И все-таки опыт шнейдеровских и других состязаний очень помог конструкторам истребителей. Он научил их бороться за каждую лошадиную силу мощности, за каждый грамм аэродинамического сопротивления. Более того, стремительные, нередко опасные "болиды" сыграли роль разведчиков новых, еще не освоенных возможностей авиации, заставили специалистов изучать аэродинамику крыла, винта, всего самолета при высоких скоростях полета, создавать двигатели невиданных прежде мощностей. Оказалось, что от места и формы стыка крыла и фюзеляжа зависит величина полного сопротивления машины. Присоединяя крыло к нижней, средней или верхней части корпуса, можно получить весьма отличающиеся друг от друга аэродинамические свойства самолета. Важна и форма перехода консолей в фюзеляж. Так называемые зализы облагораживают аэродинамику и придают истребителю лишний десяток, а то и два километров в час.

Слабое место самолетов шнейдеровского типа винт - постоянного шага. Угол установки лопастей оставался неизменным в течение всего полета.

Но условия обтекания зависят от направления потока, набегающего на лопасть, говоря иначе, от ее угла атаки. Машина взлетает и к скорости от собственного вращения винта добавляется скорость движения самолета, которая растет от нуля до максимальной. Угол атаки лопасти изменяется, и только на расчетном режиме полета он достигает наивыгоднейшего значения. Если лопасти заранее установить под углом, оптимальным на самой большой скорости, самолет может просто не взлететь или будет разбегаться слишком долго. Приходилось удовлетворяться полумерами рассчитывать пропеллер на какой-то промежуточный режим.

Именно для того, чтобы лопасть как бы следовала за "гуляющим" вектором скорости потока и занимала "экономичное" положение, стали делать винты изменяемого шага. Самолет с "затяжеленным" винтом, лопасти которого были поставлены под большим углом установки, энергично разбегался и взлетал. При большой скорости полета лопасти устанавливались под меньшими углами.

И, наконец, шасси, вносившее изрядную долю в общее сопротивление гоночных машин. Обтекатели стоек и колес мало чем помогали при полете с громадной для начала 30-х годов скоростью до 500 км/ч. В конце концов, шасси в полете научились убирать.

Любопытно, что первыми применили все перечисленные новшества не создатели истребителей, а конструкторы пассажирских самолетов. Произошло это, видимо, потому, что убирающееся шасси вряд ли прибавило бы скорость тогдашним боевым машинам бипланам. Истребители потяжелели бы (за счет веса механизма уборки стоек) и при той же площади крыльев стали бы менее маневренными. Пассажирским машинам верткость ни к чему. Их легко сделать обтекаемыми монопланами.

В 1931 1932 годах фирма "Локхид" выпустила модель "Орион", оснащенную сначала 450-, а затем 500-сильным двигателем. Самолет развивал скорость 360 км/ч. В 1932 году КБ Харьковского авиационного института создало пассажирский самолет ХАИ-1 с мотором М-22 (480 л.с.) скорость машины достигала 324 км/ч.

Убирающееся шасси, зализанные очертания фюзеляжа, особая форма перехода от крыла к фюзеляжу, закапотированный двигатель, винт переменного шага и, наконец, тщательная отделка внешних поверхностей самолета вот что позволило сравнительно маломощным пассажирским машинам достичь высоких скоростей. В сущности, здесь перечислены все те ухищрения, к которым прибегали конструкторы 30-х годов, чтобы заставить истребителей сначала догнать резвых "транспортников", а затем и обставить их.

Больше всего дискуссий в авиационном мире вызвала в те годы монопланная схема гоночных самолетов, точнее, ее пригодность для истребителей.

Воздав должное аэродинамике, специалисты долго не могли решить, какой из двух схем бипланной или монопланной принадлежит будущее.

Противоборство двух тенденций, как в зеркале, отразилось в творческой биографии выдающегося советского авиаконструктора, "короля истребителей" Н. Поликарпова. Выпустив в 1933 году полутораплан И-15, его КБ одновременно создает и скоростной моноплан И-16, ставший впоследствии основным предвоенным истребителем наших ВВС. И-16 был первым в мире серийным истребителем, на котором применено убирающееся шасси.

Годом позже в первый полет поднялся И-15-бис, верхнее крыло которого для улучшения обзора из пилотской кабины было поднято над фюзеляжем (летчики не сразу привыкли к изгибу крыла И-15 наподобие крыла чайки). Наконец, в 1938 году проходит испытание полутораплан И-153 "Чайка" дальнейшее развитие И-15. Машину оснастили более мощным двигателем, системой уборки шасси, четырьмя пулеметами.

"...В то время считалось, пишет генеральный авиаконструктор А. Яковлев, что из-за недостаточной горизонтальной маневренности монопланов они в бою должны действовать совместно с бипланами: первые догоняют и сковывают действия противника, вторые уничтожают его. Эта концепция оставалась в силе до практической проверки ее в Испании и на Халхин-Голе, показавшей трудность организации взаимодействия разнотипных истребителей в быстро меняющихся условиях воздушного боя..."

