного периода применения по прямому назначению, сопровождавшегося их тяжелыми потерями, были переведены в разряд ночных истребителей-перехватчиков, штурмовиков или разведчиков.

Американские истребители Р-38 и Р-39, выпуск которых начался в 1940 г., отличались необычностью конструкторских решений. Первый из них был создан в ответ на тактико-технические требования военного ведомства США от 1937 г. на новый высотный истребитель-перехватчик, он же – истребитель сопровождения. Согласно этим требованиям самолет должен был развивать скорость не менее 580 км/ч на высоте 6100 м и 467 км/ч у земли, высоту 6 км достигать не более, чем за 6 минут и, к тому же, иметь большую дальность полета [5, с. 230].

Большинство авиастроительных фирм посчитали такие условия невыполнимыми, но конструкторы фирмы Локхид X. Хаббард и К. Джонсон решили пойти на риск и попытаться исполнить заказ. Чтобы достичь требуемых скоростных и высотных характеристик, они остановили выбор на двухдвигательном варианте, а двигатели решили снабдить недавно вышедшими из стадии экспериментов турбокомпрессорами. Кроме двигателей с турбонаддувом самолет имел множество других характерных технических особенностей. Это и общая его схема – двухбалочный моноплан с короткой гондолой-фюзеляжем, и впервые примененное на истребителе убираемое шасси с носовой стойкой, и каплевидный фонарь кабины пилота (рис. 4.5).

Очень большое значение удалялось уменьшению аэродинамического сопротивления. Так, листы обшивки соединялись встык, а не внахлест, как на других американских истребителях, повсеместно применялись заклепки с потайными головками, радиаторы двигателей были расположены по бокам хвостовых балок, а радиатор для охлаждения поступающего от турбокомпрессоров воздуха поместили внутрь крыла. Так как самолет отличался очень высокой нагрузкой на крыло – 235 кг/м² , на крыле установили выдвижные закрылки Фаулера.

Первый полет машины, получившей название "Лайтнинг" ("Молния"), состоялся 27 января 1939 г. Вскоре на нем был осуществлен перелет через США от Тихого до Атлантического океана за рекордно короткое время – 7 часов 2 минуты, всего с двумя посадками для дозаправки. Максимальная скорость машины при испытаниях составила 655 км/ч (т.е. на 85 км/ч больше заданной), потолок – 12000 м. Необычно мощным было вооружение самолета: в свободной от двигателя носовой части фюзеляжа располагались 37-мм пушка и 4 крупнокалиберных пулемета.

Рис.4.5. Истребитель Локхид Р-38 "Лайтнинг"

Рис.4.6 Силовая установка самолет P-39

Несмотря на высокую стоимость Р-38 – 120400 долларов (в три раза больше, чем стоимость "Харрикейна") [1, с. 496], характеристики истребителя произвели такое впечатление на военных, что уже в апреле 1939 г. последовал заказ на серию эти» машин. Первая партия – 36 самолетов P-38D, была изготовлена в 1940 г., а с 1941 г начался выпуск Р-38Е с менее крупнокалиберной, но зато более скорострельно. 20-мм пушкой. В отличие от опытного образца, эти самолеты имели протектированные топливные баки.

Интересно, что Р-38 стал первым американским истребителем, уничтожившим немецкий самолет поете вступления США во вторую мировую войну. Это случилось 7 декабря 1941 г., когда пилот Р-38Е сбил четырехмоторный FW-200 над Атлантикой, вблизи побережья Исландии [10, с. 227].

Почти одновременно с Р-38 на испытания вышел другой американский истребитель – Белл Р-39 "Эркобра". Так же как самолет фирмы Локхид. он создавался как высокоскоростной истребитель-перехватчик с двигателем водяного охлаждения Аллисон V-1710 с турбокомпрессором. Однако "техническая изюминка" Р-39 заключалась в другом: конструкторы, под руководством Р. Вуда, решили расположить двигатель за кабиной пилота, вблизи центра тяжести самолета. Установленный в носу пропеллер приводился в движение с помощью вала длиной 2,5 м, соединяющего двигатель с редуктором воздушного винта (рис. 4.6). В освободившееся в носовой части пространство убиралась передняя стойка шасси; там же располагались стреляющая через ось пропеллера 37-мм пушка и два синхронных 12,7-мм пулемета.

Основными преимуществами указанной компоновки были меньший продольный момент инерции самолета (наиболее массивный агрегат – двигатель – находился е центре фюзеляжа) и, следовательно, лучшая маневренность истребителя, удобство размещения оружия, обтекаемая форма суживающейся вперед носовой части фюзеляжа и хороший обзор из кабины. При испытаниях весной 1939 г. Р-39 показа." скорость 627 км/ч и отличную скороподъемность. Однако последующая доработка, заключавшаяся в введении бронезащиты, протектировании топливных баков, установке двух дополнительных пулеметов и усилении задней части фюзеляжа и узлов крепления двигателя (для уменьшения опасности, что при ударе двигатель сорвется со своего места и раздавит пилота), привела к перетяжелению самолета примерно на 800 кг. Летные характеристики еще больше ухудшились после того, как в 1941 г. на модели P-39D вместо турбонагнетателя установили обычный одно- скоростной нагнетатель с механическим приводом().

В результате самолет перестал удовлетворять требованиям к высотному истребителю-перехватчику. Основной потенциальный заказчик Р-39, ВВС Англии, отказался от самолета, и большую часть построенных машин направили в СССР в качестве помощи по "ленд- лизу" (рис. 4.7). При сравнительно небольших высотах, на которых происходили воздушные бои на Восточном фронте, в нашей стране они сослужили неплохую службу. Позднее в СССР поступал истребитель Белл Р-63 "Кингкобра", являвшийся модификацией Р-39. Он имел более высотный двигатель с двухступенчатым нагнетателем, улучшенный профиль крыла, увеличенные размеры крыла и вертикального оперения [8, с. 247-252].

***

Как известно, в условиях войны самолет быстро устаревает, требуется все более совершенная техника. Характерной чертой развития авиации в годы второй мировой войны было то, что совершенствование истребителей шло, в основном, по пути модификации созданных в конце 30-х – начале 40-х годов образцов, тогда как в период 1914-1918 гг. ежегодно появлялись новые конструкции, отличавшиеся по схеме, материалам, типу двигателя. Этому можно дать несколько объяснений. Во-первых, к концу 30-х годов сложилась оптимальная схема винтомоторного самолета – свободнонесущий моноплан с работающей обшивкой и тянущим пропеллером. Во-вторых, производство самолетов велось теперь конвеерным методом, и коренное изменение конструкции вызвало бы временную остановку производственного процесса, что в условиях напряженных боевых действий и необходимости постоянно восполнять боевые потери являлось недопустимым. В годы первой мировой войны самолеты были значительно проще по конструкции, их производство нередко велось полукустарными методами, и смена модели мало отражалась на общих темпах выпуска боевой авиатехники.

28* Это было сделано потому, что P-39D предназначался, в основном, на экспорт, а Госдепартамент США запрещал тогда вывозить из страны самолеты, снабженные двигателями с турбонаддувом.

Рис.4.7. "Эркобра" в СССР

Рассмотрим процесс модификации самолетов на примере четырех самых массовых истребителей периода второй мировой войны: "Спитфайр", Bf. 109, "Як" и "Ла" ("ЛаГГ"). Каждая из этих машин была построена в количестве более 20 тысяч экземпляров.

Таблица 4.4. Модификации истребителей "Спитфайр", Bf.109, "Як" и "ЛаГГ"("Ла")

"Спитфайр"Мк.I ……….1938 ……"Мерлин-2"…… 1000/1050….. 2640 …..117……. 2.64/2,51….. 8x77

"Спитфайр"Мк.V……….1941……."Мерлин-45"…. 1115/1150….. 2920….. 130……. 2,62/2.54….. 2x20 4x7."

Введено бронирование летчика и агрегатов. Усилены лонжероны крыла. Полотняная обшивка элеронов заменена металлической.

"Спитфайр"Мк.IХ……..1942 ……"Мерлин-66"…. 1410/2170…… 3290….. 146……. 2.41/1,56…. 2x20 4x7 .7

Установлен радиатор охлаждения топливной смеси. Применен 4-лопастный винт. Носовая часть фюзеляжа удлинена на 0,6 м. Увеличен размер руля направления, рули высоты – с металлической обшивкой. Для лучшего обзора увеличена выпуклость фонаря кабины

"Спитфайр"Мк.ХIV……1943……"Гриффон-66"…1540/2450….. 3810….. 169……. 2,47/1,56…. 2x20 4x7.7

Установлен 5-лопастной винт. Увеличена площадь радиаторов. Хвостовое колесо сделано убирающимся. Усилено шасси. Увеличена площадь киля.

"Спитфайр" Мк.21……..1945……."Гриффон-61". 1740/2450….. 4224….. 186……. 2.54/1,72…. 4x20

Усилена конструкция планера. Новое крыло с цельноштампованными лонжеронами. Введены щитки ниш уборки шасси. Изменена форма законцовок крыла. Увеличены размеры элеронов.

Bf.109Е-3…………………… 1939……. DB-601A……….. 1000/1175…… 2610….. 159……. 2,61/2,22…. 2x20 2x7.9

Bf.109F-1…………………… 1941……. DB-601N……….. 1100/1270…… 2750….. 170……. 2,50/2,17…. 1x15 2x13

Улучшена форма капота двигателя. Увеличен размер кока винта. Радиаторы сильнее "утоплены" в крыло. Скруглены законцовки крыла. Ликвидирован подкос горизонтального оперения. Хвостовое колесо сделано полуубираюшимся.

Bf.109G-2…………………… 1942……. DB-605A………. 1380/1800…… 3100…… 191…… 2,25/1,72…. 1x20 2x13

Для большей высотности применена система впрыска закиси азота в двигатель. Усилена конструкция планера и шасси.

Bf.109G-10…………………. 1944……. DB-605D……….. 1380/2000….. 3680…… 229…… 2,67/1,84…. 1x30 2x13

Для кратковременного форсирования мощности применена система впрыска в двигатель водо-метаноловой смеси. Улучшены обводы маслорадиатора. Усилено бронирование.

Bf.109К-4…………………… 1944……. DB-605DCM…. 1435/2000…… 3380…… 210…… 2,36/1.69…. 1x30 2x13

Упрощена конструкция фонаря кабины. Введена дополнительная бронезащита пилота. В конструкции оперения и задней части фюзеляжа металл заменен на дерево. Установлены щитки, закрывающие ниши уборки шасси. Хвостовое колесо – полностью убирающееся.

Як-1………………………….. 1940……. М-105П…………. 1050…………… 2950…… 171……. 2,79………… 1x20 2x7.6

Як-7Б………………………… 1942……. М-105ПФ……… 1180/1260…… 3010…… 175……. 2,55/2,39…. 1x20 2x12,7

Измененена конструкция моторамы. Центровка самолета смещена вперед. Хвостовое колесо сделано убирающимся. Усовершенствована форма всасывающих патрубков, улучшена внешняя отделка планера. Введены щитки, закрывающие ниши уборки шасси.

Як-9………………………….. 1942……. М-105ПФ……… 1180/1260…… 2870…… 167……. 2,43/2,28…. 1x20 1x12,7

Деревянные лонжероны крыла заменены металлическими. Для улучшения обзора понижен гаргрот за кабиной.

Як-3………………………….. 1944……. М-105ПФ2……. 1240/1290…… 2700…… 182……. 2,18/2,09…. 1x20 2x12.7

Площадь крыла уменьшена на 2,3 кв.м, На 2 % уменьшена относительная толщина профиля. Применен новый, более "утопленный" в фюзеляж водорадиатор. Маслорадиаторы из-под двигателя перемешены в центроплан крыла. Полотняная обшивка фюзеляжа заменена фанерной. Улучшены формы зализов крыла, кока винта, козырька фонаря кабины. Улучшена герметизация фюзеляжа.

