О недостатках «ишака» и возможном альтернативном советском истребителе середины 1930-х годов с радиальным двигателем воздушного охлаждения

Перед тем как выложить данную статью, я хочу выразить слова благодарности уважаемому коллеге товарищу Сухову за сделанную им прекрасную визуализацию.

Каждая историческая эпоха отмечается своими незабываемыми символами, ценностями и достижениями. Для советского периода российской истории одним из таких символов стал самолет И-16, сконструированный Николаем Николаевичем Поликарповым. Популярность И-16 в 1930-е годы была необыкновенной – это его силуэт легко угадывался на пропагандистских плакатах и обложках журналов, стаи таких маленьких самолетиков наполняли детские книги, в кинофильмах той поры они крутили немыслимые фигуры высшего пилотажа. С именем И-16 связаны первые победы и поражения Военно-Воздушных сил Красной Армии, можно утверждать, что это с его появлением впервые заговорили о существовании в России серьезной конструкторской школы и первоклассных летчиках.

Внешне И-16 заметно отличался от других одномоторных истребителей своего периода. Он имел короткий и лобастый фюзеляж, плавно сопряженный мощными зализами с широкими консолями крыла, массивное оперение, убирающееся шасси. Для своего времени И-16 обладал выдающейся скоростью и превосходной маневренностью. Другими словами, Николай Николаевич Поликарпов создал самый лучший истребитель своего времени.

истребители середины 1930-х годов. Сверху вниз: FIAT CR.32, Dewoitine D-372, Boeing P-26, Kawasaki Ki-10, Heinkel He 51 и И-16

Однако, как это часто бывает в истории, наши достижения могут стать источником серьезных неприятностей в будущем. Так произошло и с И-16. Огромный кредит доверия, который Николай Николаевич Поликарпов заслуженно заработал созданием ряда успешных самолетов (И-15, И-16, Р-5 и У-2), а также выдающиеся для своего времени характеристики И-16 не позволили вовремя приступить к созданию самолета, который заменил бы «ишака» на вооружении ВВС РККА.

Вместо новых машин продолжалось – а по другому и не скажешь – вымучивание И-16 с попытками создать модификацию, скорость которой превышала бы 500 км/ч. Я не случайно сказал «вымучивание», потому что те особенности конструкции и недостатки, которые слабо влияли на характеристики истребителя в начале его карьеры, в конце 1930-х годов стали непреодолимой стеной на пути совершенствования «ишака».

Первым из них была неустойчивость самолета, связанная с его задней центровкой. Хотя выбор задней центровки был сознательным и обеспечивавшим «ишаку» высокую маневренность, он привел к многочисленным неприятностям. Задняя компоновка с неизменными

«следованием самолета за ручкой» [1] и «рысканием при стрельбе» [2]

помимо таких «мелочей» как усложнение подготовки пилотов, выматывание пилота и проблемы с ведением огня, приводила к затягиванию в пикирование при положительном угле установки стабилизатора. Несколько произошедших катастроф заставили провести дотошные испытания для определения причин этого явления.

Выяснилось, что И-16 последних серий стали особенно чуткими к изменениям угла установки стабилизатора, и при нейтральном положении стабилизатора и значительной задней центровке пилоты испытывали чрезвычайно большое давление на ручке управления. Тот факт, что ранее затягивания в пикирование не отмечалось, был связан с постепенным сдвиганием центровки самолета назад, от серии к серии, за счет установки аккумулятора, щитков, бронеспинки и радио. На некоторых машинах значение центровки уже достигало значений 35% САХ. Дополнительный пикирующий момент создавали неубираемые лыжи.

Проведенные в начале 1939 года испытания показали, что при значениях центровки 32-33% САХ у самолета с убранным шасси при пикировании начинается так называемая «зона полной неустойчивости». Явление оказалось опасным, поскольку И-16 становился практически неуправляемым. Летчик-испытатель капитан Таборовский, занимавшийся этими рискованными полетами, погиб. Его машина №1021101 врезалась в землю при значении центровки 33,6% САХ и угле установки стабилизатора +2 град.

