Таблиця 4.7. Нові винищувачі, що надійшли на озброєння воюючих стрпн е період їх участі в бойових діях.
Примітки: 1). У таблиці перераховані винищувачі, випущені серією щонайменше 1000 екзем Пляра. 2). Курсивом виділено палубні винищувачі.
Як видно з таблиці 4.7, найбільшу кількість типів серійних винищувачів, прийнятих у великій кількості на озброєння в ході війни, належить США. Це пояснюється віддаленістю США від театру військових дій; на відміну від європейських країн американські авіазаводи і конструкторські бюро не піддавалися бомбовим ударам, не було загрози їх захоплення противником, перед виробниками не давлсла проблема зміни моделі без скорочення темпів випуску літаків хоча б на один день. Чимало нових типів винищувачів з'явилося і в Японії, що також знаходиться в особливому географічному положенні і до пори до часу не відчувається на собі тягар масованих нальотів. Англія зуміла запустити в масове виробництво два нових винищувача, Німеччина - теж два, Італія - один. У ВПС СРСР за час Великої Вітчизняної війни не з'явилося жодного принципово нового серійного літака.
Найчисленнішим серед нових винищувачів, створених в умовах військових дій, був німецький FW-190 (рис.4.16): з 1941 по 1945 р побудували близько 20 тисяч цих літаків. Головним конструктором FW-190 був технічний директор фірми Фокке-Вульф К. Танк. На відміну від "Мессершмітт" на літаку вирішили встановити радіальний двигун повітряного охолодження BMW-801. Також як DB-601, він був обладнаний двухскоростким нагнітачем і системою безпосереднього вприскування палива. Внаслідок більшого робочого об'єму (41,7 л) BMW-801 міг розвивати у землі потужність до 1600 к.с. (Варіант 801D-1 зі збільшеною ступенем стиснення - 1700 к.с.) і 1460 к.с. на номінальному режимі на висоті 4100 м. Така потужність дозволяла літаку досягати максимальної швидкості понад 600 км / ч. Для кращого охолодження двигуна на малих швидкостях під капотом встановили вентилятор діаметром близько 1 метра, з приводом від вала пропелера.
Літак мав унікальну для свого часу систему автоматичного керування силовою установкою. Спеціальне командне пристрій, пов'язане з важелем управління двигуном, обирало оптимальну швидкість обертів, тиск наддуву, режим роботи системи упорскування палива, регулювало положення стулок системи охолодження. Немає потреби говорити, що це істотно полегшувало роботу льотчика, дозволяло йому цілком зосередитися на виконанні бойового завдання. В інших країнах подібного комплексного автомата регулювання не було. Так, наприклад, на радянських літаках до кінця війни з'явилася лише система "гвинт-газ", що забезпечує кінематичний зв'язок за допомогою одного важеля управління регулятором оборотів і тиском наддуву двигуна.
Рис.4.16 Винищувач FW-190
Іншими особливостями, що відрізняли нову машину від "Мессершмітт", були більш потужне озброєння і солідна бронезащита. Озброєння складалося з двох кулеметів на фюзеляжі, двох 20-мм гармат в кореневій частині крила, синхронізованих для стрільби через гвинт, і двох не синхронізовані 20-мм гармат, розташованих приблизно на полуразмахе крила. Сумарна вага секундного залпу FW-190 дорівнював 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]. Ззаду пілот був захищений бронеплитами товщиною від 8 до 13 мм. спереду - двигуном і бронестеклом, знизу роль своєрідного щита виконували протектірованние паливні баки ( 30 * ). Кільцеподібний маслобак, розташований під капотом попереду двигуна, також був захищений сталевими накладками спереду і збоку. Загальна вага броні становив 110 кг, а на більш пізніх моделях, після бронювання нижній частині фюзеляжу, досяг 300 кг.
Конструктивним недоліком "Мессершмітт" була дуже вузька колія шасі <колеса прибиралися в крило в напрямку від фюзеляжу). Через це літак нерідко різко розвертало при пробігу, і він перекидався. У FW-190 стійки шасі розташовувалися далі від фюзеляжу, і винищувач мав значно краще, стійкістю при русі по аеродрому.
Поява FW-190 влітку 1941 р на Західному фронті стало неприємним сюрпризом для англійців. Як показали випробування трофейного літака FW-190A-3, він н ^ всіх висотах па 30-50 км / ч перевершував за швидкістю "Спітфайр 'V, відрізнявся кращою скоропідйомність, мав кращі розгінні характеристики [20, с. 80 81]. Положення вдалося виправити тільки пості появи в 1942 р на озброєнні "Спитфайра" Mk.IX і "Мустанга".
