Мотор определяет боевые свойства самолёта
Как ни бедно прошлое, необходимо попытаться там отыскать возможные ответы на встающие вопросы. Наше прошлое менее богатое, чем где бы то ни было, все же с очевидностью говорит: нельзя в организации сугубо технической развивать и углублять дело, не имея технической базы, подразумевая под ней производство с широкой сетью исследовательских, опытных, испытательных и научных лабораторий; квалификацию личного состава, сырьевые возможности, методы обработки материалов и т. д. Нельзя пересадить продукт техники на высшей ступени ее развития в условия эксплоатации в малоподготовленной обстановке. Необходимо «взращивание» техники, постепенное ее развитие, постепенная отработка личного состава, постепенное приспособление того и другого к данным условиям эксплоатации. Не может быть чуда в деле — нельзя одним ударом все создать из ничего. Здесь не может быть вопроса о медлительности, об излишней осторожности, так как малейшая непредусмотрительность, малейший недочет ведут к срыву работы.
Недавнее прошлое богато большими затруднениями, благодаря техническим мелочам: рассчитанная на малый запас прочности, установленная без предохранителей тяга у мотора Рон 120 HP неоднократно была причиной аварий, потребность в горючем и смазочном высокого качества, в период его отсутствия на рынке по условиям блокады, чуть не привели к остановке работы большей части авиации; отсутствие производства авиационных свечей, троссовой проволоки, амортизационного шнура, покрышек, лыж, ткани, эмалита и прочих «мелочей» часто ставило под угрозу работу авиации в период гражданской войны.
Если при решении вопросов об обмундировании и снаряжении пехотинца в военное время мы предусматриваем всякие мелочи, чтобы предоставить ему максимум удобств и извлечь максимум полезной боевой работы, то в авиации эти мелочи должны быть предусмотрены с особой тщательностью Сапог пехотинца, подковы и шипы для лошади, седло для кавалериста — были всегда предметом широкого внимания с точки зрения способствования скорости движения и безопасности в работе человека и всадника, мотор же самолета был всегда предметом внимания лишь узких специалистов. Это положение не должно быть таким: военные, а в первую очередь строевые команды должны знать на чем «ездит» авиация. Мотор в большей части определяет: типы самолетов, которые могут быть под него сконструированы, организацию тыла авиации, количество часов боевой работы авиации, приспособленность ее к работе в различное время года, на различных высотах, надежность и непрерывность действия авиации вообще.
Одной из главных данных, характеризующих мотор, является его мощность. Мощность выражается в лошадиных силах. В 1915 году мощности моторов были от 60 до 120 HP (в 1917 году — 160-240, в последующие годы увеличение мощность прогрессировало, и к нашему времени таковая достигает в некоторых типах моторов 1000 HP).
Мощность мотора позволяет самолету подниматься и держаться в воздухе, несмотря на его вес Некоторую часть мощности мотору приходится затрачивать на подъем и удержание себя в воздухе, поэтому с уменьшением веса мотора увеличивается грузоподъемность самолета. Общий, вес самолета с мотором составляет основное затруднение для полета. Чтобы поддержать самолет в воздухе, необходимо иметь соответствующую несущую поверхность и соответствующую мощность мотора Отношение полного веса самолета к площади несущей поверхности и отношение этого же веса к мощности мотора играют важную роль в летных качествах, маневренности и грузоподъемности самолета. Чем нагрузка на лошадиную силу мотора будет больше, тем : скорости горизонтальная и вертикальная будут меньше в обратной пропорции.
Чем нагрузка на кв. метр несущей поверхности будет больше, тем горизонтальная скорость самолета будет больше, а вертикальная скорость будет меньше.
В боевом самолете самое ценное его свойство: скорость движения.
Стремясь к ее увеличению, приходится:
1) уменьшать вес самолета, что возможно только для определенных классов самолетов;
2) давать небольшие размеры его несущей поверхности (возможно для самолетов, действующих на малых высотах в горизонтальной плоскости);
3) увеличивать мощность мотора с одновременным уменьшением его веса.
