Юрий Гугля - Одномоторные истребители 1930-1945 г.г.
Совершенствуя систему охлаждения, конструкторы стали устанавливать радиаторы в специально спрофилированных туннелях, что значительно снижало их сопротивление, а потом и в центроплане (например, Р-39 «Аэрокобра», ИТП Поликарпова, И-220 Микояна и Гуревича…). Все эти мероприятия позволяли заметно увеличить скорость. Да и мощность моторов жидкостного охлаждения при обычной V-образной схеме к 1941 году возросла до 1200-1400 л.с. А многоцилиндровые двигатели, например, Н-образные 24-цилиндровые Ролс-Ройс «Нэпир» и «Сейбр» развивали 2000-2200 л.с., но при этом имели мидель, сравнимый со звездообразными моторами.
В это же время резкое увеличение мощности удалось получить у моторов воздушного охлаждения. Новые двухрядные 14-ти и 18-ти цилиндровые «звезды» были созданы во многих странах: P/W R-2800 и Райт R-3500, мощностью 2000-2300 л.с. в США; BMW-801 (1560-1700 л.с.) в Германии; М-81 (1600 л.с.), М-82 (1700 л.с.), М-71 (2000 л.с.), М-90 (1750- 2000 л.с.) в СССР… Высокая мощность таких двигателей, несмотря на больший мидель по сравнению с рядными моторами жидкостного охлаждения, позволяла создавать качественно новые истребители. И они в течение 1939-41 г.г. были спроектированы и построены.
Снижение аэродинамического сопротивление достигалось рациональным капотированием, установкой жалюзи на входе и «юбки» (или створок) на выходе, применением дефлекторов головок цилиндров, что очень важно для двухрядных «звезд»… Кроме того, и сами моторостроители помогали улучшать аэродинамику силовой установки: наличие редуктора позволяло не только получить оптимальный к. п. д. винта, но и сделать очертания передней части капота более плавными. Не прекращались поиски путей уменьшения диаметра двигателя…
Особую заботу о наилучшем использовании мотора на самолете проявила немецкая фирма BMW, создавшая не только хороший двигатель BMW-801, но и всю силовую установку. Конструктор самолета получал не мотор, а полностью ВМГ, представляющую собой отдельный агрегат с капотом, моторамой, системой охлаждения, который мог быть установлен на любом типе самолета.
Кроме совершенствования капотов NACA, иногда проектировались не совсем обычные капоты. Так, главный конструктор фирмы Кертисс Д. Берлин, совершенствуя Р-36 «Хоук», разработал капот, который делал истребитель похожим на машину с рядным двигателем. Воздух для охлаждения головок цилиндров поступал через сложный канал, воздухозаборник которого находился под большим коком винта. Однако заметного выигрыша не получалось: сопротивление такого капота если и снижалось, то незначительно, а несимметричный забор воздуха приводил к неравномерному охлаждению цилиндров.
В 1939 г. К. Танк на первом варианте FW-190 V-1, а в 1940 г. Поликарпов на И-185 с М-90 применили капоты с центральным входом воздуха 1*. Охлаждающий воздух поступал через центральное отверстие в большом коке, имеющем общие, плавные очертания с капотом, втулка винта закрывалась, в общем, обычным коком, расположенным внутри «главного» кока, за которым располагался вентилятор. На FW-190 он имел повышенное число оборотов, по сравнению с винтом, так как приводился во вращение от специального редуктора, а на И-185 – такое же число оборотов, как винт. Однако и эти капоты не получили широкого распространения. На FW-190 перегревался мотор. А И-185 из-за недоведенности М-90 летных испытаний не проходил. И хотя продувки в натурной аэродинамической трубе ЦАГИ дали положительный результат, применение такого капота Поликарпов отложил до «лучших времен». Причина, видимо, заключалась не только в нехватке времени накануне и во время войны, но и в сложности оптимизации такого капота, конструктивно более сложного и более тяжелого. Да и грамотно спроектированный обычный капот NACA при хорошем моторе позволял достичь очень высоких скоростей.
1* Иногда такие капоты назывались: «Капот с туннельным коконом» или «Кольцевой вращающийся капот».