Як-9У……………………….. 1944……. ВК-107А……….. 1500/1650…… 3200….. 187…….. 2,14/1,94…. 1x20 2x12 .7

Установлены новые водо- и маслорадиаторы увеличенной площади. Крыло сдвинуто на 0,1 м вперед. Толщина обшивки фюзеляжа увеличена с 2 до 3 мм. Улучшена оттделка внешней поверхности.

Лагг-3………………………. 1940……. М-105П…………. 1050……………. 3150….. 180……. 3,0…………….1x20 1x12 ,7

Ла-5…………………………. 1942……. М-82……………… 1330/1700……. 3210….. 182……. 2,41/1,89….. 2x20

В связи с заменой двигателя изменена форма передней части фюзеляжа. Хвостовое колесо сделано убирающимся. В конструкции дельта-древесина постепенно заменена недефицитной сосной.

Ла-5Ф………………………. 1943……. М-82Ф………….. 1540/1700…….. 3326…. 192……. 2,20/1,96….. 2x20

Улучшен обзор из кабины. кроме переднего бронировано также заднее стекло фонаря кабины.

Ла-5ФН……………………. 1943……. М-82ФН……….. 1630/1850…….. 3290…. 188……. 2.02/1,78….. 2x20

Применен непосредственнный впрыск топлива в цилиндры. Облегчено шасси. Улучшена теплоизоляция кабины. Снижены усилия на ручке управления.

Ла-7…………………………. 1944……. АШ-82ФН…….. 1630/1850…….. 3315…. 189……. 2,03/1,79….. 3x20

Деревянные лонжероны заменены металлическими. Воздухозаборник перенесен с капота в центроплан крыла, масло радиатор – под фюзеляж за центропланом. Улучшена герметизация.

Как следует из таблицы 4.4., совершенствование самолетов-истребителей заключалось, главным образом, в:

– повышении мощности силовой установки;

– улучшении аэродинамики самолета;

– усилении конструкции планера и его боевой живучести;

– установке более мощного вооружения.

Мощность двигателя может быть повышена за счет увеличения объема цилиндров, числа оборотов, а также большего расхода рабочей смеси вследствие искусственного наддува во входном коллекторе. Последний метод был наиболее предпочтителен (увеличение размеров цилиндров вело к росту габаритов и веса силовой установки, а число оборотов ограничивалось прочностными пределами материала конструкции › и поэтому применялся чаше других. Именно таким образом осуществлялось повышение мощности двигателей Роллс-Ройс "Мерлин" для "Спитфайров". Благодаря росту эффективного давления с 11.4 кг/см" на модели "Мерлин" II до 19,4 кг/см" на "Мерлин" 66 при неизменных размерах и числе оборотов номинальная мощность силовой установки возросла более, чем на треть. Во избежание тепловых перегрузок мотора и для повышения КПД силовой установки на самолете "Спитфайр Mk.lX применили двухступенчатый нагнетатель с устройством для охлаждения топливной смеси перед поступлением ее в двигатель (рис. 4.8), а на снабжение ВВС начало поступать авиационное горючее с октановыми числами 100 и более.

Когда возможности двигателя полностью исчерпывались, на самолете приходилось устанавливать новый двигатель, с большим рабочим объемом. В 1943 г. на смену 27-литровому "Мерлину" пришел 36-литровый Ролл-Ройс "Гриффон". Он применялся на последних модификациях "Спитфайра", начиная с Mk.XIV.

Рис.4.8 Схема наддува двигателя Мерлин 61 А – центробежный нагнетатель, В – всасывающий патрубок. С – радиатор охлаждения смеси. D – входной коллектор, Е – насос, F – основной радиатор

Рис.4.9. Режимы работы двигателя "Мерлин" 65 [40, с. 48]. I – номинальный, 2- боевой, 3 – чрезвычайный.

Во время воздушного боя пилоту часто бывало необходимо на короткое время резко увеличить мощность двигателя, чтобы догнать противника или, наоборот, уйти от преследования. Поэтому наряду с обычным номинальным режимом конструкторы моторов ввели форсированные режимы, предусматривающие перегрузку двигателя по оборотам и (или) наддуву. Обычно таких режимов было два – боевой (разрешенная продолжительность без опасности повреждения двигателя – 15 минут) и чрезвычайный (не более 5 минут). Мощность при этом возрастала на 30-50% (рис. 4.9).

Развитие двигателей для истребителей семейства "Як" происходило, так же как у "Мерлинов", в основном за счет усиления наддува. Правда, из-за отсутствия в стране высокооктановых сортов топлива (только к концу войны удалось наладить выпуск бензина с ОЧ=100) они не имели форсированных режимов. Более того, у последней модели – ВК-107А, из-за очень напряженного теплового режима работы даже на "номинале" ресурс не превышал 25 часов [8, с. 170].

Особенностью немецких двигателей фирмы Даймлер-Бенц и советского М-82ФН была система непосредственного впрыска топлива в цилиндры. По сравнению с обычным карбюраторным двигателем это позволяло повысить "приемистость" самолета, уменьшить пожароопасность, улучшить экономичность двигателя благодаря более равномерному распределению топлива по всем цилиндрам. Кроме того, отсутствовала опасность прекращения посту пления бензина в двигатель при отрицательных перегрузках, например в "перевернутом" полете.

Другой отличительной чертой "Мессершмитта" с двигателем DB-605 являлась система привода нагнетателя через турбомуфту, плавно регулирующую передаточное число от мотора к крыльчатке нагнетателя. Это позволяло более точно изменять параметры наддува в зависимости от высоты полета и избежать "провала" мощности, происходящего при переключении с одной скорости на другую на обычном двухскоростном нагнетателе.

Вместе с тем, немцы, как и советские конструкторы, не имели в своем распоряжении топлив с таким высоким октановым числом как в Англии или США; основной немецкий "истребительный" двигатель DB-605 выпускался в двух вариантах: для горючего с ОЧ=87 и с ОЧ=96. Поэтому возможности повышения мощности за счет увеличения давления нагнетания были ограничены. Для улучшения высотно-скоростных характеристик самолета немецкие конструкторы применили весьма оригинальный метод – впрыск в нагнетатель закиси азота, являвшейся мощным окислителем и позволявшей компенсировать нехватку кислорода на большой высоте (система GM-1). Резервуары с закисью азота находились в баллонах за кабиной летчика, система подачи окислителя – вытеснительная, с помощью сжатого воздуха.

Чтобы форсировать мощность на небольших высотах, была разработана система впрыска водо-метаноловой смеси (MW-50). Так как давление в двигателе при этом сильно возрастало, форсаж мог быть включен на время не более 10 минут. Перед повторным включением требовался, как минимум, 5-минутный перерыв. Надо также отметить, что при использовании форсажа резко сокращался ресурс работы двигателя. Так, свечи зажигания в этом случае приходилось заменять через каждые 15-20 часов.

Указанные способы повышении мощности давали значительный эффект. Благодаря подаче закиси азота DB-605 сохранял мощность 1250 л.с. на высоте 8500 м. а форсирование мотора путем впрыска водо-метаноловой смеси увеличивало мощность у земли с 1475 до 1800 л.с. Однако и весовые издержки были немалыми: только одна система GМ-1 весила 180 кг [12]. По этой причине аппаратура GМ-1 и MW-50 применялась всегда по отдельности, в зависимости от того, предполагаются ли бои на большой высоте или вблизи земли.

Вовремя первой мировой войны подавляющее большинство европейских истребителей имело звездообразный двигатель воздушного охлаждения. В рассматриваемый же период, наоборот, в Англии, Германии и СССР конструкторы истребителей отдавали предпочтение двигателям водяного охлаждения. Они имели меньшие поперечные размеры, чем "звезда", а в развале блока цилиндров можно было установить пушку, стреляющую через ось пропеллера.

Замена двигателя водяною охлаждения на звездообразный с воздушным охлаждением на истребителях Лавочкина в 1942 г. (ЛаГГ-3 – Ла-5) была вынужденной мерой. Как уже отмечалось, цельнодеревянный "ЛаГГ' оказался слишком тяжелым для стандартного советского "истребительного" мотора М-105. Более мощных серийных двигателей водяного охлаждения в СССР в то время не имелось, поэтому С.А.Лавочкин решился на установку 14-цилиндровой "двойной звезды" М-82, имевшей номинальную мощность 1330 л.с. на высоте 2000 м и взлетную мощность 1700 л.с. Сложность такой модификации усугублялась тем, что по размерам новый двигатель выходил за габариты фюзеляжа, а переделка всего самолета под двигатель означала бы длительную задержку в выпуске, что в то напряженное время являлось недопустимым. Выход был найден в установке второй (несиловой) обшивки по бортам фюзеляжа, сглаживающей разницу в размерах двигателя и планера самолета.

Эксперимент оказался удачным. Благодаря приросту мощности максимальная скорость самолета Ла-5 (рис. 4.10) возросла примерно на 50 км/ч, значительно улучшились характеристики приемистости, скороподъемности и вертикальной маневренности. В следствии меньшей уязвимости двигателя воздушного охлаждения (отсутствует радиатор» его живучесть была выше, чем у двигателя водяного охлаждения, что благоприятно сказалось на живучести самолета в целом. Из "лакированного гроба", как называли летчики "ЛаРГ". самолет превратился в один из лучших истребителей второй мировой войны.

Рис.4 10. Истребитель Ла-5

В целом, в результате модификации силовых установок истребителей их максимальная мощность за годы войны возросла в среднем почти в два раза. Это было достигнуто повышением их литровой мощности и. в меньшей степени, увеличением рабочего объема (табл. 4.5). Наиболее форсированными по оборотам и наддуву были двигатели фирмы "Роллс-Ройс". Это неудивительно, т.к. за основу силовой установки "Спитфайров" были взяты двигатели "Роллс-Ройс" для гоночных "Супсрмаринов"

Таблица 4.5. Развитие некоторых параметров двигателей истребителей "Спитфайр", "Мессершмитт", "Як" и "Ла" 18; 11:401

Другим важным направлением в улучшении скоростных качеств истребителей являлось усовершенствование их аэродинамики.

Этот путь, в принципе, был более рациональным, т.к. повышение мощности вызывало увеличение веса, расхода топлива, усиление нежелательного реактивного момента и др. Улучшение же форм самолета давало "чистый плюс".

Сложность заключалась в том, что к началу второй мировой войны внешние формы летательных аппаратов, рассчитанных на скорости 500-600 км/ч, были близки к совершенству. Оставалось идти по пути мелких аэродинамических усовершенствований, заключавшихся в устранении или улучшении формы небольших выступающих в поток деталей, лучшей внутренней герметизации планера и т.д.

Важнейшую роль в деле аэродинамического "облагораживания" самолетов сыграло создание натурных аэродинамических труб. В трубе Т-101 ЦАГИ в годы войны были исследованы все основные типы серийных самолетов (рис. 4.11). Более двадцати моделей военных самолетов прошли испытания в натурной аэродинамической трубе в исследовательском центре Ленгли в США. При этом использовалась следующая методика: с летательного аппарата снимались или тщательно закрывались обтекателями выступающие в поток детали (радиаторы, вооружение, антенны и др.), герметизировались все щели и после этого замерялся коэффициент лобового сопротивления "идеального" самолета. Затем поэтапно убирали обтекатели или устанавливали ранее снятые агрегаты и замеряли долю отдельных элементов в общем сопротивлении самолета. Если эта доля была значительной, изыскивались способы перекомпоновки данного агрегата для улучшения обтекаемости [13, с. 110].