Взлет самолета зависит также от мощности мотора. Чем меньше нагрузка на единицу мощности мотора, тем скорее самолет отрывается от земли, тем меньше нужна площадка для разбега. Пробег при посадке от мощности мотора не зависит, но зависит от его веса, так как чем меньше нагрузка на кв. метр несущей поверхности, тем пробег короче.
Маневренность самолета в воздухе, что важно для воздушного боя и атаки земных целей, зависит от мощности мотора: самолет быстро забирает высоту при малой нагрузке на единицу мощности, при этих же условиях самолет может выполнять нужные виражи (запас мощности].
При всех рассмотренных положениях мы видим, что увеличение мощности мотора дает большие выгоды; но расход горючего прямо пропорционален мощности мотора. Если про некоторые двигатели на земле говорят, что они много «жрут» горючего, то авиационный двигатель будет не только «жрать» горючее, но увеличивать и вес самолета (запас горючего), т.-е. уменьшать его летные качества, сокращать расстояние полета (расход в единицу времени). Поэтому вопрос об экономичности мотора должен рассматриваться, как боевое требование к мотору. Расход горючего на силу-час изменяется от 200 до 250 грамм, значит при часовой работе мотора мощностью в 400 сил потребуется 250 X 400 = 100 кгр. = 6,25 пуд.
При расчете 30-часовой работы в месяц каждого мотора действующих самолетов месячный расход на мотор в воздухе будет равняться 3000 килогр. = 187,5 пуд.
Если допустить на участке, обслуживаемом одной железнодорожной линией, одновременно работающих Г20 самолетов, то месячный подвоз к разгрузочной станции выразится 3000X120 = 360.000 килогр., или около 30 цистерн. Эта перевозка не может быть эшелонной, так как одновременный слив по условиям тары, хранения и дальнейшей переотправки не может быть произведен, отсюда является необходимость поштучной отправки с подвижными хранилищами на станциях разгрузки.
Если проследить переотправку горючего от разгрузочных станций до мест потребления действующих отрядов, считая последние на расстоянии суточного автомобильного пробега по грунтовым путям, то при 172-тонных единицах для ежедневного подвоза потребуется до 20 одновременно действующих единиц
и до 10 ремонтных и резервных, при ежедневной месячной работе в статических условиях баз. Рассчитывая наличие транспорта строевых частей на подъем 3-дневного запаса горючего при тех же отправных данных, будем иметь 24 единицы готовые к действию.
Для подвоза горючего, для авиатранспорта — ремонтные и резервные единицы в числе 12. Всего потребно 66 эксплоатационных грузовых единиц. Это — при наличии соответствующей тары, организации и оборудования слива, при исправном содержании путей, правильной организации аэродромной службы. Взяты минимальные нормы работы действующих самолетов, благоприятные условия эксплоатации и единственный вид снабжения — горючее. Уже оно одно, если не загромождает, то существенно влияет на общую работу ближайшего тыла и работу железнодорожного транспорта. При иных условиях работы, особо в периоды маневренной воины, на пространствах, лишенных путей для автомобильного транспорта, колесный транспорт, подвозящий горючее, уже будет мешать работе общевойскового тыла. С этой точки зрения общевойсковые интересы требуют от авиации экономии в расходе горючего. Полеты на большой высоте во всех тех случаях, когда авиация «покрывает» пространство без необходимости использовать видимое на земле дают такую экономию.
Эта экономия для мотора, снабженного приспособлениями для полета на высоте, выражается от 12 до 15%. При наших расстояниях такой процент экономии может дать существенные результаты. К полету на больших высотах мы умышленно подошли от помехи для двуколки на тылах пехоты с тем, чтобы необходимость высотного полета была понята возможно более широким кругом лиц. Чисто боевые требования в работе самой авиации настоятельно требуют изучения полета на больших высотах. Указания на простор маневра в наших условиях в горизонтальной плоскости не должны ослаблять внимания к высотному полету, так как проникновение вглубь нашего расположения в сферах, недоступных для нашей авиации, дает существенные выгоды нашим возможным врагам, лишая нас простора воздушной сферы. Совершенствование в полетах на больших высотах кроме экономии даст нам возможность полнее использовать принцип внезапности. Откуда же получается экономия при высотном полете? С высотой лобовое сопротивление воздуха, благодаря его разреженности, уменьшается, а при сохранении мощности мотора это ведет к увеличению горизонтальной скорости. Мощность же мотора с набором высоты падает, так как сгорание, благодаря большой разреженности воздуха, становится неполным. Одновременно с падением мощности мотора падает и полезная отдача пропеллера. Оба эти явления в сумме понижают не только горизонтальную скорость, но ограничивают потолок и маневренность самолета.
