Гонка за призраком скорости. Среди «Сверхболидов»
Среди всех военных самолетов второй мировой максимальной скоростью обладали все же американские машины. Именно в США в сороковые годы были созданы отдельные типы истребителей, чью скорость полета можно было бы назвать рекордной. Это касается выпущенного в 1943 г. опытного истребителя Рипаблик XP-47J, оснащенного мощнейшим 2800-сильным двигателем R-2800-57 с турбокомпрессором. На нем в августе 1944-го впервые в мире в горизонтальном полете на высоте 10500 м была превышена скорость (для поршневых самолетов) 800 км/ч (813 км/ч).
XP-47J представлял собой специальный облегченный вариант знаменитого истребителя «Тандерболт» (подробнее об этом самолете см. «КР» 5, 6-92), созданного выдающимся авиаконструктором Александром Картели в 1941 г.
В 1944 г. фирма Рипаблик выпустила еще один опытный истребитель ХР-72. Несмотря на огромный взлетный вес (6550 — 7940 кг), он показал во время испытаний максимальную скорость 788 км/ч! Основная «изюминка» этого «монстра» — сверхсильный двигатель (четырехрядная звезда) R-4360 «Уосп Мэйджср» мощностью 3500 л.с, приводящий во вращение два соосиых трехлопастных винта с повышенным КПД.
Правда, несмотря на столь высокие результаты, новые самолеты не пошли в серийное производство. Война подходила к концу, и ВВС США не рискнули ставить на конвейер эти машины, что могло бы привести к снижению темпов производства истребителей Р-47 «Тандерболт». Тем не менее опыт создания XP-47J пригодился. В конце 1944-го доведенный двигатель R-2800-57 начали ставить на «Тандерболты» модификаций N и М, максимальная скорость полета которых доходила до 740-760 км/ч.
Не менее выдающихся результатов достигла и фирма Норт Америкен, выпускавшая в годы войны истребитель Р-51 «Мустанг». Основной особенностью этого самолета являлось очень тонкое крыло с ламинарным профилем, предложенное двадцатичетырехлетним аэродинамиком Эдвардом Хорки. Такое, имеющее утонченный носок и максимальную толщину примерно на 50% хорды, обеспечивало безотрывное обтекание набегающего потока воздуха и снижало вредное сопротивление.
Конечно, крыло с ламинарным профилем обладало худшими несущими свойствами, да и эффект снижения аэродинамического сопротивления проявлялся в полной мере лишь на больших скоростях и на больших высотах. Тем не менее именно возможность достижения высоких скоростей обеспечивала «Мустангам» определенные преимущества перед другими машинами аналогичного класса.
Истребитель Р-51 оказал огромное влияние на работы конструкторов других стран. При этом некоторые самолеты, такие, как английский МВ-5, показавший скорость 736 км/ч, или австралийский СА-15 чисто внешне сильно напоминали «Мустанг». И даже немцы в годы войны всерьез изучали вопрос о серийном выпуске «Мустангов» в Германии.
«Мустанг» вошел в историю как самый скоростной серийный поришевой самолет второй мировой войны. Машины последней модификации, получившие обозначение Р-51H и появившиеся в воздухе незадолго до капитуляции Японии, представляли собой облегченный вариант с более мощным двигателем и могли летать со скоростями до 780 км/ч (зарегистрирована 783 км/ч на высоте 7625 м).
Уже упоминавшийся выше австралийский истребитель СА-15, созданный после войны на основе «Мустанга», в мае 1948 г. достиг скорости 808,21 км/ч.
Что касается крыльев с ламинарными профилями, то они в годы войны применялись лишь на отдельных типах истребителей. Один из них — Белл Р-63 «Кингкобра». Конечно, из-за более слабого и менее высотного двигателя она не могла состязаться с «Мустангом», однако благодаря качественному улучшению аэродинамики значительно превзошла свою предшественницу «Аэрокобру», не имевшую ламинарного крыла. Несмотря на возросшие размеры (площадь крыла увеличилась с 19,79 до 23,04 м²) и лишь чуть более мощный двигатель, скорость полета Р-63 сразу же увеличилась почти на 60 км/ч и составила 660 км/ч. За счет повышения мощности силовой установки она была доведена до 703 км/ч.
Истребитель Р-51 «Мустанг» с его ламинарным крылом оказал определенное влияние и на союзников. Англичане провели коренную модернизацию своего истребителя-бомбардировщика «Тайфун».
Как известно, этот самолет, созданный в 1940 г. фирмой Хоукер, был в то время одним из самых скоростных в мире. Его максимальная скорость составляла 650 км/ч. Но обеспечивалась не какими-то особенными качествами, а тем, что на машине установили сверхмощный 2180-сильный Н-образный 24-цилиндровый двигатель Нэпир «Сейбр» II — военная версия гоночного двигателя с самолета Хестон J-5. В то же время использовалось большое и необыкновенно толстое крыло, создающее сильное сопротивление.