Рис.4. 11. Ла 5 в аэродинамической трубе ЦАГИ

Отдельные доработки приводили, казалось бы, к незначительному эффекту, однако в сумме эти изменения дали существенное улучшение аэродинамики и заметный прирост скорости. Тщательное усовершенствование серийного самолета нередко создавало больший эффект, чем разработка новой машины.

Для подтверждения сказанного приведу два примера. Уборка в полете хвостового колеса шасси у истребителя "Спитфайр" дала прирост скорости в 8 км/ч, улучшение формы кока винта – 6 км/ч, применение щитков ниш уборки шасси – 5 км/ч, изменение формы антенны – 1 км/ч, устранение аэродинамических компенсаторов на элеронах – 10 км/ч, замена плоского лобового стекла выпуклым – 10 км/ч, изменение конструкции выхлопных насадок двигателя – 6 км/ч, улучшение отделки внешней поверхности самолета – 14 км/ч, изменение формы законцовок крыла – 1,5 км/ч, усовершенствование формы обтекателя зеркала заднего вида – 1,5 км/ч 114]. Суммарное увеличение скорости составило 63 км/ч.

Результаты изучения самолета Лa-5 в ЦАГИ в 1942 г. дали следующий эффект: за счет улучшения внутренней герметизации (капот, противопожарная перегородка и др.) скорость машины возросла на 12,1 км/ч, внешней герметизации (швы капота, створки и т.д.) – на 11,7 км/ч, закрытия ниш шасси – на 6,2 км/ч, усовершенствования формы фонаря кабины – на 2,7 км/ч, уменьшения щелей на органах управления – на 2,3 км/ч; итого удалось добиться увеличения скорости на 35 км/ч [15, с. 66]. Большой эффект был достигнут и на модификации Ла-7. Как следует из рис. 4.14 г, благодаря лучшей аэродинамике его максимальная скорость на номинальном режиме была на 25-30 км/ч больше, чем у Ла-5ФН, при одинаковой мощности двигателей. В целом же только за счет аэродинамических усовершенствований скоростные характеристики истребителей Ла-5 (Ла-7) возросли на 60-65 км/ч, что равноценно результатам, полученным на "Спитфайре". Такой прирост скорости эквивалентен увеличению мощности мотора более чем на треть, причем без увеличения веса самолета [16, с. 18].

Рис.4.12. Истребитель Мессершмитт Bf. 109F

Улучшение аэродинамики "Мессершмитта" за первые два года войны можно проследить при сравнении моделей Bf. 109Е (см. рис. 3.36) и Bf. 109F (рис. 4.12). Как видно из фотографий, на модификации "F" конструкторы значительно увеличили размеры кока винта, более обтекаемым стал капот двигателя, радиаторы глубже "утопили" в крыле, закруглили законцовки крыла, убрали подкос к горизонтальному оперению. Это, наряду с 10-процентным повышением мощности двигателя, дало прибавку в скорости примерно на 50 км/ч. В последующие годы модернизация истребителя происходила, в основном, за счет увеличения мощности силовой установки.

Очень большое внимание улучшению аэродинамического совершенства истребителей уделял коллектив Л.С.Яковлева. Как уже отмечалось, из-за отсутствия высокооктанового горючего и сверхжаропрочных материалов возможности форсирования двигателей M-105 были ограничены, и основные надежды приходилось возлагать на уменьшение аэродинамического сопротивления самолета и его взлетного веса.

Лучшим серийным истребителем Яковлева был Як-3 (рис. 4.13). А.С.Яковлев писал: "При разработке этого самолета проводилось коренное усовершенствование аэродинамики и тщательная ревизия всех деталей. Увеличение производства цветного металла в стране позволило тяжелые деревянные лонжероны крыла заменить дюралевыми. Маслорадиатор перенесли из-под фюзеляжа в крыло, а водорадиатор предельно утопили в фюзеляж, улучшили форму кабины, сделали убирющимся костыльное колесо. Площадь крыла уменьшилась с 17,15 до 14,85 м² " [18,с.81]. По оценке известного аэродинамика В.С.Пышнова, лобовое сопротивление Як-3 по сравнению с Як-1 уменьшилось на 20% [19, с. 54].

Рис.4.13. Истребитель Як-3

Рис. 4.14 Высотно-скоростные характеристики истребителей "Спитфайр" (А). "Мессершмитт" (Б), "Як" (В) и "ЛаГ Г"/"Ла" (Г) [8; 17]

Благодаря повышению мощности и высотности силовой установки и уменьшению лобового сопротивления истребителей их высотно-скоростные характеристики значительно улучшились. Как видно из рис. 4.14, скорость самолетов на малых и средних высотах возросла в среднем на 100-120 км/ч. Наибольшей скоростью на больших высотах (8-10 км) обладали "Спитфайры", что объясняется их более совершенной системой наддува с двухступенчатым нагнетателем и системой промежуточного охлаждения смеси. На Восточном фронте, в отличие от Западного имеющего четкую линию фронта, бои между самолетами происходили на сравнительно небольшой высоте (обычно до 4.500 м), поэтому на советских истребителях стояли менее высотные моторы. Немцы, вынужденные вести боевые действия как вблизи земли, так и на больших высотах – при отражении налетов англо-американских бомбардировщиков. применяли на "Мессершмиттах" систему впрыска закиси азота для улучшения высотности двигателя.

Увеличение веса силовой установки и рост аэродинамических нагрузок из-за возросших скоростей привели к необходимости усиления конструкции планера самолета. На истребителе "Спитфайр" Мк.21 даже пришлось полностью заменить крыло, т.к. прежняя конструктивно-силовая схема при малой относительной толщине профиля уже не обеспечивала требуемой жесткости, были случаи реверса элеронов. С ростом взлетной массы приходилось также усиливать шасси. Из-за большого скоростного напора применяемую ранее полотняную обшивку на рулевых поверхностях и задней части фюзеляжа заменили на жесткую – фанерную (на "Яках") или дюралевую (на "Спитфайре").

Чтобы избежать увеличения веса, на последних моделях "Спитфайра", отличающегося крылом малой толщины, дюралюминиевые лонжероны заменили на стальные. Это позволило сохранить и даже уменьшить относительный вес конструкции – с 0,33 на Mk.l до 0,29 на Мк.21 [14,с.771].

Еще большими резервами для модернизации располагали советские самолетостроители. В конструкции первых "Яков" и "ЛаГГов" широко применялось дерево и полотно. В начале войны это решение вполне себя оправдало, так как позволило после эвакуации в трудных производственных условиях наладить массовый выпуск истребителей из доступных материалов, в обстановке острого дефицита алюминиевых сплавов. Однако при схеме свободнонесущий моноплан с относительно тонким крылом деревянные силовые конструкции проигрывали в отношении веса по сравнению с металлическими. Поэтому, когда советская промышленность, благодаря созданию новых предприятий на востоке страны и помощи союзников, вновь начала массовый выпуск алюминиевых сплавов, на самолетах стали более широко использовать металл. В 1942 г. тяжелые и громоздкие сосновые коробчатые лонжероны крыла истребителя "Як" заменили на металлические – с дюралюминиевой стенкой и стальными полками. В результате этого вес конструкции крыла уменьшился на 79 кг, внутри появилось дополнительное пространство, позволившее увеличить объем крыльевых топливных баков [9, с. 194]. В 1943 г. такое же изменение претерпело крыло истребителя Лавочкина.

Обратный процесс – замена дюралюминия деревом – происходил в конце войны на "Мессершмиттах". Изнуренная бомбардировками и лишившаяся источников бокситов германская индустрия уже не могла удовлетворять требованиям авиапромышленности. Поэтому на последней модели "Мессершмитта" – Bf.109K – задняя часть фюзеляжа и оперение были выполнены из дерева. Технологию производства самолета максимально упростили с расчетом на его массовый выпуск руками малоквалифицированных рабочих, в основном женщин и подростков. Вообще ситуация с авиацией в Германии в последние месяцы войны во многом напоминает положение в этой области в СССР во второй половине 1941 – начале 1942 гг.

Иногда истребители специально приспосабливали для выполнения той или иной боевой задачи, которая ранее не ставилась. Например, когда в 1943 г. началось наступление советских войск, для их поддержки и сопровождения бомбардировщиков стало необходимым повысить дальность полета истребителей. В результате появились специальные варианты самолета Як-9 с увеличенными запасом топлива и дальностью. Так как все топливо сумели разместить во внутренних баках, модификация не вызвала роста аэродинамического сопротивления и скорость уменьшилась мало (табл. 4.6). В Англии и США для повышения дальности истребителей широко применялись подвесные сбрасываемые в полете топливные баки.

Таблица 4.6. Дальние истребители – модификации самолета Як-9

Выпускались также специальные высотные варианты истребителей, использовавшиеся в ПВО для борьбы с высоколетяшими вражескими бомбардировщиками и разведчиками. Немцы, как отмечалось, использовали для повышения высотности Мессершмиттов" впрыск закиси азота в двигатель. Расход окислителя составлял 3,3 кг/мин, емкость бака – 115 л.

Высотные варианты "Спитфайров" (они обозначились буквами HF, от "high- altitude fighter" – "высотный истребитель") отличались двигателем с более высокой степенью наддува, специальным 4-лопастным пропеллером фирмы Ротол и увеличенным на метр размахом крыла. Для обеспечения приемлемых условий для летчика набольших высотах конструкторы применили герметизированную кабину, давление в которой на высоте 12000 м соответствовало давлению на 8-километровой высоте над уровнем моря [14].

Первый высотный "Спитфайр", HF.VI, появился в английских ВВС в 1941 г. Его потолок составлял около 12000 м. Впоследствии на вооружение поступили модификации HF.VII. HF.VIII, HF.IX и др. Их максимальная высота полета уже превышала 13000 м.

В СССР во время войны также работали над специальным высотным самолетом для системы ПВО. Он был необходим для противодействия разведчику Ju-86R, регулярно появлявшемуся над Москвой. Очень большая высота полета (12-13 км) делала этот разведчик неуязвимым для обычных истребителей.

За основу высотного перехватчика был взят истребитель Як-9. Двигатель М-105П оснастили двухскоростным двухступенчатым нагнетателем конструкции Доллежаля, для уменьшения веса самолета облегчили вооружение, оставив только пушку. Данная модификация получила обозначение Як-9ПД.

Попытка перехвата, предпринятая 2 июня 1943 г., оказалась безуспешной: высота 11650 м, достигнутая Як-9ПД, не позволила "достать" немецкий разведчик [21, с.123]. После дополнительных мер по уменьшению взлетного веса самолета до 2500 кг, увеличению числа оборотов нагнетателя и установке нового винта с более широкими лопастями потолок самолета достиг 13100 м. Для лучшей работы двигателя его оборудовал и системой впрыска водо-спиртовой смеси, увеличили теплоотдачу радиатора. Недостатком самолета являлось отсутствие на нем гермокабины (в СССР надежных гермокабин для истребителей в то время еше не было). Из-за этого летчик, даже с кислородной маской, не мог долго находиться на высотах, близких к потолку машины. Человек с его физиологическими особенностями становился препятствием на пути развития летательных аппаратов.

Любое улучшение характеристик самолета бессмысленно, если его вооружение неадекватно требованиям фронта. Неэффективность пулеметов винтовочного калибра ‹7,6-7,9 мм) против самолетов с бронезашитой пилота и протектированными баками выявилась уже в начале войны. Кроме того, с ростом скорости полета во время боя противник находился под прицельным огнем все более короткое время и, следовательно, все меньше пуль достигало цели. Даже восьми 7,7-мм пулеметов "Спитфайра" оказалось недостаточно.