Чрезвычайно интересные конструкции боевых, готовых к действию машин, которые совмещали в себе лучшие свойства бипланов и монопланов, создал в конце 30-х годов советский летчик-испытатель и инженер В. Шевченко.

Моно-биплан самолет с двумя крыльями при взлете и посадке и с одним на основных режимах вот что, по идее Шевченко, могло помочь тогдашней авиации. Только как избавиться от этого мешающего, лишнего крыла не навсегда, конечно, а до конца полета, когда машина заходит на посадку и нужно восполнить недостаток подъемной сипы за счет увеличения несущей площади? Убирающееся крыло? Этот вывод напрашивался сам собой. Но ведь крыло агрегат весьма ответственный, сложный, испытывающий огромные нагрузки. Лишь недавно на самолетах появилось убирающееся шасси это заставило конструкторов решить массу сложных технических проблем. Не вызовет ли уборка крыла нежелательных изменений в аэродинамике машины, как поведут себя шарниры консолей, не станут ли они источниками разрушительных колебаний? Ответить на эти вопросы могли расчеты, продувки, наконец, летные испытания экспериментального самолета.

В июне 1940 года моно-биплан впервые поднимается в воздух, а через месяц Георгий Шиянов, впоследствии заслуженный летчик-испытатель СССР, Герой Советского Союза, проводит первую уборку крыла в полете. Облетывали ИС-1 и летчики-испытатели Степан Супрун и Алексей Гринчик, вошедший впоследствии в историю российской авиации как испытатель первого реактивного МиГа.

Облетанный моно-биппан продемонстрировал отличные свойства. Уборка крыла не ухудшала устойчивости и управляемости машины, зато прибавляла ей скорости. Скорость возрастала, хотя обороты двигателя не менялись. Сказывалось уменьшение воздушного сопротивления. При посадке быстроходная машина вновь выпускала убранное крыло и становилась тихоходным бипланом. Самолет обходился взлетно-посадочной площадкой минимальных размеров. Но век боевого биплана уже миновал. Окончательный приговор ему вынесла воздушная война в Испании.

В 1936 году И-15 и И-16 впервые встретились с "Мессершмиттами", пишет генеральный авиаконструктор А. Яковлев. Это были первые истребители Ме-109В с двигателем Юнкерса JUMO-210 мощностью 610 л. с. Скорость их не превышала 470 км/ч. Наши истребители по скорости не уступали "Мессершмиттам", а оружие у тех и у других было примерно равноценное пулеметы калибра 7,62 мм. Маневренность у наших самолетов была лучшей, и "Мессершмитты" несли большие потери.

Тем временем немцы, учтя опыт первых воздушных боев в небе Испании, с лихорадочной поспешностью занимались усовершенствованием своей авиации. Они радикально улучшили машины Ме-109, установив на них двигатели "Даймлер-Бенц DB-601" мощностью 1100 л. с., благодаря чему скорость полета возросла до 570 км/ч. В таком виде истребитель "Мессершмитт" поступил в серийное производство под маркой Ме-109Е.

Несколько первых Ме-109Е в августе 1938 года были посланы в Испанию, где под командованием лучшего немецкого летчика Мельдерса приняли участие в воздушных боях заключительного акта испанской трагедии. Ме-109Е имел решительное преимущество перед И-16 как по скорости полета (на 100 км в час), так и по калибру стрелкового оружия и по дальности стрельбы".

Итак, назрели реформы и в вооружении истребителей. Авиаконструкторы любят вспоминать старую шутку о специалисте по вооружению самолетов, которому доверили спроектировать истребитель. Вышло что-то вроде громадной пушки, облепленной маленьким крылом, оперением, кабиной, шасси. Но, в сущности, незадачливый вооруженец не так уж и ослеплен своей приверженностью ко всему стреляющему. Бортовое оружие вот главная ноша истребителя, призванного уничтожать летательные аппараты противника, а иногда штурмовать наземные объекты.

Вплоть до начала 30-х годов вес вооружения составлял у одноместного истребителя 65-75 кг (2 пулемета и 1000 1200 патронов). На самолетах устанавливали, как правило, пулеметы общевойсковых типов, модифицированные с учетом авиационной специфики. А ведь еще опыт первой мировой войны показал, как много значит для воздушного боя высокая скорострельность оружия. Знаменитый ас Рене Фонк писал: "Когда я летаю на СПАДе, то попадаю в цель так же, как если бы я стрелял с руки. Это совсем не легко. Надо принять во внимание, что и атакующий и атакуемый перемещаются с громадной скоростью и при этом находятся на разных высотах. Нужно мгновенно оценить скорость противника, сопоставить ее с собственной скоростью и предусмотреть те отклонения в траектории попета пули, которые зависят от угла обстрела. Для того чтобы свести к минимуму необходимость вносить поправки в прицел, надо открывать огонь с дистанции 100 200 м. Значит, в распоряжении летчика имеется только несколько секунд для стрельбы. Времени так мало, что я часто успевал выпустить не более 5-6 пуль. Правда, мне по большей части этого было достаточно, чтобы сбить противника".