В 1942 г. «Тайфун» был модернизирован, причем основные изменения коснулись крыла и оперения. Применили новые тонкие профили, близкие к ламинарным. Усовершенствованный истребитель, получивший обозначение «Темпест», с тем же двигателем стал летать со скоростями до 700 км/ч.
В 1944 г. самолет был подвергнут еще одной коренной переделке. Изменили фюзеляж и оперение. Площадь крыла уменьшили, а мощность нового двигателя «Сейбр» VII за счет дополнительного впрыска метанола возросла до 3055 л.с. Воздушный винт стал пятилопастным. Неудивительно, что в результате этого опытный самолет, получивший обозначение «Фьюри», достиг скорости 775 км/ч. После он (правда, с двигателем воздушного охлаждения Бристоль «Центавр» мощностью 2400л.с.) пошел в серийное производство как палубный истребитель «Си Фьюри». Его максимальная скорость на высоте 5500 м составляла 740 км/ч.
Что интересно, даже у земли, где редкий самолет мог достичь скорости 600 км/ч («Мустанг» — 570 км/ч, «Кингкобра» — 580 км/ч, «Спитфайр» IX — 530 км/ч. Bf 109G — 550 км/ч, FW 190A — 560 км/ч, Та-152 — 580 км/ч, Ла-7 — 600 км/ч), «Си Фьюри» развивал 660 км/ч.
В том же 1944 г., совершенствуя истребитель «Спитфайр», фирма Супермарин также оснастила самолет крылом меньшей площади с ламинарным профилем. «Спайтфул» — такое название получила английская комбинация «Спитфайра» и «Мустанга» — достиг скорости 790,4 км/ч, став тем самым наиболее скоростным поршневым самолетом в Великобритании.
Проводились работы по изучению ламинарных крыльев и в нашей стране. В годы войны в ЦАГИ эту тему вел Г.П. Свищев (впоследствии академик, начальник ЦАГИ). Испытывались самолеты (например, Як-7).
Однако до серийного производства дело не дошло. В основном сыграл свою роль характер боевых действий на советско-германском фронте, где воздушные бои шли на малых высотах и проку от ламинарных крыльев оказалось мало.
Как ни странно, немцы, значительно продвинувшиеся в области аэродинамики больших скоростей, ламинарным крыльям уделяли мало внимания, хотя еще у созданного перед войной рекордного истребителя Хейнкеля Не 100, как показало изучение имеющихся в архивах чертежей, профиль крыла был очень близок к ламинарному.
Имеются также данные, что ламинарное крыло предполагалось установить на одном из опытных самолетов Дорнье Do-335 (об этом самолете речь еще впереди). Судя по всему, относительно невысокий интерес немецких конструкторов к ламинарным профилям был обусловлен более перспективным направлением, связанным с созданием самолетов со стреловидными крыльями, работы по которым велись очень активно, особенно на заключительном этапе войны.
Необходимо упомянуть еще о двух интереснейших самолетах того периода — японском J7W1 и американском ХР-56. Эти машины явились результатом поиска новых необычных аэродинамических схем, направленных на качественное улучшение аэродинамики. Как известно, у поршневых самолетов значительное дополнительное сопротивление создается фюзеляжем и хвостовым оперением, находящимся в спутной струе воздуха, идущего от винта. Естественно, что многие авиационные фирмы создавали машины с толкающим винтом (SAAS-21, Амброзини SS-4, Кертисс ХР-55 и другие). Однако в полной мере последние достижения аэродинамики, моторостроения и технологии реализовались на J7W1 и ХР-56.
Что же касается опытного истребителя ХР-56, созданного фирмой Нортроп и совершившего первый полет 30 сентября 1943 т., то его появление вызвало удивление видавших виды специалистов. Особенностью являлась не только установка мощного 2000-сильного двигателя, приводящего во вращение два соосных толкающих винта, но и отсутствие горизонтального оперения. Хорошо обтекаемый фюзеляж круглого сечения, стреловидное крыло и вертикальное оперение этой необычной машины также способствовали снижению лобового сопротивления. Вполне закономерен и достигнутый результат — 748 км/ч (высота 7025 м).
В то же время необходимо отметить, что такую же скорость (745 км/ч на высоте 6290 м) в 1944 г. показал легкий советский истребитель Як-3 с форсированным 1800-сильным двигателем ВК-108. Причем выполненный по обычной схеме и без всяких «наворотов».
Хотя достижение Як-3 (являющееся нашим национальным рекордом скорости для поршневых самолетов), конечно же, не идет в сравнение с результатами «Мустанга», «Тандерболта» и «Спайтфула», тем не менее интересно своей принадлежностью именно легкому маневренному маловысотному фронтовому истребителю в отличие от зарубежных сверхмощных «летающих болидов».
источник: Виктор БАКУРСКИЙ «ГОНКА ЗА ПРИЗРАКОМ СКОРОСТИ. СРЕДИ «СВЕРХБОЛИДОВ»» Крылья Родины 01-1994