Поэтому развитие вооружения истребителей в годы второй мировой войны шло по пути увеличения калибра стрелковых установок. В 1939 г. на Мессершмитте Bf. 109К дополнительно к двум 7,9-мм пулеметам на фюзеляже установили две 20-мм пушки на крыльях. В 1941 г. 8 крыльевых пулеметов "Спитфайра" заменили 4 пулеметами и двумя 20-м.м пушками фирмы "Испано-Сюиза". Последнее оказалось непростой задачей, т.к. тонкое крыло не было рассчитано на силу отдачи пушек, и на решение всех проблем английским конструкторам потребовалось более полугода.

Расположение вооружения вдоль размаха крыла давало возможность вести стрельбу по траектории вне ометаемой винтом плоскости. Это позволяло обойтись без синхронизаторов, что сохраняло исходную скорострельность оружия. Вместе с тем. значительный разнос стволов от продольной оси (оси прицеливания) и неизбежные деформации крыла в полете отрицательно влияли на точность стрельбы, а увеличение веса крыла ухудшало поперечную маневренность самолета. Поэтому на "Яках" и "ЛаГГах" предпочитали центральное расположение оружия: пушку устанавливали в развале блока цилиндров (рис. 4.15), а пулеметы, снабженные синхронизаторами для стрельбы через винт, – над двигателем. Такую же схему стали использовать немецкие конструкторы, начиная с модели Мессершмитт Bf. 109F.

Конструкция звездообразного мотора не позволяла установить пушку, стреляющую через вал пропеллера. Поэтому на истребителях "Ла" стрелковое вооружение располагали над двигателем, перед кабиной летчика.

Анализ опыта воздушных боев "Мессершмиттов" против тяжелых бомбардировщиков показывал, что для поражения четырехмоторного самолета типа В-17 или В-24 необходимо, в среднем, 20 попаданий из 20-мм пушки. Так как только 2% выпущенных с истребителя снарядов достигает цели, то легко подсчитать, что для того, чтобы сбить тяжелый бомбардировщик, надо сделать 1000 выстрелов [20, с.62,64]. Обычно боезапас пушки составлял 150-200 снарядов, поэтому даже при израсходовании всего боекомплекта во время атаки вероятность успеха была очень невелика.

Рис.4.15. Расположение пушки в развале блоков двигателя

Высокая боевая живучесть бомбардировщиков предопределила появление на немецких истребителях в конце войны 30-мм авиационных пушек. Первая такая пушка, Рейнметалл Борзиг МК.108, стала применяться на самолетах с 1944 г. Вес ее снаряда (310 г) втрое превышал вес снаряда 20-мм пушки, и для уничтожения четырехмоторного самолета обычно было достаточно всего 3-4 попаданий [20, с.65]. Орудие отличалось сравнительно высокой скорострельностью – 660 выстрелов в минуту, но начальная скорость снаряда была менее 500 м/с. Поэтому точная прицельная стрельба оказывалась возможной только с небольших дистанций, при этом летчик-истребитель вынужден был подставлять себя под ураганный оборонительный огонь бомбардировщиков.

Перед самым концом войны фирма Маузер выпустила новую пушку с оригинальной барабанной системой заряжания. Скорость снаряда составляла более 1000 м/с, скорострельность – 1200 выстрелов в минуту. Но немцы так и не успели применить ее в боях. После войны некоторые принципы, положенные в основу конструкции этой пушки, были использованы при создании авиационных пушек М-39 (США), "Аден" (Англия), НР-30 (СССР) [20, с. 67].

Еще более мощная авиационная пушка, 37-мм НС-37, с 1943 г. применялась на истребителях Як-9 (модификация Як-9Т). Ее скорострельность равнялась 250 выстрелам в минуту, вес снаряда – 735 г. Так же как на других истребителях Яковлева, пушка проходила через развал блоков цилиндров и стреляла через втулку пропеллеpa. Из-за большой длины (3,4 м) и значительного веса орудия ‹150 кг) кабину пилота для сохранения нужной центровки пришлось сместить назад на 0,4 м.

Несмотря на небольшой боезапас (30-32 снаряда) и не очень высокую скорострельность, пушка НС-37 проявила себя как эффективное средство борьбы как с наземными, так и с воздушными целями. Часто одного попадания 37-мм снаряд было достаточно, чтобы полностью уничтожить вражеский самолет. За годы войны заводы выпустили 2724 Як-9Т. По мощи секундного залпа самолет в 2.24 рази превосходил Мессершмитт Bf.109G-2, вооруженный 20-мм пушкой и двумя 7,9-мм пулеметами [21, с. 114-118].

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Еще одним отрицательным последствием увеличения нагрузки на крыло стаю ухудшение пилотажных характеристик. Особенно сильно это проявлялось во время высотных полетов, когда из-за малой плотности воздуха самолет должен был лететь на больших углах атаки. Так, на последних модификациях "Мессершмиттов" заметно возросли усилия на ручке управления, при перетягивании ручки на виражах и при вертикальном маневре самолет часто срывался в штопор [8, с. 91]. С проблемами ухудшения устойчивости столкнулись и создатели "Спитфайра". Хотя нагрузка на крыло у него была меньше, но из-за удлинения передней части фюзеляжа, обусловленного установкой более габаритного и тяжелого двигателя с новым 4-лопастным пропеллером, и вызванного этим прироста продольного момента инерции и дестабилизирующего путевого момента, потребовалось увеличить площадь вертикального и горизонтального оперения [14]. Позднее конструкторам пришлось полностью заменить крыло во избежание опасности реверса элеронов.

Таким образом, в процессе развития истребителей повышение одних свойств обычно происходило за счет ухудшения других. Главными требованиями военных были скорость и мощность вооружения, но наступал момент, когда дальнейшее улучшение этих параметров приводило к резкому ухудшению других свойств самолета. Это означаю, что возможности модификации истребителя полностью исчерпаны.

Специфическим видом модификаций самолетов являлись конструктивные изменения, меняющие их функциональные свойства. Практически каждая из рассмотренных выше машин выполняла помимо основного назначения (истребитель) и другие функции – разведчика, легкого бомбардировщика, самолета-штурмовика. Смена военного предназначения самолета достигалась установкой на нем соответствующего оборудования и вооружения. Данный вид модификаций позволял обходиться ограниченным числом типов самолетов для решения разнообразных боевых задач. Это облегчаю проблемы производства, устраняло необходимость в переучивании летно-технического состава, упрощало ремонт и обслуживание техники.

29* Первый гироскопический прицел имел довольно большие габариты и с трудом умещался в тесном кабине истребителя. Потому в самом начале многие бывалые летчики без энтузиазма отнеслись к новому изобретению. Но вскоре они изменили слое мнение А.Прайс приводит такой эпизод Когда а одно из американских подразделений прибыл истребитель "Мустанг" с гироприцелом, командир эскадрилье посчитал эго никчемной затеей и отдал самолет самому малоопытному пилоту. Неожиданно для всех, в том числе и для самого себя, этот пилот в первом же бою сбил немецкий истребитель. На следующий день прицел было приказано переставить в кабину самолет командира [20, с. 70-71].

***

Конечно, было бы неверно свести все многообразие развития винтомоторных самолетов-истребителей в годы второй мировой войны к процессу модификации нескольких удачных довоенных образцов, К середине войны возможности совершенствования базовых моделей были, в основном, исчерпаны. Кроме того, война ставила перед конструкторами новые задачи, не предусматривавшиеся при проектировании предвоенных машин. Поэтому на вооружение поступали новые типы самолетов. Некоторые из них удалось запустить в серийное производство, но многие так и остались в опытных экземплярах.

Таблица 4.7. Новые истребители, поступившие на вооружение воюющих стрпн е период их участия в боевых действиях.

Примечания: 1). В таблице перечислены истребители, выпущенные серией не менее 1000 экзем пляров. 2). Курсивом выделены палубные истребители.

Как видно из таблицы 4.7, наибольшее число типов серийных истребителей, принятых в большом количестве на вооружение в ходе войны, принадлежит США. Это объясняется удаленностью США от театра военных действий; в отличие от европейских стран американские авиазаводы и конструкторские бюро не подвергались бомбовым ударам, не было угрозы их захвата противником, перед производителями не давлсла проблема смены модели без сокращения темпов выпуска самолетов хотя бы на один день. Немало новых типов истребителей появилось и в Японии, также находящейся в особом географическом положении и до поры до времени не ощущавшей на себе тяжесть массированных налетов. Англия сумела запустить в массовое производство два новых истребителя, Германия – тоже два, Италия – один. В ВВС СССР за время Великой Отечественной войны не появилось ни одного принципиально нового серийного самолета.

Самым многочисленным среди новых истребителей, созданных в условиях военных действий, был немецкий FW-190 (рис.4.16): с 1941 по 1945 г. построили около 20 тысяч этих самолетов. Главным конструктором FW-190 являлся технический директор фирмы Фокке-Вульф К. Танк. В отличие от "Мессершмитта" на самолете решили установить звездообразный двигатель воздушного охлаждения BMW-801. Также как DB-601, он был оборудован двухскоросткым нагнетателем и системой непосредственного впрыска топлива. Вследствие большего рабочего объема (41,7 л) BMW-801 мог развивать у земли мощность до 1600 л.с. (вариант 801D-1 с увеличенной степенью сжатия – 1700 л.с.) и 1460 л.с. на номинальном режиме на высоте 4100 м. Такая мощность позволяла самолету достигать максимальной скорости свыше 600 км/ч. Для лучшего охлаждения мотора на малых скоростях под капотом установили вентилятор диаметром около 1 метра, с приводом от вала пропеллера.

Самолет имел уникальную для своего времени систему автоматического управления силовой установкой. Специальное командное устройство, связанное с рычагом управления двигателем, выбирало оптимальную скорость оборотов, давление наддува, режим работы системы впрыска топлива, регулировало положение створок системы охлаждения. Нет нужды говорить, что это существенно облегчало работу летчика, позволяло ему целиком сосредоточиться на выполнении боевой задачи. В других странах подобного комплексного автомата регулирования не было. Так, например, на советских самолетах к концу войны появилась лишь система "винт-газ", обеспечивающая кинематическую связь с помощью одного рычага управление регулятором оборотов и давлением наддува двигателя.

Рис.4.16 Истребитель FW-190

Другими особенностями, отличавшими новую машину от "Мессершмитта", являлись более мощное вооружение и солидная бронезащита. Вооружение состояло из двух пулеметов на фюзеляже, двух 20-мм пушек в корневой части крыла, синхронизированных для стрельбы через винт, и двух не синхронизированных 20-мм орудий, расположенных примерно на полуразмахе крыла. Суммарный вес секундного залпа FW-190 равнялся 4.39 кг/с (у Bf. 109G-2 – 1,67 кг/с, Ла-5 – 1,76 кг/с. Як-9 – 2 кг/с)[8, с. 94]. Сзади пилот был защищен бронеплитами толщиной от 8 до 13 мм. спереди – двигателем и бронестеклом, снизу роль своеобразного щита выполняли протектированные топливные баки(). Кольцевидный маслобак, расположенный под капотом впереди двигателя, также был защищен стальными накладками спереди и сбоку. Общий вес брони составлял 110 кг, а на более поздних моделях, после бронирования нижней части фюзеляжа, достиг 300 кг.

Конструктивным недостатком "Мессершмитта" была очень узкая колея шасси ‹ колеса убирались в крыло в направлении от фюзеляжа). Из-за этого самолет нередко резко разворачивало при пробеге, и он опрокидывался. У FW-190 стойки шасси располагались дальше от фюзеляжа, и истребитель обладал значительно лучше, устойчивостью при движении по аэродрому.

Появление FW-190 летом 1941 г. на Западном фронте стало неприятным сюрпризом для англичан. Как показали испытания трофейного самолета FW-190A-3, он н^ всех высотах па 30-50 км/ч превосходил по скорости "Спитфайр' V, отличался лучшей скороподъемностью, имел лучшие разгонные характеристики [20, с. 80- 81]. Положение удалось исправить только посте появления в 1942 г. на вооружении "Спитфайра" Mk.IX и "Мустанга".