В отчете по результатам проведенных в ЦАГИ летом 1939 года испытаний на определение усилий на ручке от руля высоты, элеронов и на педалях от руля направления И-16 летчик-испытатель Станкевич, проводивший эти летные исследования, записал следующее:

«Вследствие неустойчивости самолета даже небольшие продольные усилия «от себя», порядка 4-5 кг на установившихся режимах полета для летчика неприятны (утомляется рука). На фигурах возникают резкие перепады давления на ручку, неприятные для летчика. Открытые щитки ухудшают продольную устойчивость и увеличивают усилия «от себя». При открытии щитков самолет кабрирует, при уборке резко проваливается и имеет тенденцию к пикированию. …При переходе на большие углы атаки неустойчивость резко возрастает… При разбеге самолет долго не поднимает хвост, ручку приходится с большими усилиями отдавать от себя. …При высоком выравнивании сваливается на правое крыло, эффект элеронов для парирования сваливания недостаточен».

Вторым серьезным недостатком И-16 была недостаточная на конец 1930-х годов максимальная скорость. Несмотря на значительное увеличение мощности двигателей М-62 и М-63, по сравнению с М-25, «ишак» как будто уперся в непреодолимую преграду; крыло с полотняной обшивкой, открытая кабина и выступы на фюзеляже не позволяли разгоняться до большей скорости. В результате И-16 не мог выполнять свою основную задачу – уничтожать бомбардировщики противника. С вражескими истребителями на нем успешно могли вести бой либо опытные летчики, которые за счет превосходства в тактическом мастерстве могли подловить «зевнувшего» немца [3], либо летчики с подготовкой выше среднего, сумевшие затянуть немца в бой «на горизонталях».

Пожалуй, наиболее эмоционально о недостаточной скорости И-16 высказались в начале 2000-х годов два ярославских историка, скрывшиеся под псевдонимом Виктор Грызун:

«Меня в свое время очень удивило то, что советские летчики таранили в основном один и тот же тип немецкого самолета – бомбардировщик Юнкерс Ju-88. Эта странная ненависть именно к этому «юнкерсу» имела очень простое объяснение: его скорость. На своей максимальной скорости 475 км/ч Ju-88 становится недосягаемым для советских истребителей старых типов И-153БС и И-16 (типы 5 и 10) со скоростями 444 км/ч, 454 км/ч и 440 км/ч соответственно; а советский И-15бис, развивая максимальную скорость 370 км/ч, был не в состоянии догнать даже Не-111. Это объясняет, почему советские летчики так часто таранили именно «юнкерс» – уж если на каком-то маневре пилоту И-16 удалось с ним сблизиться, то, вероятно, он считал непозволительным упустить такой шанс. Хорошие летные характеристики немецких самолетов могли позволить им избежать боя с некоторыми наиболее массовыми типами советских истребителей, а значит, лучше выполнить свою задачу и в определенных условиях действовать без истребительного прикрытия».

Таким образом, перед нами стоит задача: возможно ли было в 1934 году создать истребитель, который бы в данной ситуации – отличные летные характеристики, приведшие к задержке создания самолета-преемника – в 1941 году смог бы развивать скорость 500 км/ч и выше и был бы управляемым и доступным пилотам средней квалификации?

Ответ на этот вопрос будет двойственным: и да, и нет. «Нет!», потому что по меткому замечанию уважаемого коллеги redstar72

«такой аппарат является нереальным от слова вообще»,

поскольку вплоть до середины 1941 года для Николая Николаевича истребитель с радиальным двигателем – это кургузый короткофюзеляжный толстяк. И «Да!», потому что И-16 в отличие от своих ровесников И-14 Сухого и ИП-1 Григоровича создавался не под установку динамореактивных пушек Курчевского, а был инициативной работой ОКБ, к которой проявило интерес командование ВВС РККА. Исходя из сказанного выше, можно предположить, что еще на этапе выбора концепции мы можем выбрать компоновку, лишенную указанных выше недостатков.

С нашей точки зрения альтернативным И-16 должен был быть самолет с усовершенствованной аэродинамикой и более передней центровкой, обеспечивавшей простоту полета, для чего машина должна была получить удлиненный фюзеляж с центровкой в районе 25-27% САХ и жесткую обшивку крыла. Представляется, что наиболее вероятным создателем альтернативы «ишаку» мог бы стать Василий Васильевич Никитин. Он более десяти лет проработал в конструкторских бюро Д. П. Григоровича и Н. Н. Поликарпова, занимался внедрением в производство разведчиков Р-5 и в проектировании накопил опыт, который в дальнейшем позволил ему создать до полутора десятков оригинальных легких самолетов.

На приведенном ниже рисунке показана схема альтернативного истребителя И-16 (вариант 1937 года), в конструкции которого мы постарались избежать недостатков реального истребителя И-16. Длина самолета увеличена на 1600 мм (с 6000 мм до 7600 мм), размах крыла на 832 мм (с 9004 мм до 9836 мм), площадь крыла на 2,24 м² (с 14,54 м² до 16,78 м²). Чтобы компенсировать увеличение сопротивления, вызванного возрастанием площади крыла, последнее получило эллиптическую заднюю кромку. Механизация крыла состояла из элеронов и посадочных щитков.