Поэтому вопрос о моторе, сохраняющем одинаковую мощность на всех высотах, является вопросом военного порядка. К разрешению его шли различными путями. Общим средством к разрешению этой задачи является нагнетание воздуха центробежным вентилятором, приводимым в движение или через передачу от вала мотора или благодаря газовой турбине. Установка подобного рода — засасывающая, сжимающая и подающая воздух — составляет компрессор. Невыгоды компрессоров, действующих от передач, состоят в поглощении на их работу от 5 до 10% мощности мотора. Использование отходящих газов мотора для вращения турбины и центробежного вентилятора дает более выгодные результаты и, как уже говорилось на стр. нашего журнала, испытания самолета Бреге с таким прибором обнаружили повышение потолка с 6.000 до 9.000 мтр., увеличение скорости у потолка — с 140 на 220 клм. по сравнению со скоростью у земли с 180 клм. на 210 клм.
Сохранение мощности мотора не решает полностью вопроса «о полете на потолке» и на больших высотах. При сохранении постоянной мощности мотора число оборотов пропеллера на больших высотах непомерно возрастает, а сила тяги его уменьшается, так как загребаемый им воздух «редок». Необходимо винт загрузить, заставить его работать под большим углом.
Если бы такую загрузку ему дали непосредственно у земли, плотность воздуха мешала бы его работе, поэтому необходимо, чтобы загрузка возрастала с высотой, т.-е. лопасти винта должны изменять свой наклон к втулке винта по мере подъема. Вопрос о винтомоторного группе в целом имеет боевое значение, позволяя полнее осуществить принцип внезапности, полнее использовать скорость самолета, обеспечить авиации свободу действий на любых высотах, разгрузить зеленой транспорт за счет экономии горючего на высотных полетах.
Говоря о маломощном, легком, высотном моторе, мы имели в виду типы самолетов боевой авиации, т.-е. такие, которые имеют прямым назначением боевые действия в воздухе и против земных целей, но и в типах самолетов, несущих боевую службу по обслуживанию штабов и войск, те же требования к мотору остаются почти в полной мере. Если самолету, обслуживающему пехоту или артиллерию, и не приходится в порядке повседневной работы нести летную службу на больших высотах, то избыток — запас мощности обеспечивает более надежную работу его у земли, а высотные приспособления позволяют в необходимых случаях изменять скорости путем кратковременного повышения мощности мотора.
Если организация коннозаводства и коневодства учитывает потребность армии в военное время и вырабатывает тип коня, соответствующий походной и боевой службе конных частей, а вмешательство в эту организацию соответствующих военных органов не рассматривается, как увлечение техникой конепроизводства, то тем более необходимы самые жесткие требования к авиационной промышленности и ремонтным организациям в смысле доставки продукта, отвечающего условиям полевой и боевой эксплоатации.
Если в кавалерии, в условиях наших возможных театров военных действий, в особых условиях ухода, содержания и корма коня, мы не берем в основу строевого коня тип высококровной лошади, а останавливаемся на экземплярах средних статей и большой выносливости, то в авиации «деликатные моторы», «прихотливые моторы» при всех их высоких качествах в условиях заводского испытания и аэродромной эксплоатации должны уступить место «выносливым моторам».
Выставляются требования к мотору в отношении надежности действия, подразумевая под этим безотказность действия в воздухе, но очень редко останавливаются над вопросом «надежности эксплоатации в полевых условиях». Последнее понятие должно включить в себя и приспособленность мотора к ремонту в полевых условиях (смена, замена, пригонка частей, мелкие поделки), неприхотливость его к различным сортам горючего и смазочного, кратковременность прогрева до получения полной отдачи мотора, доступность к осмотру отдельных частей, малая «прожорливость» мотора в смысле расхода топлива на «пробы», «запуски» и работу в воздухе; то же в отношении смазочного.