На Восточный фронт "Фокке-Вульфы" (модификация А-4) стати поступать позднее – во второй половине 1942 г.

В ходе войны истребители Bf. 109 и FW-190 применялись обычно для разных боевых задач. Более маневренный "Мессершмитт" был, прежде всего, "истребителем истребителей", самолетом для завоевания господства в воздухе. FW-190 благодаря мощному вооружению и бронированию более успешно действовал против бомбардировщиков, а также использовался в качестве истребителя-бомбардировщика и штурмовика (в этом варианте выпустили окало трети самолетов).

Как и другие "долгожители", FW-190 претерпел за время войны немало изменений, подчас весьма значительных. Вначале меры по улучшению машины ограничивались форсированием двигателя за счет увеличения степени сжатия и впрыска водо-меганоловой смеси, усиления бронирования и вооружения. Но к началу 1944 г. стало ясно, что возможности повышения мощности BMW-801 исчерпались. Тогда К.Танк решил заменить его на новый двигатель водяного охлаждения фирмы Юнкер». Jumo-213. Немецким конструкторам пришлось для этого решить не менее сложную задачу, чем сотрудникам ОКБ С.А.Лавочкина при переделке ЛаГГ-3 в Ла-5. Для того, чтобы сохранить круглые поперечные очертания фюзеляжа Танк установил перед двигателем цилиндрический радиатор; для его зашиты использовались кольцеобразные пластины из стали толщиной 6-11 мм. В результате самолет сохранил формы, характерные для машине двигателем воздушного охлаждения. Длина фюзеляжа увеличилась на 1.3 м, крыло и хвостовое оперение не изменились. Самолет, получивший обозначение FW-190D, на форсажном режиме работы двигателя мог развивать скорость 680 км/ч на высоте 6600 м, заметно увеличилась его скороподъемность. Выпуск этой модели начался осенью 1944 г., до конца войны построили окало 700 FW-190D.

На основе FW-I90D К. Танк по заказу Министерства авиации спроектировал истребитель-перехватчик Та-152 для борьбы с высоколетящими разведчиками и бомбардировщиками противника. Самолет имел увеличенный на 4 м размах крыла, герметичную кабину пилота, системы форсирования взлетной мощности путем добавки к топливу смеси спирта с водой и подачи закиси азота в двигатель для большей высотности.

Представляя собой венец линии развития истребителей фирмы Фокке-Вульф. Та-152 обладал выдающимися высотно-скоростными характеристиками. При добавлении закиси азота в двигатель на высоте 12000 м он развивал скорость 760 км/ч. потолок – 14800 м. В конце 1944 и начале 1945 гг. германская авиапромышленность успела произвести только 67 таких самолетов |3, С.А20 [. В боях они не участвовали.

Однотипным "Фокке-Вульфу" английским самолетом был истребитель-перехватчик и штурмовик Хокер "Тайфун" (рис. 4.17). Его главной отличительной особенностью являлся необычно мощный двигатель – 24-цилиндровый Нэпир "Сейбр", развивавший более 2000 л.с. Цилиндры располагались в 4 ряда, по 6 в каждом, придавая поперечному сечению двигателя вид положенной на бок буквы "Н". Под капотом двигателя находился большой овальный воздухозаборник, придававший самолету характерный внешний вид. В нем размещались водяной и масляный радиаторы двигателя.

30* К случае поражения топливного бака опасность пожара обычно возникает лишь при вытекании горючего наружу. При попадании в бак пуде быстро тормозится в жидкости и теряет убойную силу -

Рис.4.17. Самолет "Тайфун" 1В

Первый полет "Тайфуна" состоялся в феврале 1940 г. Испытания показали необходимость доработки самолета, в первую очередь – его силовой установки. Между тем, начались массированные налеты немецких бомбардировщиков на Англию, и фирма вынуждена была бросить все силы на выпуск и совершенствование истребителя "Харрикейн". Наконец, в 1941 г. производство "Тайфуна" поручили фирме Глостер. В воздухе он успешно соперничал с FW-190, а с 1943 г. широко применялся для уничтожения наземных целей в оккупированных немцами странах Западной Европы. В последнем случае кроме пушек на самолет подвешивали бомбы или ракеты "воздух-земля".

Развитием "Тайфуна" стал самолет "Темпест". Благодаря уменьшенной относительной толщине крыла и форсированию двигателя до мощности 2340 л.с. "Темпест" на высоте 5800 м мог развивать скорость, близкую к 700 км/ч. Самолет прославился тем, что в 1944 г. уничтожил в воздухе более 600 крылатых ракет V-1, которыми немцы обстреливали территорию Англии [10, с. 110].

Самым известным американским истребителем периода второй мировой войны был Норт Америкен Р-51 (в ВВС Англии самолет назывался "Мустанг"). Его "изюминка" состояла в превосходной внешней аэродинамике. В частности, Р-51 являлся первым серийным самолетом, на котором стояло крыло ламинарного профиля.

Рис.4.18. Обычный (в) и ламинарный (б) профили Г не 4.19 Полиры обычною (я) и ламинарного ‹б› профилей

Ламинарные профили были разработаны в аэродинамических лабораториях на основе теории пограничного слоя. Как известно, ламинарное обтекание крыла, характеризующееся параллельностью линий тока, происходит только вблизи передней кромки, затем под действием сил трения поток становится турбулентным, и сила поверхностного трения увеличивается. Благодаря изменению формы профиля (pin. 4.18) и особенно тщательной отделке поверхности крыла в лабораторных условиях удалось добиться почти полной ламинаризации потока. По данным аэродинамических исследований, применение ламинарных профилей давало существенное уменьшение сопротивления на небольших углах атаки (рис. 4.19). Правда, как выяснилось со временем, в реальных условиях добиться ламинаризации обтекания крыла обычно не удавалось, т.к. из-за производственных огрехов, неизбежных при массовом выпуске, шероховатости камуфляжной окраски, а также из-за пыли, брызг и налип шеи мошкары при эксплуатации самолета шероховатость поверхности возрастала, и происходила турбулизация пограничного слоя.

Тем не менее, благодаря высокому совершенству аэродинамического проектирования коэффициент лобового сопротивления этою истребителя был исключительно мал- 0,0163 (Р-51 D) [13, с. 484].

Начало разработки самолета относится к весне 1940г., когда англичане обратились к "Норт Америкэн" с просьбой организовать выпуск истребителей Кертисс Р-40 для королевских ВВС. В ответ глава фирмы Д.Киндельбергер заявил, что вместо этого Норт Америкэн готова за 4-месячный срок спроектировать и построить новый самолет, превосходящий по характеристикам Р-40. Англичане приняли это контрпредложение, и 26 октября 1940 г. опытный образец NA-73X совершил первый полет. При одинаковых двигателях он оказался на 40 км/ч быстроходнее по сравнению с Р-40. Более мощным было и вооружение: 8 пулеметов, из них 4 – крупнокалиберных.

В ноябре 1941 г. первые серийные машины прибыли в Англию. Они обладали хорошими скоростными показателями на малых и средних высотах и были признаны лучшими американскими истребителями, поставляемыми в страну по ленд-лизу. Однако "слабым местом" "Мустанга" была недостаточная высотность американского двигателя "Аллисон" V-1710 с односкоростным приводным нагнетателем. Это затрудняло применение самолета на больших высотах для борьбы с немецкими истребителями и бомбардировщиками, поэтому "Мустанг" использовали вначале больше как разведчик или истребитель-бомбардировщик.

В 1942 г. английский летчик-испытатель Р.Харкер предложил заменить на "Мустанге" американский двигатель более мощным и высотным английским Роллс-Ройс "Мерлином", успешно применяемым на "Спитфайрах". Модификация дала превосходный результат: максимальная скорость увеличилась на 80 км/ч, скороподъемность – более чем в полтора раза [5, с. 234]. В США "Мустанги" с двигателями Паккард V-1650-3 (лицензионная версия "Мерлина") выпускались с 1943 г. под маркой Р-51В (1988 экземпляров) и Р-51С (1750 экземпляров). По летным данным они имели превосходство над истребителями противника.

С 1943 г. англо-американские бомбардировочные силы начали регулярные налеты на Германию. С этих поросновной задачей "Мустанга" стало сопровождение и охрана бомбардировщиков от немецких истребителей. Для увеличения дальности полета истребитель оборудовали дополнительным топливным баком в фюзеляже емкостью 246 литров. С двумя подвесными топливными баками дальность Р-51 В превышала 2000 км.

Следующей версией самолета стал P-51D (рис. 4.20). На нем убрали гаргрот и установили цельноштампованный каплевидный фонарь кабины пилота, изобретенный американцем Малькольмом. Не имея металлических элементов каркаса, он обеспечивал превосходный обзор на 360°. Впоследствии каплевидный фонарь получил повсеместное распространение.

Рис.4.20. Истребитель Р-51 D "Мустанг"

P-5ID (в Англии – "Мустанг" IV) явился самой массовой модификацией это г: истребителя. В 1944 г. американские заводы выпустили 5968 таких самолете' [24, с.34].

Последним серийным "Мустангом" стал Р-51Н. До конца войны успели изготовит» 555 машин. Форсированный двигатель V-1650-9 с новым 4-лопастным пропеллеров и многочисленные мелкие аэродинамические усовершенствования позволяли самолету развивать 783 км/ч на высоте 7620 м [25], По-видимому, это был самый скоростной винтомоторный самолет периода второй мировой войны().

P-51D и P-51H использовались как на Европейском, так и на Тихоокеанское фронтах. В последнем случае они сопровождали тяжелые бомбардировщики В-29 е налетах на Японию, имея под крылом два подвесных топливных бака емкостью по 625 л. Взлетный вес истребителя в таком "перегрузочном" варианте достигал 5,5 тонн.

Р-51 с двигателем "Мерлин" был первым в авиации плодом "международного сотрудничества. Слияние успехов американских аэродинамиков и английских двигателестроителей позволило создать выдающийся по своим данным самолет.

Противоположностью элегантному "Мустангу" выглядел другой американский массовый истребитель- Рипаблик Р-47 "Тандерболт" (рис. 4.21). Этот громоздкий самолет с бочкообразным фюзеляжем, получивший за свой вид прозвище "Джаг ("Кувшин"), мало напомннат истребитель. Но, в целом, это был удачный самолет, сочетавший в себе большую скорость и высоту полета с достаточно мошным вооружением и высокой боевой живучестью. По количеству построенных в США истребителей он разделил с "Мустангом" первое и второе места.

История создания "Тандерболта" такова. В 1939 г. глава фирмы Рипаблик российский эмигрант А.М.Картвели занялся разработкой нового истребителя ХР-44 "Уорриор" для замены устаревшего Р-35. Военным самолет понравился, и они заключили контракт на его производство. Однако, когда в 1940 г. на специальной конференции в Научно-испытательном центре ВВС США в Райт Филде, где присутствовали пилоты, принимавшие участие в воздушных боях против "Люфтваффе", были подведены итоги первых месяцев воздушной войны в Европе, выяснилась необходимость в истребителях с более мощным вооружением, бронированием, протестированными баками. После этого американское военное командование отказалось от идеи производства ХР-44 и предложило фирме Рипаблик разработать самолет, отвечающий новым требованиям к вооружению и боевой живучести истребителя.