проекции альтернативного истребителя И-16 образца 1937 года

Для уменьшения веса конструкции крыло самолета сделано неразъемным и крепящимся к фюзеляжу в шести точках (по три крепления на каждом лонжероне) [4]. Поскольку плечо было увеличено, то горизонтальное оперение может быть не таким массивным, и его площадь может быть уменьшена.

Все крыло альтернативного истребителя И-16 (приведено описание варианта 1937 года) имеет жесткую обшивку – фанерную или дюралюминиевую. Силовая установка – двигатель М-25В, вращавший ВИШ-2 – трехлопастный винт изменяемого в полете шага с гидравлическим механизмом изменения угла установки лопастей. Капот двигателя НАКА не выступает за обводы остальной части фюзеляжа и имеет створки охлаждения типа «юбка» и расположенные на лобовой поверхности капота жалюзи защиты двигателя от переохлаждения. Патрубки цилиндров объединены в один выхлопной коллектор и выведены в борта фюзеляжа.

Кабина пилота имеет ветровой козырек, состоящий из плоских деталей, и сдвигающуюся назад подвижную центральную часть и закабинную неподвижную часть, улучшающую обзор в направлении вверх-назад. Истребитель оснащен расположенным внутри кабины коллиматорным прицелом ПАК-1. В качестве штатного оборудования был введен радиоприемник 13-СКМ. Основные стойки шасси одиночные с гидравлическим приводом; схема уборки стоек – в направлении «к оси самолёта». Вооружение состоит из четырех 7,62-мм пулеметов ШКАС (два синхронных, два крыльевых) или двух пулеметов ШКАС и двух 20-мм пушек ШВАК.

изометрия альтернативного истребителя И-16 образца 1937 года

При полетном весе 1780 кг альтернативный истребитель И-16 образца 1937 года показал бы следующие летные характеристики:

• максимальная скорость у земли – 415 км/ч;
• максимальная скорость на высоте 2900 метров – 485 км/ч;
• время набора высоты 5000 метров – 6,7 минуты;
• потолок практический – 8900 метров;
• посадочная скорость – 115 км/ч;
• техническая дальность – 600 км.

С двигателем М-62, развивавшим на взлете 1000 л.с. и на высоте 4200 метров 800 л.с., и полетным весом 1850 кг альтернативный истребитель И-16 образца 1938 года показал бы следующие летные характеристики:

• максимальная скорость у земли – 420 км/ч;
• максимальная скорость на высоте 4200 метров – 515 км/ч;
• время набора высоты 5000 метров – 5,4 минуты;
• потолок практический – 9400 метров;
• посадочная скорость – 120 км/ч;
• техническая дальность – 560 км.

проекции альтернативного истребителя И-16 образца 1938 года



изометрия альтернативного истребителя И-16 образца 1938 года

С более мощным двигателем М-63 характеристики были еще выше. С полетным весом 1970 кг альтернативный истребитель И-16 образца 1939 года показал следующие летные характеристики:

• максимальная скорость у земли – 450 км/ч;
• максимальная скорость на высоте 4700 метров – 525 км/ч;
• время набора высоты 5000 метров – 5,1 минуты;
• потолок практический – 9800 метров;
• посадочная скорость – 130 км/ч;
• техническая дальность – 540 км.

Характеристик альтернативных истребителей И-16 с двигателями М-62 и М-63 было бы достаточно, чтобы уничтожать бомбардировщики противника и вести активный воздушный бой с самыми лучшими на тот момент истребителями противника Bf 109D и Bf 109E1 и в 1941 году иметь лучшие шансы на борьбу с Bf 109F.

Однако в данной статье есть одно очень значительное «но». По словам нашего уважаемого коллеги товарища Сухова ,

«… реальный НВ-2 был калькой реального И-16. Он создавался под его впечатлением и делался максимально на него похожим. А вот если бы Никитин изначально создавал не учебную легкомоторную копию И-16, то его боевой самолет скорее всего выглядел бы несколько иначе. А вот Поликарпов, даже отказавшись от слишком задней центровки, свой почерк вряд ли бы изменил;)»

И вот об этом другом самолете, в котором будет явно просматриваться почерк Николая Николаевича, будет рассказано в следующей статье.