У нас есть опытные учреждения, прекрасно учитывающие и изучающие суть рабочего цикла, скорость сгорания топлива в цилиндре и т. д., и нет учреждении, определяющих практичность и выгодность мотора с точки зрения массовой полевой эксплоатации.
Нам кажется, что они должны быть; их работа должна протекать в условиях «жизни мотора в строевой части» с тем, чтобы военные и технические возможности и особенности были учитываемы, изучаемы и систематизируемы одновременно. Вместе с тем развитие моторостроения у нас должно двигаться не только конструкторами, производственниками и теплотехниками, но и теми, кто будет применять этот мотор, как боевое средство, теми кто будет содержать и готовить его перед боем и ремонтировать после боя. Это положение возлагает ответственную задачу на командиров строевых авиационных частей и на их технический персонал. Малое внимание к мотору со стороны строевого командира, незнание его технических особенностей и боевых качеств ведет к подрыву боеспособности части, ведет к «мертвому штилю» в смысле постановки задач технике в отношении усовершенствования деталей, упрощения конструкции, в отношении развития сильных боевых качеств данного мотора и уменьшения его недостатков. Без мнения строевого командира и строевого техника нельзя вполне установить боевые и эксплоатационные качества данного типа мотора.
Мы привыкли давать оценку подобного рода самолету в целом, не детализируя ее. Самолет конструируется под мотор, поэтому оценка последнего должна занять первое место: вопросы авиации на 3/4 — вопросы мотора.
Если кавалерист не сразу садится на строевого коня и выезжает в поле, а предварительно тренируется на манежном коне и на плацу, то и летчик не может сразу взяться за рули самолета с многосильным мотором, большой скорости и большими инерция-ми, — он должен пройти первоначальное обучение на самолете с маломощным мотором, не требующим сложного управления в воздухе, на самолете с малыми скоростями, небольшими инерциями. Если в кавалерии вопрос о манежном коне решается простым переводом на это положение старых строевых коней, то в авиации вопрос об «учебном моторе» не может быть разрешен тем же методом, и приходится создавать особый тип «учебного мотора». Основное требование к этому мотору должно заключаться в надежности и дешевизне эксплоатации, так как «езда на моторе» в школе почти непрерывная. С учебного самолета с маломощным мотором ученик-летчик все же не может сразу перейти на боевой самолет, а ему необходимо пройти через машину с мотором средней мощности, с соответствующими скоростями и инерциями. Этого требует не только техника полета, но и постепенный подход и практика в отдельных видах военного применения. Как обучение стрельбе пехотинца проходит сначала вне условий времени, затем 1 мин. на пять выстрелов, 0,5 мин. на 5 выстрелов, так летчику и летчику-наблюдателю необходимо даже при простом наблюдении глазом освоиться, с какой скоростью проносятся под ним наблюдаемые предметы. Если для кавалериста необходимо «втянуться» в рысь, в голой, в карьер и только после этого он может ходить переменным аллюром и вести постепенную атаку, так и летчик, пройдя малые, средние и большие скорости, в дальнейшем будет уметь пользоваться «диапазоном скоростей» своего самолета и отдельными приемами пилотажа для увеличения или уменьшения скорости.
Летная и военная подготовки авиации требуют наличия на вооружении моторок малой, средней и большой мощности. Установление в производстве того или другого типа из них должно учитывать возможность конструкции самолетов, соответствующих военным потребностям. Тактическо-технические и учебные требования к последним достаточно освещены. Над техническо-боевыми и учебными требованиями к мотору необходимо основательно поработать. К этой работе в первую очередь должны быть привлечены строевые командиры и строевые техники, голос которых должен быть учтен теплотехниками, конструкторами и производственниками. Если моторостроению у нас сужденно итти по пути пересадки с чужой почвы, то эту пересадку необходимо производить не отдельными типами, а целыми «родовыми деревьями» типов моторов с учетом всех данных, изложенных выше.
Вестник Воздушного Флота №06-07/1924 г.
http://www.retroplan.ru/oldnews/408-Motor-opredelyaet-boevye-svojjstva-samoljota.html