На Східний фронт "Фокке-Вульфи" (модифікація А-4) дива надходити пізніше - в другій половині 1942 р
В ході війни винищувачі Bf. 109 і FW-190 застосовувалися зазвичай для різних бойових завдань. Більш маневрений "Мессершмітт" був, перш за все, "винищувачем винищувачів", літаком для завоювання панування в повітрі. FW-190 завдяки потужному озброєнню і бронюванню успішніше діяв проти бомбардувальників, а також використовувався як винищувач-бомбардувальник і штурмовика (в цьому варіанті випустили окало третини літаків).
Як і інші "довгожителі", FW-190 зазнав за час війни чимало змін, часом досить значних. Спочатку заходи щодо поліпшення машини обмежувалися форсуванням двигуна за рахунок збільшення ступеня стиснення і уприскування водо-меганоловой суміші, посилення бронювання і озброєння. Але до початок 1944 стало ясно, що можливості підвищення потужності BMW-801 вичерпалися. Тоді К.Танк вирішив замінити його на новий двигун водяного охолодження фірми Юнкер ». Jumo-213. Німецьким конструкторам довелося для цього вирішити не менше складне завдання, ніж співробітникам ОКБ С. А. Лавочкіна при переробці ЛаГГ-3 в Ла-5. Для того, щоб зберегти круглі поперечні обриси фюзеляжу Танк встановив перед двигуном циліндричний радіатор; для його захисту використовувалися кільцеподібні пластини зі сталі товщиною 6-11 мм. В результаті літак зберіг форми, характерні для машині двигуном повітряного охолодження. Довжина фюзеляжу збільшилася на 1.3 м, крило і хвостове оперення не змінилися. Літак, що одержав позначення FW-190D, на форсажному режимі роботи двигуна міг розвивати швидкість 680 км / год на висоті 6600 м, помітно збільшилася його скоропідйомність. Випуск цієї моделі почався восени 1944 р до кінця війни побудували окало 700 FW-190D.
На основі FW-I90D К. Танк на замовлення Міністерства авіації спроектував винищувач-перехоплювач Та-152 для боротьби з що високо розвідниками і бомбардувальниками противника. Літак мав збільшений на 4 м розмах крила, герметичну кабіну пілота, системи форсування злітної потужності шляхом добавки до палива суміші спирту з водою і подачі закису азоту в двигун для більшої висотності.
Представляючи собою вінець лінії розвитку винищувачів фірми Фокке-Вульф. Та-152 мав видатними висотно-швидкісними характеристиками. При додаванні закису азоту в двигун на висоті 12000 м він розвивав швидкість 760 км / ч. стеля - 14800 м. В кінці 1944 і початку 1945 рр. німецька авіапромисловість встигла зробити тільки 67 таких літаків | 3, С.А20 [. У боях вони не брали участь.
Однотипним "Фокке-Вульфа" англійським літаком був винищувач-перехоплювач і штурмовик Хокер "Тайфун" (рис. 4.17). Його головною відмінною рисою був незвичайно потужний двигун - 24-циліндровий Непіра "Сейбр", що розвивав більше 2000 к.с. Циліндри розташовувалися в 4 ряди, по 6 у кожному, надаючи поперечним перерізом двигуна вид покладеної на бік букви "Н". Під капотом двигуна перебував великий овальний повітрозабірник, що надавав літаку характерний зовнішній вигляд. У ньому розміщувалися водяний і масляний радіатори двигуна.
30 * До разі поразки паливного бака небезпека пожежі зазвичай виникає лише при витіканні пального назовні. При попаданні в бак пуд швидко гальмується в рідини і втрачає забійну силу -
Ріс.4.17. Літак "Тайфун" 1В
Перший політ "Тайфуни" відбувся в лютому 1940 р Випробування показали необхідність доопрацювання літака, в першу чергу - його силової установки. Тим часом, почалися масовані нальоти німецьких бомбардувальників на Англію, і фірма змушена була кинути всі сили на випуск і вдосконалення винищувача "Харрикейн". Нарешті, в 1941 р виробництво "Тайфуни" доручили фірмі Глостер. В повітрі він успішно змагався з FW-190, а з 1943 р широко застосовувався для знищення наземних цілей в окупованих німцями країнах Західної Європи. В останньому випадку крім гармат на літак підвішували бомби або ракети "повітря-земля".