Усиление вооружения и средств защиты вели к увеличению веса самолета, поэтому требовался новый, более мощный двигатель. Вначале предполагалось применить на самолете V-образный мотор водяного охлаждения Аллисон V-1710, но он не давал нужной мощности. Тогда Картвели остановил выбор на последней разработке фирмы Пратт-Уитни – 18-цилиндровом двухрядном звездообразном двигателе воздушного охлаждения R-2800 "Дабл Уосп" взлетной мощностью 2000 л.с. По сравнению с однотипным двигателем фирмы Райт "Дабл Циклон" он был несколько меньше по диаметру и поэтому позднее стал основным американским "истребительным" двигателем. Тем не менее из-за большого веса и габаритов мотора Картвели был вынужден отказаться от идеи модифицировать под новый двигатель самолет ХР-44 и разработал новый проект – ХР-47В. В июне 1940 г. этот проект был одобрен военными, и еще на стадии проектирования самолета фирма получила заказ на 772 истребителя.

31* О том, что эта модель по скорости была близка к пределу для винтомоторных самолетов, свидетельствует то, что абсолютный мировой рекорд скорости для поршневого самолета, установленный в 1983 г. составляет 832.12 км/ч, т.e. не намного превышает Умакс P-51M.

Рис.4.21. Рипаблик P-47D Тандерболт

Первый полет самолета ХР-47В состоялся 6 мая 1941 г. Это был самый большой и самый тяжелый одномоторный истребитель времен второй мировой войны. Необычно большие размеры и вес были обусловлены большими габаритами двигателя и турбокомпрессора-нагнетателя. Самолет проектировался как бы вокруг силовой установки. Так как места для турбокомпрессора в передней части фюзеляжа не нашлось, его разместили сзади, за кабиной. Выхлопные газы поступали от двигателя к турбине нагнетателя подлинной трубе внутри фюзеляжа и успевали немного остыть. Это уменьшило опасность прогара турбины (что нередко случалось на других самолетах), но заставило проложить вдоль фюзеляжа целую систему воздуховодов: их общая длина составляла около 20 м, а вес всей системы вместе с турбокомпрессором – 385 кг [8, с. 264; 20, с. 54].

Для снижения лобового сопротивления самолета воздухозаборники турбокомпрессора и маслорадиатора объединили с входом для охлаждения цилиндров мотора. Отверстие для забора воздуха было расположено под двигателем, поэтому капот получил характерную вытянутую вниз форму. По результатам испытаний Схо "Тандерболта" на режиме максимальной скорости был, несмотря на неуклюжий вид самолета, ниже, чем у немецких истребителей Bf.109G-4 и FW-190A [8, с. 264],

Серийное производство самолета началось в марте 1442 г., а в начале 1943 г. Р-47В приняли первое "боевое крещение" в составе 56-й американской истребительной группы, базировавшейся на Британских островах. Позднее самолет активно применялся на всех фронтах, в основном как истребитель сопровождения, истребитель- бомбардировщик и самолет для поддержки наземных войск. До конца 1945 г. в США произвели более 15 тысяч "Тандерболтов" [26].

Картвели постоянно работал над совершенствованием самолета. От модификации к модификации возрастала мощность двигателя, для увеличения радиуса действии под фюзеляжем стали устанавливать подвесной бак на 750 л горючего (Р-47С), была разработана система форсирования мотора за счет впрыска воды в цилиндры (Р47С1), появился каплевидный фонарь, обеспечивающий летчику круговой обзор (P-47D), был создан сверхдальний вариант специально для сопровождения американских тяжелых бомбардировщиков на Тихоокеанском фронте (P-47N) и высотный варианте герметизированной кабиной (Р47Е).

Для японских истребителей военных лет характерно применение двигателей воздушного охлаждения, созданных по типу выпускавшихся до воины по лицензии американских звездообразных моторов. Наиболее распространенными являлись 14- цилиндровый Накадзима На-25 и 18-цилиндровый Накадзима На-45. Они были легче двигателей водяного охлаждения и проще в производстве. Ради уменьшения веса самолетов конструкторы долгое время отказывались от применения бронезащиты летчика и протектированных баков. В результате малый вес и компактность силовой установки обеспечивали японским истребителям исключительную маневренность, но их скоростные качества, боевая живучесть и эффективность вооружения оставляли желать лучшего. Так. самый распространенный в начале войны самолет армейской истребительной авиации Накадзима Ki-43 имел максимальную скорость менее 500 км/ч, а его вооружение состояло всего из двух мелкокалиберных пулеметов.

Для того, чтобы повысить скоростные свойства истребителя, инженеры фирмы Накадзима создали самолет Ki-44 с уменьшенным на 2 м по размаху и в полтора раза по площади крылом. Опыт оказался не очень удачным. Несмотря на небольшой вес (2550 кг) нагрузка на крыло увеличилась почти вдвое. Это позволило примерно на 100 км/ч прибавить в скорости, но, вместе с тем, привело к резкому ухудшению пилотажных качеств. Много японских пилотов, привыкших к удобному и безопасному в управлении Ki-43, погибло из-за аварий. Поэтому Ki-44 не стал массовым: построили 1233 самолета.

Намного более гармоничным сочетанием летных характеристик обладал самолет Накадзима Ki-84, поступивший на вооружение в августе 1943 г. Его конструктором являлся Т.Койяма. По размерам самолет был близок к Ki-43, но имел значительно более мощный двигатель – 18-цилидровую "двойную звезду" с системой непосредственного впрыска топлива, развивающую 1900 л.с. Максимальная скорость Ki-84 составляла 624 км/ч, а по скороподъемности и маневренности он превосходил американские истребители Р-51Н и P-47N. Значительно более мощным стало вооружение. На первой модели Ki-84-I оно состояло из двух 20-мм пушек на крыле и двух крупнокалиберных пулеметов на фюзеляже; потом пулеметы заменили пушками, а затем вместо 20-мм орудий на крыле установили 30-мм пушки. Историки иногда называют Ki-84 лучшим японским истребителем военной эпохи [10, с. 168].

Таблица 4.8. Характеристики основных типов истребителей, принятых на вооружение в годы второй мировой войны

Единственным массовым японским истребителем с двигателем водяного охлаждения являлся самолет Кавасаки Ki-61. Еще до начата войны с США японские конструкторы хотели создать машину по типу Мессершмитта Bf. 109, господствовавшего в то время в небе над Европой. После закупки в Германии в 1939-1940 гг. партии двигателей DB-601 японцы смогли наладить у себя выпуск аналогичных силовых установок, получивших обозначение На-40. Эти двигатели и были использованы при создании Ki-61. На первых самолетах стояли немецкие 20-мм пушки MG 151/20 [10, с. 148; 28].

Ki-61 выпускали в течение 3 лет, построили около 3 тысяч самолетов. В феврале 1945 г., после массированного удара американских бомбардировщиков по моторостроительным предприятиям фирмы "Кавасаки" в г.Акаси, производство авиамоторов водяного охлаждения прекратилось, и последние Ki-61 строили с двигателями воздушного охлаждения На-140. Они имели обозначение Ki-100.

Так же как в других странах. в создании новых боевых самолетов в Японии активно участвовали ученые. В трубах Аэродинамического центра при Токийском университете прошли проверку десятки серийных и экспериментальных машин.

Следует, однако, отмстить, что к концу войны качество самолетов в Японии заметно ухудшилось. Виной этому были не только массированные бомбардировки промышленных объектов американской авиацией, но и острейшая нехватка важнейших конструкционных материалов, таких как дюралюминий, хром, никель, кобальт и др. Так, после потери Малайи и Голландской Индии Японская империя лишилось источников бокситов, необходимых при производстве алюминиевых сплавов. Появившиеся в 1945 г. варианты истребителей деревянной или стальной конструкцт были, конечно, тяжелее и хуже их цельнодюралюминиевых прототипов.

Хуже, чем в Европе и США. было и качество сборки и самолетов и двигателей. Это объясняется не только крайне низким уровнем автоматизации труда, но и плохой взаимозаменяемостью однотипной продукции различных заводов, неудовлетворительным контролем за качеством работы(). Отсюда – многочисленные отказы при эксплуатации. Например, из 80 истребителей Ki-84, которые в ноябре 1944 г. направили из метрополии на базу в заливе Лингаен, только 14 достигли места назначения. Остальные не долетели из-за отказов моторов, системы подачи горючего, поломок шасси и других неисправностей [29, с. 24].

Лучшим итальянским истребителем рассматриваемого периода был Макки МС- 202 (1941 г.). Этот самолет явился развитием описанного выше МС-200, но имел такие значительные отличия от прототипа, что его правильнее считать не модификацией, а новой машиной. Маломощный звездообразный двигатель заменили на немецкий DB-60I с водяным охлаждением (он выпускался в Италии пол обозначением Альфа Ромео RA-1000). фюзеляж приобрел более стремительные, обтекаемые очертания, кабину пилота сделали полностью закрытой. Общими с МС-200 остались только крыло, хвостовое оперение и шасси. Скорость самолета возросла почти на 100 км/ч и вплотную приблизилась к 600-километровой отметке. По совокупности летных качеств МС-202 превосходил самолеты Р-40 и "Харрикейн", составлявшие б начале войны основу англо-американских истребительных подразделений на Средиземноморском театре.

В 1942 г. итальянские конструкторы, продолжая линию на использование более совершенных немецких авиадвигателей, модифицировали самолет под мотор DB- 605A. Эта модель, МС-205, имела пушечное вооружение и могла развивать скорость 640 км/ч. Однако из-за скорого поражения Италии в войне таких самолетов построили намного меньше, чем МС-200 и МС-202.

32* Если в Германии в годы войны соотношение контролеров (приемщиков) к числу производителен былс примерно 1:100, то в Японии – 1 2000 [28, с. 111

* * *

Исключительно важную роль в войне на Тихом океане сыграла палубная авиации, в частности истребители палубного базировании. Как отмечалось в предыдущей главе, в 30-е годы крупные морские державы – Англия, США и, особенно, Япония – активно вели строительство авианосцев. Эти "плавучие аэродромы" убедительно продемонстрировали свои возможности во время нападения Японии на базу Тихоокеанского флота США в Пирл-Харборе. На рассвете 7 декабря 1941 г. 353 палубных самолета поднялись с шести японских авианосцев и нанесли внезапный и ошеломляющий по силе удар по американской военно-морской базе. Атаками с воздуха японские летчики уничтожили или сильно повредили 8 линкоров, множество других боевых кораблей, сбили в воздухе и вывели из строя на аэродромах 188 американских самолетов. Потери японской авиации составили всего 29 машин().

После событий 7 декабря стратегическое значение авиации в войне на морс уже ни у кого не вызывало сомнения. Вот что говорилось в одной из директив японского военного руководства: "Главная роль в завоевании господства на море перешла от надводного флота к военно-воздушным силам. Воздушные сражения, которые прежде рассматривались как предварительные бои до решающего сражения флотов, сами стали решающими сражениями"(цит по [30, с. 270]).

Оба главные соперника на Тихом океане – США и Япония – выделяли огромные средства на строительство авианосцев. Однако не менее важным было снабдить их такими самолетами, которые обеспечили бы господство в воздухе.

Все американские и японские истребители авианосного базирования имели звездообразные двигатели воздушного охлаждения. Как известно, такие двигатели более живучи из-за отсутствия системы жидкостного охлаждения и легче двигателей водяного охлаждения, что и предопределило их использование в палубной авиации. Другими характерными особенностями палубных истребителей было применение складывающегося крыла, установка специального крюка под фюзеляжем для захвата палубного тормозного устройства, наличие узлов крепления тросов стартовой катапульты. Из-за интенсивного разгона и торможения при взлете и посадке возникла необходимость усиления конструкции шасси и фюзеляжа. Кроме того, для уменьшения взлетно-посадочных скоростей нагрузка на крыло должна была быть меньше, чем у обычного самолета. В результате вес палубного истребителя оказывался выше примерно на 4%, а аэродинамическое сопротивление – на 10% по сравнению с аналогичным самолетом сухопутного базирования [20, с. 36-37].