P-39Q. Фото А. Дмитриева
P-51D в Корее. Архив редакции
А вот американских конструкторов, в отличие от советских и германских, при создании нового поколения скоростных истребителей такие проблемы, позволяющие «наскрести» десяток-другой км/ч скорости, похоже, занимали мало. Если взглянуть на носовую часть истребителей «Корсар», «Хеллкэт», «Биркэт», «Тандерболт» (на «изюминке» ВМГ этой машины остановимся ниже), оснащенным одним и тем же мотором R- 2800 разных модификаций, то можно заметить много общего. Отсутствие жаллюзи на входе, охлаждение регулировалось только «юбкой» на выходе, формы не радовали глаз изяществом… Отсутствовал даже кок винта, аэродинамике, вроде бы, никогда не противоречивший, а с эстетической точки зрения даже желательный… Думается, что причина заключалась не только в рационализме американских конструкторов, а, главным образом, в том, что они не испытывали дефицита мощности. R-2800 был выдающимся двигателем, мощность его постоянно росла – с 2000 л .с. в 1940 г. до 2800 л.с. в 1944 г. – и можно было сосредоточиться на общей аэродинамике, не особенно заботясь о «мелочах». Ни К. Танк, ни Н. Н. Поликарпов, ни С. А. Лавочкин позволить себе такое не могли, не имея даже к концу войны мотора мощностью 2000 л.с.
Особого внимания заслуживает ВМГ «Тандерболта», на котором повышение высотности мотора (самолет создавался как высотный, скоростной, дальний истребитель сопровождения) осуществлялось с помощью турбокомпрессора (ТК). И хотя сами по себе ТК не были новшеством – попытки их применения предпринимались во всех странах многократно – добиться надежной работы к 1941 г. удалось только создателю «Тандерболта» А. Картвелли. Чтобы исключить прогар турбины горячими выхлопными газами (главная проблема), турбокомпрессор был установлен не на двигателе, как обычно, а в закабинной части фюзеляжа, и выхлопные газы, проходя по трубопроводу, успевали остыть. Из компрессора, сжатый и охлажденный посредством промежуточного радиатора воздух подавался по другому трубопроводу в двигатель…
Такое решение заметно увеличивало вес и габариты и без того очень крупного истребителя, зато позволило обеспечить необходимую высотность и надежность. Р-47 «Тандерболт» имел выдающиеся высотно-скоростные характеристики. Уже первый опытный экземпляр ХР-47В в мае 1941 г. показал скорость 657 км/ч на высоте около 8 км. В 1944 г. P-47D-27 имел скорость 697 км/ч на высоте 9 км, a P-47N на этой же высоте – 740 км/ч. Наконец, в августе 1944 г. облегченный вариант XP-47J с мотором R-2800-57 (2800 л.с.) развил скорость 813 км/ч на высоте 10500 м, став, таким образом, самым скоростным поршневым истребителем в истории авиации 1*.
Но для ведения маневренного воздушного боя на малых и средних высотах эта машина годилась мало, уступая в скорости, скороподъемности, времени виража многим истребителям. Впрочем, «Тандерболт» для таких боев и не предназначался.
Лучшим американским истребителем принято считать Р-51 «Мустанг» серий В, С, D. Первоначальный вариант Р- 51 А, созданный фирмой НортАмерикен по заказу ВВС Англии, с невысотным двигателем «Аллисон» V-1710 (1200 л.с.) имел хорошие летные данные только на малых высотах, в силу чего часто использовался как истребитель-бомбардировщик. Но в 1942 г., по инициативе англичан, на «Мустанг» установили мотор «Мерлин». С ним характеристики самолета резко улучшились (скорость – порядка 700 км/ч), и дальнейшие модификации – В, С, D, N – выпускались только с мотором «Паккард» V-1650-3, представлявшем собой лицензионный вариант «Мерлина». Теперь «Мустанг» мог вести активный воздушный бой с любым противником в широком диапазоне высот, а при полной заправке использовался, как и «Тандерболт», в качестве истребителя сопровождения – яркий пример того, как хороший двигатель может посредственный истребитель превратить в выдающийся.
Р-39 «Аэрокобра» и P-40D «Киттихаук», оснащенные невысотными моторами «Аллисон» V-1650 (1200 л.с.), имели ЛТХ сравнимые с нашими «Яками» (не считая Як-3) и довольно широко применялись в советских ВВС.
Особенно популярной была «Аэрокобра» – машина очень оригинальная. Для снижения лобового сопротивления конструкторы установили мотор не спереди, как обычно, а сзади пилотской кабины с передачей вращающего момента от двигателя на винт с помощью длинного вала и выносного редуктора 2*. Свободное от мотора пространство носовой части служило для размещения оружия, включая 37-мм пушку (на всех американских истребителях в то время применялись только 12,7 мм пулеметы, устанавливаемые чаще всего в крыле). Самолет имел шасси с носовым колесом, необычную кабину с «автомобильными» дверками. Радиаторы находились в центроплане. Словом, новшеств для одной машины – предостаточно. Тем не менее, конструкторам удалось довести самолет до боеспособного состояния, хотя склонность к плоскому штопору после израсходования боекомплекта полностью «вылечить» не удалось.