Розвитком "Тайфуни" став літак "Темпест". Завдяки зменшеній відносної товщині крила і форсування двигуна до потужності 2340 к.с. "Темпест" на висоті 5800 м міг розвивати швидкість, близьку до 700 км / ч. Літак прославився тим, що в 1944 р знищив в повітрі більше 600 крилатих ракет V-1, якими німці обстрілювали територію Англії [10, с. 110].
Найвідомішим американським винищувачем періоду другої світової війни був Норт Америкен Р-51 (у ВПС Англії літак називався "Мустанг"). Його "родзинка" полягала в чудовій зовнішньої аеродинаміки. Зокрема, Р-51 був першим серійним літаком, на якому стояло крило ламінарного профілю.
Рис.4.18. Звичайний (в) і ламінарний (б) профілі Б Не 4.19 Поліри звичайною (я) і ламінарного <б> профілів
Ламінарні профілі були розроблені в аеродинамічних лабораторіях на основі теорії прикордонного шару. Як відомо, ламинарное обтікання крила, що характеризується паралельною ліній струму, відбувається тільки поблизу передньої кромки, потім під дією сил тертя потік стає турбулентним, і сила поверхневого тертя збільшується. Завдяки зміні форми профілю (pin. 4.18) і особливо ретельної обробки поверхні крила в лабораторних умовах вдалося домогтися майже повної ламинаризации потоку. За даними аеродинамічних досліджень, застосування ламінарних профілів давало істотне зменшення опору на невеликих кутах атаки (рис. 4.19). Правда, як з'ясувалося згодом, в реальних умовах домогтися ламинаризации обтікання крила зазвичай не вдавалося, тому що через виробничі огріхів, неминучих при масовому випуску, шорсткості камуфляжній забарвлення, а також з-за пилу, бризок і налипнув шиї мошкари при експлуатації літака шорсткість поверхні зростала, і відбувалася турбулізація прикордонного шару.
Проте, завдяки високому досконалості аеродинамічного проектування коефіцієнт лобового опору цією винищувача був виключно мал- 0,0163 (Р-51 D) [13, с. 484].
Початок розробки літака відноситься до весни 1940р., Коли англійці звернулися до "Норт Амерікен" з проханням організувати випуск винищувачів Кертисс Р-40 для королівських ВПС. У відповідь глава фірми Д.Кіндельбергер заявив, що замість цього Норт Амерікен готова за 4-місячний термін спроектувати і побудувати новий літак, що перевершує за характеристиками Р-40. Англійці взяли це контрпропозицію, і 26 жовтня 1940 р дослідний зразок NA-73X здійснив перший політ. При однакових двигунах він виявився на 40 км / ч швидкохідні в порівнянні з Р-40. Найбільш сильним було і озброєння: 8 кулеметів, з них 4 - великокаліберних.
У листопаді 1941 р перші серійні машини прибули до Англії. Вони мали гарні швидкісними показниками на малих і середніх висотах і були визнані кращими американськими винищувачами, що поставляються в країну по ленд-лізу. Однак "слабким місцем" "Мустанга" була недостатня висотність американського двигуна "Аллісон" V-1710 з одношвидкісним приводним нагнітачем. Це ускладнювало застосування літака на великих висотах для боротьби з німецькими винищувачами і бомбардувальниками, тому "Мустанг" використовували спочатку більше як розвідник або винищувач-бомбардувальник.
У 1942 р англійський льотчик-випробувач Р.Харкер запропонував замінити на "Мустангу" американський двигун більш потужним і висотним англійським Роллс-Ройс "Мерліном", успішно застосовуються на "Спитфайрах". Модифікація дала чудовий результат: максимальна швидкість збільшилася на 80 км / год, скоропідйомність - більш ніж в півтора рази [5, с. 234]. У США "Мустанги" з двигунами Паккард V-1650-3 (ліцензійна версія "Мерліна") випускалися з 1943 р під маркою Р-51В (1988 примірників) та Р-51С (1750 примірників). За льотними даними вони мали перевагу над винищувачами супротивника.
З 1943 р англо-американські бомбардувальні сили почали регулярні нальоти на Німеччину. З цих поросновной завданням "Мустанга" стало супровід і охорона бомбардувальників від німецьких винищувачів. Для збільшення дальності польоту винищувач обладнали додатковим паливним баком в фюзеляжі ємністю 246 літрів. З двома підвісними паливними баками дальність Р-51 В перевищувала 2000 км.
