Гонка за призраком скорости. Один мотор — хорошо, а два — лучше

Окт 14 2012
+
21
-

Обращаясь к теме скоростных поршневых самолетов, следует особо подчеркнуть, что одним из важнейших направлений, по которому шли почти все конструкторы истребителей, было постоянное наращивание мощности их силовой установки. К концу войны почти во всех странах были созданы двигатели мощностью 2000 л.с. и выше. Однако мощность поршневых двигателей уже подходила к своему пределу. Поэтому, идя по пути увеличения мощности силовой установки, многие фирмы обращались к идее создания двухмоторных самолетов. И хотя двухмоторные истребители, обладавшие, как правило, большей дальностью полета и более мощным вооружением чем одномоторные, были соответственно более тяжелыми, а следовательно, и менее скоростными, некоторые из них ничуть не уступали, а в ряде случаев и превосходили по скорости основные одномоторные истребители мира.

Достаточно сказать, что лучшим двухмоторным поршневым истребителем по праву считался DH-103 «Хорнет», созданный в конце войны английской фирмой Де-Хэвилленд (первый полет — 28 июля 1944 г.).

Максимальная скорость полета этой машины на высоте 6,5 км доходила до 760 км/ч (рекордное значение: обычно 720-740 км/ч), что почти на 30 км/ч превышало скорость, достигнутую лучшим одномоторным английским истребителем «Спитфайр» последней модификации! Столь высокие характеристики были обусловлены, во-первых, наличием на самолете двух двигателей Роллс-Ройс «Мерлин» 130 и 131 мощностью по 2030 л.с. каждый, а, во-вторых — хорошей аэродинамикой.

Необходимо отметить, что успех фирмы Де-Хэвилленд был не случаен. Ведь при создании «Хорнета» учитывался весь многолетний опыт, накопленный фирмой при проектировании скоростных двухмоторных самолетов. Еще в 1934 г. для участия в международных воздушных гонках на приз Мак-Робертса по маршруту Европа-Австралия Джефри Де-Хэвилленд построил три легких двухместных гоночно-почтовых самолета «Комета», один из которых и выиграл их.

Английские летчики Скотт и Блэк пролетели всю трассу протяженностью 18 тыс.км за 71 час со средней скоростью 253,5 км/ч. Причем 2 часа было потрачено на ремонт двигателя во время промежуточной посадки. Успех «Кометы» мог показаться довольно странным, ведь на самолете стояли два относительно слабых двигателя «Джипси Сикс» мощностью всего по 225 л.с. Однако и здесь все решила хорошая аэродинамика. На самолете установили тонкое крыло большого удлинения со стреловидной передней кромкой, убирающееся в полете шасси и хорошо обтекаемый фюзеляж с небольшой площадью поперечного сечения. При этом для уменьшения интерференции (дополнительного вредного сопротивления, возникающего в местах стыка крыла и фюзеляжа) между крылом и фюзеляжем установили большие зализы. Таким образом, несмотря на большой запас топлива на борту, позволявший самолету пролететь без посадки более 4 тыс.км, и экипаж, состоящий из двух человек, максимальная скорость «Кометы» составляла 380 км/ч.

Развивая концепцию скоростного двухмоторного самолета, Де-Хэвилленд в 1940 г. создал скоростной бомбардировщик «Москито». Отличительной особенностью этой боевой машины являлось отсутствие на ней какого-либо оборонительного вооружения. Однако высокая скорость полета (610 км/ч) позволяла ей успешно уходить из-под атаки немецких истребителей. В ходе войны бомбардировщик постоянно совершенствовался и постепенно скорость его полета была доведена до 675 км/ч. Учитывая столь высокие характеристики «Москито», фирма Де-Хэвилленд разработала на базе этого бомбардировщика вариант тяжелого истребителя, различные модификации которого выпускались серийно в течение всей войны. И хотя истребители «Москито» почти не уступали в скорости своим невооруженным собратьям, они, тем не менее, имели определенный резерв по дальнейшему совершенствованию.