"Громадная скорость", с которой сближались самолеты первой мировой войны, изрядно выросла в 30-х годах. Чтобы всадить в атакующую машину хотя бы пять-шесть пуль, прежней, "общевойсковой" скорострельности уже не хватало.

В 1932 году на вооружение советской авиации был принят 7,62-мм авиационный пулемет системы Шпитального-Комарицкого ШКАС, делавший 1800 выстрелов в минуту. В 1939 году ВВС РККА получили крупнокалиберный, 12,7-мм пулемет УБ системы М. Березина, выпускавший 1000 пуль в минуту.

Роковые для самолета первой мировой войны пять-шесть пуль могли быть совершенно безвредными для боевой машины конца 30-х годов. К концу десятилетия боевая нагрузка потяжелела до 200 300 кг, 100 кг составлял вес брони, защищавшей экипаж. Значит, желательно многократно усилить поражающее действие каждой из пяти-шести пуль, превратить их в мощные снаряды скорострельных авиапушек.

Двумя пушками ШВАК 20-мм оснащали "Чайку", некоторые модели И-16. Пробовали ставить на "Ишачка" даже четыре орудия. Нередко пушечное вооружение сочеталось с пулеметным. И если вес залпа (пуль или снарядов, выпущенных бортовым оружием в единицу времени) составлял у "скаута" первой мировой войны около 25 кг/мин, то истребитель конца 30-х годов "терял в весе" за минуту огня 200 кг.

Как и многие годы назад, в начале первой мировой войны носовая часть одномоторного самолета мало подходила для установки мощного вооружения. Мало того, что пулеметы нужно было синхронизировать с вращением винта, их следовало "вписать" в обводы фюзеляжа, занятого мощным и объемистым двигателем. В поисках места для пушек и пулеметов конструкторы рассредоточивали оружие.

На основных монопланах британской истребительной авиации Хаукер "Харрикейн" (фирма "Hawker" появилась в 1920 году на основе реорганизованной фирмы "Sopwith") и "Супермарин" "Спитфайр" еще в 1936 году устанавливали по восемь пулеметов винтовочного калибра, располагавшихся в крыльях. Мессершмитт Ме-109ЕЗ (1939г.) нес два пулемета, стрелявших сквозь диск винта, и два крыльевых 20-мм орудия. Часть оружия несли на крыльях и американские истребители Кертисс Р-40 "Томагаук" и Белл Р-39 "Эркобра", появившиеся в 1939 году.

Правда, создатели "Кобры" облегчили жизнь оружейеикам. Стремясь создать легкую, маневренную машину, инженеры рассудили; Чтобы повысить маневренность самолета, а заодно и улучшить обзор пилотской кабины, надо самые массивные агрегаты сосредоточить вблизи его центра тяжести. Следовательно, идеальное место для двигателя посередине фюзеляжа, позади летчика. Кабина передвигается к носу, носовую часть можно нашпиговать мощным вооружением. И для достижения хорошего обзора летчику из кабины на разбеге и пробеге, машину оснащают носовой стойкой трехколесного шасси.

Особые возможности для вооружения предоставляли конструкторам истребителей двухмоторные машины с "очищенной" от двигателя носовой частью фюзеляжа. Представители этого класса самолетов Мессершмитт Ме-110 (1936) и Локкид Р-38 "Лайтинг" (1939).

Как и на других двухвинтовых самолетах, двигатели "Лайтинга" располагались по бокам пилотской кабины. Но конструкторам показалось слишком расточительным тратить мощность моторов на создание вихрей за мотогондолами. Ведь сопротивление обтекаемого тела зависит от его удлинения (отношения длины к площади миделевого сечения). У "Лайтинга" гондолы переходили в хвостовые балки, образовавшие вместе с крылом и стабилизатором очень прочную и жесткую конструкцию. Освобожденную носовую часть самолета заполнили целой батареей: 23-мм пушкой и четырьмя пулеметами калибра 12,7 мм. Машина получилась довольно тяжелой, при взлетном весе 6700 кг она весила почти столько же, как и типичный для тех времен средний бомбардировщик.
Претерпев между двумя мировыми войнами коренные изменения, истребитель превратился в грозную машину, способную бороться за господство в воздухе, взять на себя основную тяжесть суровых воздушных боев в небе надвигавшейся мировой войны.



Оригинал данной работы расположен на сайте http://www.bestreferat.ru/referat-16216.html

Главная
Предыдущая
Эти великолепные пилоты на своих летательных аппаратах...
E@mail