Наступною версією літака став P-51D (рис. 4.20). На ньому прибрали гаргрот і встановили цельноштампованний каплевідний ліхтар кабіни пілота, винайдений американцем Малькольмом. Не маючи металевих елементів каркаса, він забезпечував чудовий огляд на 360 °. Згодом каплевідний ліхтар отримав повсюдне поширення.
Рис.4.20. Винищувач Р-51 D "Мустанг"
P-5ID (в Англії - "Мустанг" IV) з'явився наймасовішою модифікацією це г: винищувача. У 1944 р американські заводи випустили 5968 таких літаку '[24, с.34].
Останнім серійним "Мустангом" став Р-51Н. До кінця війни встигли виготовить »555 машин. Форсований двигун V-1650-9 з новим 4-лопатевим пропелерів і численні дрібні аеродинамічні удосконалення дозволяли літаку розвивати 783 км / год на висоті 7620 м [25], Мабуть, це був самий швидкісний гвинтомоторні літак періоду другої світової війни ( 31 * ).
P-51D і P-51H використовувалися як на Європейському, так і на Тихоокеанське фронтах. В останньому випадку вони супроводжували важкі бомбардувальники В-29 і нальотах на Японію, маючи під крилом два підвісних паливних бака ємністю по 625 л. Злітна вага винищувача в такому "перевантажувальному" варіанті досягав 5,5 тонн.
Р-51 з двигуном "Мерлін" був першим в авіації плодом "міжнародного співробітництва. Злиття успіхів американських аеродинаміків і англійських двигунобудівників дозволило створити видатний за своїми даними літак.
Протилежністю елегантному "Мустанг" виглядав інший американський масовий винищувач Рипаблик Р-47 "Тандерболт" (рис. 4.21). Цей громіздкий літак з бочкоподібним фюзеляжем, який отримав за свій вид прізвисько "Джаг (" Глечик "), мало напомннат винищувач. Але, в цілому, це був вдалий літак, що поєднував в собі велику швидкість і висоту польоту з досить Мошни озброєнням і високої бойової живучістю . За кількістю побудованих в США винищувачів він розділив з "Мустангом" перше і друге місця.
Історія створення "Тандерболт" така. У 1939 р глава фірми Рипаблик російський емігрант А.М.Картвелі зайнявся розробкою нового винищувача ХР-44 "Уорриор" для заміни застарілого Р-35. Військовим літак сподобався, і вони уклали контракт на його виробництво. Однак, коли в 1940 р на спеціальній конференції в Науково-випробувальному центрі ВПС США в Райт Філда, де були присутні пілоти, які брали участь в повітряних боях проти "Люфтваффе", були підведені підсумки перших місяців повітряної війни в Європі, з'ясувалася необхідність в винищувачах з потужнішим озброєнням, бронюванням, протестованими баками. Після цього американське військове командування відмовилося від ідеї виробництва ХР-44 і запропонувало фірмі Рипаблик розробити літак, який відповідає новим вимогам до озброєння і бойової живучості винищувача.
Посилення озброєння і засобів захисту вели до збільшення ваги літака, тому був потрібний новий, більш потужний двигун. Спочатку передбачалося застосувати на літаку V-подібний двигун водяного охолодження Аллісон V-1710 але він не давав потрібної потужності. Тоді Картвели зупинив вибір на останній розробці фірми Пратт-Уїтні - 18-циліндровому двухрядном зіркоподібному двигуні повітряного охолодження R-2800 "Дабл Уосп" злітною потужністю 2000 к.с. У порівнянні з однотипним двигуном фірми Райт "Дабл Циклон" він був трохи менше по діаметру і тому пізніше став основним американським "винищувальних" двигуном. Проте через велику вагу і габаритів мотора Картвели був змушений відмовитися від ідеї модифікувати під новий двигун літак ХР-44 і розробив новий проект - ХР-47В. У червні 1940 р цей проект був схвалений військовими, і ще на стадії проектування літака фірма отримала замовлення на 772 винищувача.
31 * Про те, що ця модель за швидкістю була близька до межі для гвинтомоторних літаків, свідчить те, що абсолютний світовий рекорд швидкості для поршневого літака, встановлений в 1983 р становить 832.12 км / ч, т.e. не набагато перевищує УМАКС P-51M.