Дело в том, что от бомбардировщиков «по наследству» им достался довольно толстый фюзеляж с большим бомбоотсеком и широкая двухместная кабина экипажа. Естественно, решение напрашивалось само собой. Надо было сделать для «Москито» — истребителя новый фюзеляж с минимальной площадью поперечного сечения. Кроме того, за счет сэкономленных нескольких сотен килограммов массы планера можно было уменьшить и площадь его крыла.

Именно по такому пути и пошли англичане. Вновь созданный истребитель, получивший обозначение «Хорнет», фактически являлся уменьшенным вариантом «Москито». Малые размеры в сочетании с очень мощными двигателями и хорошей аэродинамикой обеспечили ему высокую скорость, которая даже у самой земли доходила до 632 км/ч, а на всех высотах более 3 км превышала 700 км/ч.

Одна из особенностей «Хорнета» — его необычная конструкция. Ведь, если практически все военные самолеты мира являлись цельнометаллическими, то «Москито», а в значительной степени и «Хорнет» строились из дерева. Заклепочные швы в этом случае отсутствовали и поверхность планера получалась довольно чистой.

Очень интересен по конструкции фюзеляж «Хорнета». Его обшивка состояла из двух слоев тонкой фанеры, между которыми находилась бальза. Такой трехслойный «сэндвич» несколько напоминает панели с сотовым заполнителем, они широко применяются в авиации в настоящее время и отличаются высокой прочностью при очень малой массе. Нельзя не отметить и довольно высокую удельную нагрузку на крыло, которая в зависимости от модификации самолета составляла 220-280 кг/м² — практически столько же, как и у американского «Тандерболта».

Не менее интересными были разработки и американских конструкторов. Учитывая то, что аэродинамическое сопротивление двухмоторных самолетов гораздо больше, чем у одномоторных не только из-за их больших размеров, но и за счет того, что кроме фюзеляжа и крыла, набегающему потоку воздуха приходится обтекать и относительно короткие мотогондолы двигателей, конструкторы фирмы Локхид перед самой войной создали многоцелевой истребитель Р-38 «Лайтнинг», имевший довольно необычную компоновку. В отличие от «нормальных» самолетов он был выполнен по двухбалочной схеме. Мотогондолы продолжили до самого хвоста и превратили в балки, несущие на себе хвостовое оперение. Вместо привычного фюзеляжа установили относительно небольшую хорошо обтекаемую кабину пилота каплевидной формы с отсеком вооружения. Благодаря такому конструкторскому решению «Лайтнинги» даже самых первых модификаций при относительно слабых двигателях (по 1100 л.с) могли развивать скорость до 630 км/ч. Почти на 100 км/ч больше чем у аналогичного немецкого истребителя Вf 110. В дальнейшем, за счет установки более мощных 1600-сильных двигателей скорость полета Р-38 была увеличена до 670 км/ч.

Однако скорость полета самолетов типа «Лайтнинг» могла бы быть и выше в случае полного отказа от размещения пилотской кабины на крыле между двигателями и переноса ее на одну из мотогондол. Именно это решение и было использовано фирмой Норт Америкен при создании истребителя Р-82, образованного соединением двух одномоторных истребителей Р-51Н «Мустанг» в одно целое. Поэтому самолет получил и соответствующее название — «Твин Мустанг». Управление у него сделали двойным. В кабине левого фюзеляжа установили полный стандартный комплекс приборного оборудования, а в кабине правого фюзеляжа количество приборов сократили до минимума. Ручка управления в ней была съемная, а педали — отключаемые от системы управления.

Самолет мог использоваться как в двухместном, так и в одноместном варианте. Вооружение полностью размещалось в центроплане крыла и практически не портило общей аэродинамики. Столь необычная компоновка нового истребителя в сочетании с мощными двигателями позволяла «Твин Мустангу» развивать скорость до 770 км/ч. Отмечалось, что во время летных испытаний опытный ХР-82 достиг даже 800 км/ч.