К моменту начала войны с Японией лучшим американским палубным истребителем был Грумман F4F "Уайлдкэт" (рис. 4.22). Он являлся развитием палубного истребителя-биплана Грумман F3F, созданного в начале 30-х годов. Так же как у предшественника, шасси убиралось в ниши по бокам фюзеляжа, однако в соответствии с принципами проектирования скоростных самолетов крыло было монопланным, спободнонесущим.

Самолет начал поступать на вооружение в 1940 г. К началу войны с Японией ВМС США имело 248 "Уайлдкэтов". С объявлением боевых действий выпуск самолетов возрос во много раз, за годы войны их построили около 8000. До 1943 г F4F играл основную роль в воздушной войне на Тихом океане, участвовал в таких крупных сражениях, как битвы в Коралловом море и у атолла Мидуэй, атаковал японцев в районе Гуадалканала.

Главным соперником "Уайлдкэта" был японский палубный истребитель Мицубиси А6М или "Зеро", как называли его американские летчики. Появление на вооружении этого превосходного для своего времени самолета явилось пашой неожиданностью для американцев, до этого скептически относящихся к техническим возможностям японской авиации. В 1942 г. один А6М был захвачен американцами во время попытки Японии вторгнуться на Алеутские острова, и у специалистов появилась возможность детально ознакомиться с машиной. Результаты сравнительных испытаний показали, что японский самолет практически по всем параметрам превосходил F4F. Он имел на 20-30 км/ч большую скорость, лучшую скороподъемность на больших высотах, был более маневренным. В выводах рекомендовалось летчикам "Уайлдкетов" не вступать в маневренный воздушный бой с "Зеро" [20. с. 97-98].

С учетом полученного опыта инженеры фирмы Грумман создали новый палубный истребитель F6F "Хеллкэт". Он отличался, прежде всего, более мощным двигателем. Вначале самолет хотели выпускать с 14-цилиндровым Райт "Циклон" R-2600 (1100л.с.), но после изучения японской машины решили "перестраховаться" и установили самый мощный из имеющихся моторов – 18-цилиндровый Пратт-Уитни R-2800, развивающий 2000 л.с. Для лучшей устойчивости при посадке увеличили колею шасси, перенеся узлы крепления стоек колес с фюзеляжа на крыло. Схема уборки колес была необычной: назад, в крыло. Чтобы уменьшить высоту шасси, крыло опустили вниз, отклонив при этом консоли вверх для сохранения поперечной устойчивости. Кроме того, увеличили запас горючего, усилили вооружение и бронирование.

F6F поступил на вооружение в 1943 г. Он сразу же продемонстрировал полное превосходство над Мицубиси А6М, не имевшими ни брони, ни протектированных баков и уступающими новому сопернику по скорости на всех высотах. Это превосходство особенно ярко проявилось но время сражении флотов США и Японии на Филиппинском морс вблизи Марианских островов летом 1944 г., когда действовавшие с авианосцев "Хеллкоты" уничтожили около 400 японских машин. Битва в воздухе была выиграна так легко, что получила ироническое название "Марианский отстрел индеек". Всего же за время войны с Японией на боевом счету "Хеллкэтов" оказалось более 6000 самолетов противника [10. с.232].

33* Примечателен такой факт. В 1938 г. США провели поенные учения с использованием авианосцев, причем одной из учебных целей была военно-морская база в Пирл-Харборе. Среди иностранных наблюдателей был японский адмирал И.Ямомото, в будущем – главнокомандующий японским военно-морским флотом и организатор воздушного нападения на Пирл-Харбор.

Рис.4.22. "Уайлдкэты" нал Тихим океаном

Серьезным "внутренним" конкурентом "Хеллкэту" мог бы стать истребитель фирмы Чанс-Воут F4U "Корсар" (рис. 4.23), тем более, что испытания этой машины начались на два года раньше. Двигатель R-2800 в сочетании с большим 4-лопастным воздушным винтом обеспечивали самолету скорость до 635 км/ч – на 30 км/ч больше, чем у F6F. Чтобы обеспечить безопасный клиренс винта и, вместе с тем, не увеличивать высоту шасси, главный конструктор "Корсара" Т. Бейзел придал крылу при виде спереди форму "обратной чайки". Стойки крепились к местам излома крыла, чем достигалась их компактность, В полете они убирались в крыло назад, как на "Хеллкэте".

Стремясь обеспечить большую дальность, столь необходимую самолетам над безбрежными просторами Тихого океана, конструкторы решили установить между двигателем и летчиком большой топливный бак. Кабину пришлось сдвинуть назад на 0,9 м. Это несколько ухудшило обзор в направлении вперед-вниз, и командование ВМС США решило, что самолет не следует применять в палубной авиации, где хороший обзор для точной посадки на корабль особенно важен. F4U передали в авиацию берегового базирования, демонтировав посадочный крюк на хвосте идругие принадлежности палубного самолета. Только в 1944 г., убедившись в безопасности применения ленд-лизовских "Корсаров" на английских авианосцах в Европе, военные решились вернуть самолету его первоначальное предназначение.

F4U "Корсар" оказался настолько удачным, что его выпускали вплоть до конца 1952 г., построив, в общей сложности, 12571 самолет.

Рис.4.23 Палубный истребитель F4U-I "Корсар"

Основным японским палубным истребителем до конца войны оставался Мицубисн А6М. Как уже отмечалось, вначале он превосходил по характеристикам американские истребители, но с появлением на Тихом океане "Хеллкэтов" и "Корсаров" утратил свое превосходство. Конечно, конструкторы фирмы Мицубиси предпринимали усилия XIя модернизации самолета. В 1942 г. они установили на нем новый двигатель со взлетной мощностью 1130 л.с. (модификация А6МЗ), а год спустя самолет снабдили протектированными баками и броней для зашиты пилота, усилили вооружение, применили новое, более прочное крыло, позволившее разгоняться до больших скоростей при пикировании (А6М5). Однако по скорости (560 км/ч) "Зеро все равно сильно уступал новейшим американским палубным истребителям и нес большие потери. Например, во время сражения у Марианских островов группа из 12 "Хеллкэтов" с авианосца "Эссекс" в одном бою уничтожила около 70 самолетов противника, в том числе 32 "Зеро" [29, с. 18].

Последняя попытка восстановить былую славу А6М была предпринята весной 1945 г., когда Мицубиси выпустил модификацию А6М8 с новейшим японским двигателем "Кинсей" мощностью 1560 л.с. Летные испытания показали, что самолет практически не уступает "Хеллкэтам", и было намечено организовать срочную программу выпуска более 6 тысяч А6М. Но истощенная нехваткой ресурсов и ежедневными бомбардировками японская авиапромышленность была уже бессильна исправить положение: только считанное количество новых истребителей успело поступить на фронт.

Такая же судьба постигла новый морской истребитель Мицубиси J2M. Сконструированный И. Хорикоши, он, в отличие от А6М, являлся специализированным истребителем-перехватчиком, т.е. главными для него были скорость и скороподъемность, даже в ущерб маневренности. Для улучшения обтекаемости носовой части фюзеляжа двигатель снабдили удлинительным валом, применили крыло с тонким ламинарным профилем. С двигателем воздушного охлаждения мощностью 1820 л.с. и четырехлопастным пропеллером самолет мог развивать скорость 615 км/ч, за минуту набирал высоту 1000 м. Производство самолетов началось в конце 1943 г., но из-за недоведенности двигателя и неритмичности работы авиапромышленности до конца войны Япония смогла выпустить только 480 J2M. К тому времени Япония уже лишилась всех своих авианосцев, и самолеты применяли с наземных аэродромов.

Не стал массовым и другой японский морской истребитель, Каваниси N1K2, появившийся на фронте в 1944 г.(рис. 4. 24). 2000-сильный звездообразный двигатель и четыре 20-мм пушки в крыле делали самолет потенциально сильным противником. Для улучшения маневренности служили, так называемые, "боевые закрылки": небольшие поверхности на крыле, автоматически отклоняемые вниз для увеличения подъемной силы на виражах. Конструкция планера была технологичной и требовала минимум дефицитных материалов.

"Ахиллесовой пятой" этого истребителя, как и многих других японских самолетов конца войны, явилась ненадежность силовой установки. Доводка двигателя потребовала немало времени. Поэтому, когда последовало решение о широкомасштабном выпуске N1K2 сразу на 7 заводах, принадлежащих фирмам Каваниси, Мицубиси, Аичи, Сода и авиационным арсеналам ВМС Японии, было уже слишком поздно. До момента капитуляции заводы произвели в общей сложности 1440 самолетов, причем некоторые предприятия успели изготовить всего по несколько машин.

В Англии в годы войны тоже строили истребители палубного базирования. Правда, в основном они представляли собой модификации известных "сухопутных" самолетов. Это такие машины как Хокер "Си Харрикейн", Супермарин "Сифайр". Они появились для замены тихоходных машин типа Фсйри "Фулмар" и Блекберн "Рок". Самым удачным и поэтому самым многочисленным из новых английских палубных самолетов стал "Сифайр": их построили более двух с половиной тысяч. Основными его внешними отличиями от "Спитфайра" были складывающееся на стоянке крыло и тормозной крюк под фюзеляжем.

Всего за годы войны на вооружение поступило свыше 50 тысяч палубных истребителей. из них 33 тысячи – в ВМС США.

* * *

В период 1940-1945 гг. возродился интерес к двухмоторным многоместным истребителям. Это было связано, прежде всего, с началом использования на самолетах радиолокатора.

Появлению бортовых радиолокационных станций (РЛС) предшествовало создание наземных станций системы ПВО для дальнего обнаружения самолетов. Практические работы над такими устройствами начались в Англии в 1934 г., а первые испытания радиолокатора состоялись уже в феврале 1935 г. К началу войны вдоль побережья страны было установлено 20 РЛС, технические возможности которых позволяли обнаруживать вражеские самолеты на расстоянии до 160 км [30, с. 50].

Неся большие потерн во время налетов на Англию, немцы с сентября 1940 г. стали применять свою авиацию ночью. Наземные РЛС давали возможность заблаговременно определить приближение вражеских бомбардировщиков и оповестить истребительные части ПВО, однако были бессильны помочь летчикам обнаружить в темноте неприятельскую машину. Попытки использования прожекторов не давали результата. Проблему удалось разрешить только после создания РЛС, пригодных для установки на самолет. Надо сказать, что это была непростая задача, так как потребовалось во много раз уменьшить размеры и вес радарной установки.

Несмотря на все усилия, бортовые РЛС оставались весьма громоздкими и тяжелыми. Так, первое такое устройство, AI, весило 270 кг и требовало для обслуживания дополнительного члена экипажа. Кроме того, ночной истребитель с радаром должен был иметь очень мощное вооружение, чтобы поразить цель с первой атаки. Наилучшим образом соответствовали этим требованиям двухмоторные самолеты с экипажем не менее двух человек.

Рис.4.24. Истребитель Каваниси N1K2

Первые испытания бортовой РЛС AI, которая работала.в метровом диапазоне, состоялись в 1939 г. на бомбардировщике Бристоль "Бленим". Они прошли успешно, и с 1940 г. радары начали устанавливать на двухмоторных двухместных ночных истребителях Бристоль "Бофайтср" (рис. 4.25), созданных на основе бомбардировщика "Бофорт" той же фирмы и поступивших на вооружение в июле 1940 г. Самолет имел два двигателя воздушного охлаждения Бристоль "Геркулес" мощностью по 1400 л.с. Вес секундного залпа из 10 стволов (четырех 20-мм пушек, расположенных в носовой части фюзеляжа, и 6 крыльевых пулеметов) был равен 6.2 кг – больше, чем у всех современных ему истребителей. Правда, скорость машины была сравнительно невелика – около 520 км/ч, но достаточна, чтобы приблизиться к ничего не подозревающему немецкому бомбардировщику.