[1] в фильме «Истребители» (1939 год, лидер проката 1940 года) главный герой (актер Марк Бернес) обнаруживает повреждение железнодорожного пути и сигнализирует об этом пассажирам двумя руками:

В реальности на малой высоте такие действия почти наверняка привели бы к катастрофе с гибелью летчика (РеИ)

[2] относительно проблем при ведении стрельбы имеет смысл привести отрывок из посвященной истребителю CR.32 статьи Владимира Котельникова «Пиренейский сверчок»:

«в своих мемуарах Г. Н. Захаров, воевавший в Испании на И-15 … указывал: «… И-15 явно не хватало устойчивости: самолет «рыскал», а это мешало вести прицельный огонь и заставляло подходить к противнику вплотную». То же самое можно было сказать и об И-16».

[3] в качестве примера, как за счет тактического мастерства летавшие на И-16 советские летчики боролись с вооруженными более современной техникой нацистами, имеет смысл привести отрывок из книги Михаила Маслова:

«23 февраля 1944 г. ведомая Кудымовым шестерка И-16 13-й оиаэ прикрывала в районе пункта Покровское пятерку Ил-2 группы капитана Клименко из 57-го шап. На обратном пути И-16-х атаковали истребители противника: «Гитлеровцев оказалось больше: девять против шести. И опять они пытались сковать моих истребителей пятеркой самолетов, выделив группу для атаки штурмовиков. Нехитрый расчет этот разгадать было нетрудно, и. оставив звено старшего лейтенанта Ломакина драться с основной группой, я с командиром другого звена Иваном Емельяненко контратаковал остальную четверку. Завязался бой в горизонтальной плоскости: сплошная облачность не позволяла вести ею на любимых мною вертикалях. Я взял на себя ведущего немецкой группы, летевшего на самолете незнакомой мне конструкции. Дрался он довольно умело и смело, чувствовалась опытная рука, выдержка и отличная реакция чуткого истребителя. Иначе бой не затянулся бы. На малой высоте преимущество было на моей стороне, я с первых же атак понял, что машина противника тяжеловата по сравнению с моим легким и юрким «ишачком». Но вооружена она была несколько лучше: фашистский летчик держал меня под интенсивным прицельным огнем на отдаленной дистанции, и приходилось постоянно менять углы атаки. Между тем старший лейтенант Емельяненко уже успел поджечь «мессера», и тот, охваченный пламенем, нырнул в облака. А мы все дрались, отлично «понимая» друг друга с… полвиража. То и дело приходилось прерывать начатые маневры и эволюции – немец немедленно предпринимал контрмеры. Будто мы с этим гитлеровцем не раз сходились в учебных боях, досконально знаем излюбленные приемы противника и никак не можем разделить пальму первенства…

Позднее я так и не смог разобраться, где фашистский ас допустил роковую ошибку, которая стоила ему жизни, – длинной очередью я вспорол ему фюзеляж и, разгоряченный этой необычной и, прямо сказать, интересной схваткой, ринулся «провожать» падающею противника. А может, сработал инстинкт перестраховки: уж очень хорошо и умно дрался противник – вдруг схитрил?..»

Немецкий истребитель упал на советской территории, поэтому воздушную победу достоверно подтвердили наземные войска. Им оказался ФВ-190, на вертикальном оперении которого было нарисовано 29 символов сбитых самолетов.

Описанный воздушный бои стал одним из последних с участием И-16. В феврале 1944 г. 13-я эскадрилья вошла в состав 21-го пап ВВС КБФ. затем ее перевооружили — сначала на Як-7, затем на Як-9д.

Одновременно эпизод подтверждает — опытные пилоты добивались воздушных побед на И-16 и в 1944 г.».

Как можно заметить победа в данном бою стала возможной благодаря опыту советского летчика и удачному стечению обстоятельств, которое не позволило немцу действовать в излюбленной манере (РеИ)
[4] у И-16 крыло состояло из центроплана, изготавливавшегося как единое целое с фюзеляжем, и двух отъемных консолей (РеИ). Данное техническое решение позаимствовано у НВ-2-бис конструкции В. В. Никитина (АИ)

источники вдохновения и цитат:

Маслов М. А. «Истребитель И-16. Норовистый «ишак» сталинских соколов» – М.: Коллекция, Яуза, ЭКСМО, 2007. – 176 с.
Владимир Грызун «Как Виктор Суворов сочинял историю»
Учебно-тренировочный самолет Никитин НВ-2. СССР – Альтернативная история
Владимир Котельников «Пиренейский сверчок» «Крылья Родины» 1995-09, стр.6-9