Рис.4.21. Рипаблик P-47D Тандерболт
Перший політ літака ХР-47В состоялся 6 травня 1941 р Це БУВ Найбільший и найважчій одномоторний винищувач часів Другої Світової Війни. Незвично великі розміри і вага були обумовлені великими габаритами двигуна і турбокомпресора-нагнітача. Літак проектував як би навколо силової установки. Так як місця для турбокомпресора в передній частині фюзеляжу не знайшлося, його розмістили ззаду, за кабіною. Вихлопні гази надходили від двигуна до турбіни нагнітача справжньої трубі усередині фюзеляжу і встигали трохи охолонути. Це зменшило небезпеку прогара турбіни (що нерідко траплялося на інших літаках), але змусило прокласти вздовж фюзеляжу цілу систему повітропроводів: їх загальна довжина становила близько 20 м, а вага всієї системи разом з турбокомпресором - 385 кг [8, с. 264; 20, с. 54].
Для зниження лобового опору літака повітрозабірники турбокомпресора і маслорадиатора об'єднали з входом для охолодження циліндрів мотора. Отвір для забору повітря було розташоване під двигуном, тому капот отримав характерну витягнуту вниз форму. За результатами випробувань схо "Тандерболт" на режимі максимальної швидкості був, незважаючи на незграбний вигляд літака, нижче, ніж у німецьких винищувачів Bf.109G-4 і FW-190A [8, с. 264],
Серійне виробництво літака почалося в березні 1442 року, а на початку 1943 р Р-47В взяли перше "бойове хрещення" в складі 56-ї американської винищувальної групи, що базувалася на Британських островах. Пізніше літак активно застосовувався на всіх фронтах, в основному як винищувач супроводу, винищувач-бомбардувальник і літак для підтримки наземних військ. До кінця 1945 року в США виробили понад 15 тисяч "Тандерболт" [26].
Картвели постійно працював над вдосконаленням літака. Від модифікації до модифікації зростала потужність двигуна, для збільшення радіусу дії під фюзеляжем стали встановлювати підвісний бак на 750 л пального (Р-47С), була розроблена система форсування мотора за рахунок упорскування води в циліндри (Р47С1), з'явився схожий на краплю ліхтар, що забезпечує льотчику кругової огляд (P-47D), був створений наддалекий варіант спеціально для супроводу американських важких бомбардувальників на Тихоокеанському фронті (P-47N) і висотний варіанті герметизированной кабіною (Р47Е).
Для японських винищувачів військових років характерне застосування двигунів повітряного охолодження, створених за типом випускалися до воїни за ліцензією американських зіркоподібних моторів. Найбільш поширеними були 14- циліндровий Накадзіма На-25 і 18-циліндровий Накадзіма На-45. Вони були легше двигунів водяного охолодження і простіше у виробництві. Заради зменшення ваги літаків конструктори довгий час відмовлялися від застосування бронезахисту льотчика і протектірованних баків. В результаті мала вага і компактність силової установки забезпечували японським винищувачам виняткову маневреність, але їх швидкісні якості, бойова живучість і ефективність озброєння залишали бажати кращого. Так. найпоширеніший на початку війни літак армійської винищувальної авіації Накадзіма Ki-43 мав максимальну швидкість менше 500 км / год, а його озброєння складалося всього з двох дрібнокаліберних кулеметів.
Для того, щоб підвищити швидкісні властивості винищувача, інженери фірми Накадзіма створили літак Ki-44 зі зменшеним на 2 м за розмахом і в півтора рази за площею крилом. Досвід виявився не дуже вдалим. Незважаючи на невелику вагу (2550 кг) навантаження на крило збільшилася майже вдвічі. Це дозволило приблизно на 100 км / ч додати в швидкості, але, разом з тим, призвело до різкого погіршення пілотажних якостей. Багато японських пілотів, які звикли до зручного і безпечного в управлінні Ki-43, загинуло через аварії. Тому Ki-44 не став масовим: побудували 1 233 літака.
Набагато більш гармонійним поєднанням льотних характеристик мав літак Накадзіма Ki-84, що надійшов на озброєння в серпні 1943 р Його конструктором був Т.Койяма. За розмірами літак був близький до Ki-43, але мав значно потужніший двигун - 18-циліндровому "подвійну зірку" з системою безпосереднього вприскування палива, що розвиває 1900 к.с. Максимальна швидкість Ki-84 становила 624 км / год, а по скоропідйомності і маневреності він перевершував американські винищувачі Р-51Н і P-47N. Значно більш потужним стало озброєння. На першій моделі Ki-84-I воно складалося з двох 20-мм гармат на крилі і двох великокаліберних кулеметів на фюзеляжі; потім кулемети замінили пушками, а потім замість 20-мм гармат на крилі встановили 30-мм гармати. Історики іноді називають Ki-84 кращим японським винищувачем військової епохи [10, с. 168].