Радиолокатор (летчики называли его "волшебное зеркало") состоял из блоков индикации высоты и азимута цели. Излучатель РЛС располагался в передней части фюзеляжа, а приемные антенны – на передней кромке крыла, а также сверху и снизу крыла. Так как максимальная дальность обнаружения составляла всего 6.5 км. самолет обычно наводился в район цели по командам с земли, а далее его экипаж уже вел самостоятельный поиск. Заметив противника, оператор радара считывал информацию с двух экранов – высотного и азимутального и указывал пилоту нужное направление полета вплоть до момента визуального обнаружения.

Первый успешный перехвате помощью бкзртовой РЛС произошел в ночь с 19 на 20 ноября 1940 г. в небе над Англией. "Во время боевого патрулирования радиооператор сержант Филннсон доложил пилоту Кэннинхэму, что в пяти километрах к северу обнаружена воздушная цель. Летчик изменил курс и, пройдя сквозь сплошную гряду облаков, сблизился с наблюдаемым на экране радара объектом. Вскоре самолет стал различимым невооруженным взглядом. Кэннинхэм распознал в нем двухмоторный бомбардировщик "Юнкерс-88". Оставаясь незамеченным, он подошел к противнику сзади и с расстояния 180 м дал залп из всех стволов. Утром обломки "Юнкерса" нашли близ города Уиттеринг" [31, с. 22].

За этой победой последовали другие. Как показали результаты воздушных боев над Англией в 1940- 1941 гг., применение на самолете радара повышало вероятность перехвата в ночное время в 4 раза [30, с. 154].

В конце 1941 г. на "Бофайтерах" установили новый радиолокатор AI Mk.VIII, работающий в сантиметровом диапазоне, с параболической антенной впереди фюзеляжа. Они применялись для ночных действий до 1943 г., когда были вытеснены более скоростными "Москито"().

Рис.4.25. Бристоль "Бофайтер"

Рис.4.26, Ночной истребитель Не-219

"Бофайтеры" использовались также в качестве истребителя-бомбардировщика, штурмовика, торпедоносца, противолодочного самолета. Они применялись как нал Европой, так на Тихоокеанском театре военных действий. Общий выпуск этих самолетов составил 5562 экземпляра.

В 1941 г. Германия бросила основные силы на войну с СССР. Этим немедленно воспользовалась английская авиация и перешла от обороны к наступательным действиям. Начались регулярные ночные налеты английских бомбардировщиков на немецкие военные и промышленные объекты, мощность которых все время возрастала. В 1941 г. самолеты Королевских ВВС сбросили на противника 31702 т бомб, в 1942 г.- 45561 т, в 1943 г.- 157457 т [1.e. 508].

Для борьбы с бомбардировщиками по заказу Люфтваффе Э.Хейнкель создал ночной истребитель Хейнкель Не-219 с РЛС (рис. 4.26). Это был один из самых тяжелых истребителей военного времени – его нормальный взлетный вес равнялся 15200 кг. Зато самолет мог нести запас топлива, обеспечивавший ему дальность до 2 тысяч километров, и очень мощное вооружение (до 8 пушек). Благодаря двум двигателям DB-603G по 1900 л.с. каждый и хорошей аэродинамике максимальная скорость машины была более 600 км/ч, а на одной из модификаций, с моторами с Jumo-222 по 2500 л.с. и облегченным вооружением, она достигала 700 км/ч. В носовой части фюзеляжа располагались радиолокаторная установка Лихтенштейн С-1 и четыре выступающие вперед антенны РЛС. Шасси имело трехопорную схему с носовым колесом (впервые в Германии).

Для испытания машины в боевых условиях весной 1943 г. в Голландии сформировали специальное подразделение Не-219. Во время первых 6 ночных перехватов они сбили 20 английских бомбардировщиков, в том числе 6 почти неуязвимых ранее скоростных "Москито". Посте этого руководство ПВО обратилось к правительству с просьбой обеспечить массовое производство Не-219: 1200 самолетов в год. "Радость и горе немецкого народа зависят от выпуска этих машин", – отмечалось в письме на имя Геринга [31, с. 193]. Однако в связи с загруженностью авиапромышленности яругами заказами смогли построить только 268 Не-219:11 – в 1943 г., 195 – в 1944 г. и 62 – в последний год войны [3, с. А20].

Переходя от нападения к обороне, Германия все меньше нуждалась в бомбардировщиках и все больше – в истребителях. Поэтому подавляющее большинстве немецких ночных истребителей представляло собой модификацию серийных двухмоторных бомбардировщиков Ju-88, Do-217. Самым массовым из них был Ju-88G: до конца войны их построили окаю 4 тысяч. Экипаж самолета уменьшили до 2 человек (летчик и оператор РЛС), вместо бомб установили дополнительные пушечные установки, стандартные двигатели Jumo-211 заменили на более мошные Jumo-213. Худшие по сравнению с истребителем скоростные и маневренные характеристики должны были компенсироваться исключительно мошным вооружением. Помимо пушечной гондолы под фюзеляжем, в которой размешались четыре 20-мм орудия с боезапасом по 200 снарядов на ствол, за кабиной стояли две такие же пушки. направленные под углом вверх (рис. 4.27). Наклонное расположение орудий позволяло с помощью специального прицела вести стрельбу по соединению вражеских бомбардировщиков, пролетая под ним на параллельном курсе(*). Правда, дистанция между истребителем и целью в этом случае не должна была превышать 300 м.

В качестве ночных перехватчиков немцы в конце войны применяли также двухмоторные истребители Me-110, Ме-210 и Ме-410. Последние две машины были развитием известного читателю Ме-110. Как отмечалось, из-за недостаточной скорости и маневренности Ме-110 не смог соперничать с одноместными истребителями и применялся, в основном, как разведчик ил и легкий бомбардировщик. Несмотря на улучшение аэродинамических форм (Ме-210) и установку более мощных двигателей (Ме-410) самолет так и не стал немецким аналогом "Москито", и в 1944 г. обе модели сняли с производства. Кроме задач ночного перехвата (в этом случае самолеты оборудовали радаром Лихтенштейн SN-2) они использовались для разведки и поддержки наземных войск. Всего в войска поступило 252 Ме-210 (рис. 2.28) и чуть больше тысячи Ме-410.

34* "Москито" в варианте ночного истребителя имел обозначение Мк.II. Свой боевой счет этот самолет открыл в мае 1942 г., сбив немецкий бомбардировщик.

35 * Такая компоновка оружия получила кодовое обозначение "Scbrage Musik", что в переволе обозначает "джаз".

Рис.4.27. Схема размещения вооружения нa самолете Ju-88G

Рис.4.28. Мессершмитт Ме-210

Периодом наибольшей эффективности использования ночных истребителей в Германии была весна 1944 г. В тот момент эти самолеты составляли 15% от всей боевой авиации Люфтваффе, и английские бомбардировщики нести от них тяжелые потери вовремя ночных налетов. Но пекле захвата союзниками линии германских наземных РЛС во Франции и разработки средств для создания помех работе немецких бортовых локаторов типа SN-2 результативность применения немецких ночных истребителей пошла на убыль. Свою роль сыграло и появление истребителей "Москито" с РЛС, предназначенных для охраны бомбардировщиков во время ночных налетов.

Эволюция японских двухмоторных истребителей шла тем же путем, что и в Германии. Ki-45, созданный для охраны своих бомбардировщиков, в 1943 г. был перепрофилирован в самолет для борьбы с бомбардировщиками противника. Основываясь на немецком опыте, японские конструкторы усилили его вооружение, в частности установили две стреляющие под углом 70° вверх 20-мм пушки, а в 1944 г. снабдили самолет бортовой РЛС, превратив его в ночной истребитель. Для борьбы с американскими бомбардировщиками, наращивающими удары по Японии, в тяжелые истребители-перехватчики переделали также высотный разведчик Мицубиси Ki-46 и бомбардировщики Мицубиси G4M и Накадзима Ki-67 (в варианте истребителя-перехватчика он обозначался Ki-109). Ki-109 был вооружен 75-мм пушкой и имел радиолокатор для ночных атак, но продемонстрировать свою мошь в боях не успел – до капитуляции японцам удалось построить только 22 такие машины [29, с. 22].

Двухмоторные ночные истребители с РЛС использовались также и в советской авиации. Правда, число их было невелико, а применение – весьма ограниченно.

Первая отечественная бортовая РЛС "Гнейс-2" появилась в конце 1941 г. Она имела дальность действия 3,5 км, точность наведения на цель 5° и весила несколько сотен килограммов. Вначале ее размешали в кабине штурмана бомбардировщика Пе-2. превратив самолет в двухместный, а с 1943 г. устанавливали на поступавших по ленд-лизу американских "Бостонах", более пригодных для ночных полетов благодаря лучшему пилотажно-навигационному оборудованию. Первое время успехи подразделения этих тяжелых ночных истребителей были слабыми из-за неумения экипажей обращаться с радиолокационным оборудованием и плохим взаимодействием с наземными РЛС. Но незадолго до конца войны на боевом счету необычного авиаотряда все же появилось несколько немецких машин, в том числе два бомбардировщика Не-111 [32].

В США первым специализированным ночным истребителем был Нортроп Р-61 (рис. 4.29). Работы над самолетом развернулись в 1941 г., вскоре после появления

сообщений об успешном применении в Англии ночных самолетов с радиолокационной установкой. На Р-61 установили РЛС SCR-720A1, разработанную в Массачусетсом технологическом институте на основе английского самолетного радиолокатора. Взлетный вес этой трехместной машины с расположенным на балках хвостовым оперением достигал 13 тонн, два двигателя Пратт-Уитни R-2800 обеспечивали ей скорость около 600 км/ч (на последних модификациях с форсированными двигателями – 690 км/ч). Нагрузка на крыло была весьма велика – свыше 200 кг/м² , что потребовало мощной посадочной механизации (двухщелевые закрылки большого размаха), а для лучшей управляемости по крену наряду с элеронами использовались спойлеры – небольшие пластины на крыле, дифференциально отклоняемые вверх для уменьшения подъемной силы полукрыла и создания тем самым кренящего момента.

Первый полет Р-61 (еще без радиолокатора) состоялся в мае 1942 г., а с 1944 г. самолет начал поступать на вооружение. Он применялся на Тихом океане и в составе ВВС США в Европе. Однако к тому времени союзники уже контролировали воздушное пространство и ночные налеты противника случались редко, поэтому построили этих самолетов сравнительно немного – менее 700.

Рис.4.29. Ночной истребитель Нортроп Р-61

***

Для полноты картины развития самолетов воздушного боя следует упомянуть о работах по истребителям нетрадиционных компоновок. Таких машин было немного, так как в условиях войны трата денег и времени на не гарантирующие практической отдачи эксперименты являлась для большинства государств непозволительной роскошью. Из всех участников войны только США могли финансировать программу создания истребителя принципиально новой аэродинамической схемы. В рамках этой программы были построены и испытаны истребитель-"утка" Кертисс ХР-55 (рис. 4.30), истребитель-"бесхвостка" Нортроп ХР-56 и совсем уж необычный аппарат Чанс-Воут XF5U-I, напоминающий, скорее, "летающую тарелку", чем самолет (рис. 4.31). Испытания первых двух в 1943 г. сопровождались авариями из-за недостаточной устойчивости этих машин. Истребитель фирмы Чанс-Воут, построенный на средства ВМС США, начал проектироваться в 1941 г., а испытывался уже после войны. Благодаря особенностям дискообразного крыла малого удлинения и необычно большому диаметру пропеллеров самолет имел очень широкий диапазон скоростей и даже мог зависать в воздухе винтами вверх. Однако успешное развитие вертолетов и распространение реактивных двигателей в авиастроении заставили отказаться ог продолжения работ по этому самолету.