Самолеты аналогичной схемы разрабатывались и в других странах. В частности, еще в 1942-м немецкие конструкторы начали работы по созданию двухфюзеляжного самолета Bf 109Z на базе широкоизвестного истребителя Мессершмитг Bf 109. Предполагалось, что скорость полета новой машины будет порядка 750 км/ч. Но осуществить задуманное немцам не удалось. Во время одного из воздушных налетов опытный самолет был уничтожен.

Однако и у двухбалочных, и у двухфюзеляжных самолетов лобовое сопротивление было все же гораздо больше, чем у обычных одномоторных машин, имеющих всего лишь один фюзеляж. Поэтому у многих конструкторов появлялась сходная идея установки двигателей не в крыльевых мотогондолах, а в фюзеляже.

Напомним, что одним из первых боевых многомоторных самолетов (хотя и не летавшим) с подобным размещением силовой установки был тяжелый бомбардировщик «Святогор», построенный в России в 1916 г. инженером ВЛ.Слесаревым. Два двигателя этого ЛA размещались внутри фюзеляжа и посредством цепной передачи приводили во вращение воздушные винты, установленные на крыле. Ряд интересных самолетов с двигателями в фюзеляже в то время имелся и за рубежом.

Огромное влияние на развитие боевой авиации оказал Шнейдеровский гоночный гидросамолет Макки М.72 (установивший в 1934 г. абсолютный мировой рекорд скорости 709,2 км/ч). Как известно, два двигателя рекордного М.72 располагались в носовой части фюзеляжа тандемно один за другим и приводили во вращение сносные двухлопастные винты противоположного вращения, что делало этот двухмоторный самолет внешне похожим на одномоторный.

Этот легендарный самолет (его рекорд до сих пор не побит) оказал самое непосредственное влияние на работы конструкторов двухмоторных боевых летательных аппаратов.

Так, например, в СССР уже в 1936 г. под руководством В.Ф. Болховитинова началось проектирование скоростного ближнего бомбардировщика «С» («спарка») под двигатели М-103 мощностью по 960 л.с, тандемно установленные в носовой части фюзеляжа и также приводящие во вращение соосные, правда, уже трехлопастные винты. При этом крыло, как и у лучших гоночных самолетов, было выполнено очень маленьким, в результате чего удельная нагрузка составила 247 кг/м², что в то время считалось рекордным показателем. И неудивительно, что в ходе летных испытаний, начавшихся летом 1939-го, была достигнута скорость 570 км/ч — на 120 км/ч выше, чем у туполевского «СБ», оснащенного такими же двигателями, но размещенными на крыле вдвое большей площади.

Конечно, следует признать, что мощность силовой установки для машины данного класса была слишком мала и не обеспечивала удовлетворительных характеристик на режиме взлета и набора высоты. Тем не менее, полученные результата максимальной скорости при сталь маломощных двигателях в то время можно было считать довольно неплохим результатом. К сожалению, «спарку» не удалось довести из-за начавшейся Великой Отечественной войны.

В это же время были прекращены работы над еще более обещающим проектом многоцелевого пикирующего бомбардировщика-штурмовика, разрабатываемого А.М.Исаевым. В отличие от «спарки», самолет выполнялся по двухбалочной схеме, а его силовая установка состояла из двух более мощных 1200-сильных двигателей М-105 (в дальнейшем — 1500-сильных М-107), установленных за кабиной пилота и приводящих во вращение соосные толкающие винты.

Аналогичные работы велись и за рубежом. В 1942 г. французские инженеры авиационного арсенала в Лионе разработали проект тяжелого двухмоторного истребителя VB-10, рассчитанного на достижение скорости 795 км/ч на высоте 8500 м. В отличие от М.72 и нашей «Спарки» двигатели этого самолета располагались с разрывом — один стоял в носовой части фюзеляжа, а второй — за кабиной летчика (как на «Аэрокобре»).

Оба двигателя приводили во вращение соосные воздушные винты. В 1945-м уже после освобождения Франции от фашистов самолет был наконец построен. На него установили два 1500-сильных двигателя Испано-Сюиза 12 Z. Правда, честолюбивым планам французов не суждено было сбыться. Скорость полета новой машины, имевшей слишком большие размеры и мощное вооружение (4×20 мм и 6×12,7 мм¹) не превысила 700 км/ч. Тем не менее, она стала самым скоростным поршневым самолетом во Франции.

Практически точно такой же самолет в годы войны построила японская фирма Кавасаки. При этом в целях снижения лобового сопроти пления японцы применили на нем пароконденсаторную систему охлаждения двигателей, используя при этом опыт немецкой фирмы Хейнкель (как известно, несколько самолетов Не 100 перед войной были закуплены Японией). Однако недостаточно мощные двигатели На-40 (лицензионный вариант 1100-сильного немецкого DB601) и крыло относительно большой площади (в результате чего удельная нагрузка на крыло была порядка 180 кг/м²) несмотря на использование ламинарного профиля не позволили этому экспериментальному истребителю, получившему обозначение Ки.64, превысить скорость 700 км/ч (на высоте 5000 м).

Фирма Кавасаки планировала установить на усовершенствованный вариант самолета Ки.64 КАИ перспективные 2800-сильные двигатели На-201, которые должны были обеспечить ему скорость около 800 км/ч (такую же, какую хотели получить и французы на аналогичном VB-10), но полный разгром Японии и окончание второй мировой войны не позволил это сделать.

Та же участь постигла и конструкторов немецкой фирмы Дорнье, разрабатывающих в конце войны истребитель-перехватчик Р-252. В отличие от французов и японцев они предполагали установить два тандемно расположенных перспективных двигателя Jumo 213L мощностью по 2600 л.с. в центральной части фюзеляжа. Эти двигатели посредством удлиненных валов должны были приводить во вращение толкающие соосные винты, установленные в хвостовой части фюзеляжа. Улучшению аэродинамики самолета также способствовали стреловидные крылья и оперение. Трудно сказать, какую реальную скорость могла бы показать эта машина, хотя рассчитывалась она на достижение 900 км/ч.

Конечно, можно было бы и не говорить об этом нереализованном проекте, однако представляет несомненный интерес тот факт, что Р-252 являлся единственным поршневым самолетом в мире, рассчитанным на достижение столь фантастической скорости.

Этот проект родился не случайно. Ему предшествовала длительная работа по созданию истребителя-бомбардировщика Do 335.


  1. с вооружением VB-10 имеются расхождения: на сайте "Уголок неба" указаны 4 20-мм пушки, тогда как на французской вике 4 20-мм пушки и 6 7,7-мм пулеметов

источник: Виктор БАКУРСКИЙ "ГОНКА ЗА ПРИЗРАКОМ СКОРОСТИ. Один мотор — хорошо, а два — лучше" Крылья Родины 02-1994

Comment viewing options

Выберите нужный метод показа комментариев и нажмите "Сохранить установки".
Димончик's picture
Submitted by Димончик on вс, 14/10/2012 - 15:17.

 Один хорошо, два лучше.... а если 4мотора по схеме сосиска?

 Хорошими делами прославится низзяя!!!

NF's picture
Submitted by NF on вс, 14/10/2012 - 13:52.

++++++++++

 

"они предполагали установить два тандемно расположенных перспективных двигателя Jumo 213L мощностью по 2600 л.с. в центральной части фюзеляжа. "

Необходимо внести не большую поправку.  Вместо двигателя Jumo-213 L   следовало написать Jumo-213 J. 

Правду следует подавать так, как подают пальто, а не швырять в лицо как мокрое полотенце.

Марк Твен.