Итак, уважаемые соратники и коллеги, не прошло и полгода, как я снова с вами в полноценном формате. Весной спонтанно издох мой комп, и с тех пор на форуме я появлялся с планшета. Но! Благодаря неустанной и абсолютно бескорыстной помощи нашего уважаемого коллеги Alex22, который взял на себя тяжелую ношу по формированию облика компьютера и всего программного обеспечения, я снова в деле!!
В какой-то момент мне надоели танки и снова позвало небо. Мне всегда нравилась экзотика мотокомпрессорных самолетов и одномоторники с центральным (не скажу задним :)) расположением движка. Ну, вот и решил совместить свои симпатии. Коллега Alex22 в процессе отладки программ увидел несколько эскизов и предложил назвать аппарат Черной Коброй, исходя из моего логина blacktiger. Я засомневался, уж как-то слишком пафосно, а главное — несколько несвоевременно (blacklifematters и все такое), но отказать человеку, без которого никакой бы Кобры не случилось, я не смог 🙂
Прошу прошения, за длинное вступление, итак:
Начиная с 1943 года, Советское руководство (читай Сталина) все больше и больше беспокоили действия союзной авиации над Германией. Действительно, армады англо-американских бомбардировщиков разносили в пыль немецкие города, убивая сотни тысяч мирных граждан, уничтожая промышленность и инфраструктуру Германии. Не нужно было быть пророком, чтобы на месте Германии представить Советский Союз со всеми вытекающими последствиями. Следовательно, нужно было что-то, что можно было противопоставить ВВС Англии и особенно Америки. Да, советская авиация сильно выросла и возмужала за прошедшие годы войны, но было очевидно, что наши истребители не подходят для борьбы с тяжелыми бомбардировщиками: не хватает потолка и мощности вооружения. Наши основные истребители имели неважные ТТХ на высотах больше 5 км, и если Мессерам и Фоккерам за глаза хватало пары-тройки снарядов из ШВАК-а, то Б-17-му или Ланкастеру, это, что слону дробина. Поэтому, было решено создавать новые высотные истребители-перехватчики с мощным наступательным вооружением. Как известно, для этого привлекли конструкторские бюро Микояна и Сухого. Кроме этого, по теме работали специалисты ЦАГИ. Как известно, двигались в разных направлениях, в т.ч. и мотокомпрессорных установках.
Ранее, в декабре 1943 года, Государственный Комитет Обороны (ГКО) принял решение об организации НИИ-1, в котором сосредотачивались бы все научно-исследовательские и практические работы по реактивной технике. Кроме того, это постановление обязывало НКАП СССР в месячный срок представить предложения по созданию конкретных образцов самолетов и реактивных двигателей. 22 января 1944 года ГКО принял постановление, послужившее началом нового этапа в развитии реактивной техники в Советском Союзе. Это постановление и приказ НКАП СССР № 371 от 30 марта 1944 года обязывали Главных конструкторов А.И.Микояна, М.И.Гуревича, П.О.Сухого,
А.С.Яковлева, С.А.Лавочкина, Н.Н.Поликарпова, приступить к работам по созданию самолетов с реактивными двигателями. Было разработано несколько истребителей, в частности, это всем известные МИГ-13 (И-250) и СУ-5. Кроме них было еще несколько проектов. Н.Н.Поликарпов неожиданно отказался от участия в проектах по состоянию здоровья. Пришлось в срочном порядке заменить его на Р.Л. Бартини.
Все новые истребители перечисленных конструкторов использовали мотокомпрессорную установку на базе новейшего Климовского мотора М-107А с одноступенчатым осевым компрессором.
Эта комбинированная силовая установка состояла из основного поршневого двигателя М-107А с воздушным винтом и дополнительного ВРДК, выполнявшего функцию ускорителя. Изначально, как у всех, компрессор приводился во вращение двигателем М-107А при помощи двух валов и промежуточного редуктора.
Правда, Р.Л, Бартини сразу переделал воздухозаборник. По его мнению, длинный плоский канала проходящий под двигателем негативно влиял на мощность реактивного движка, и увеличивал лобовое сопротивление. Поэтому, забор воздуха для ВРДК осуществлялся двумя воздухозаборниками, расположенными в носках центроплана крыла. Воздушные каналы пролегали внутри центроплана, затем входили в фюзеляж и объединялись в один общий канал, который подводил воздух к осевому одноступенчатому компрессору, затем сжатый воздух поступал к передней части камеры сгорания с установленными в ней форсунками. Задняя часть камеры сгорания переходила в нерегулируемое реактивное сопло.
Затем, ознакомившись с состоянием дел по М-107А, Роберт Людвигович приказал заменить мотор на проверенный М-105А. Да, менее мощный, но зато надежный и серийный.
Свой выбор он обосновал так: — отработать новый самолет на этом моторе будет проще, а впоследствии заменить мотор не представит большой проблемы. Правда, в последствии оказалось, что мотор М-105А подвергся большим переделкам. Мощности было маловато, поэтому, с мотора сняли(!) нагнетатель, а его функции распределили между компрессором реактивного двигателя и двумя турбокомпрессорами ТК-2, наподобие тех, что безуспешно пытались применить на истребителе СУ-1. Зато ничего не мешало подключить компрессор прямо к коленвалу, без редуктора. Правда, компрессор пришлось сделать двухступенчатым, чтобы поднять давление перед турбокомпрессорами. Однако, это хорошо сказалось на эффективности реактивного двигателя, его тяга увеличилась на 13-15%.
Турбокомпрессоры ТК-2, как известно, имели неистребимую склонность к расплавлению лопаток турбин. Помучившись с подбором тугоплавких сталей, проблему избыточно высокой температуры выхлопных газов решили путем подмеса воздуха при помощи эжекционного устройства на выхлопном коллекторе. Управляемая биметаллическим терморегулятором воздушная заслонка автоматически удерживала температуру выхлопных газов на 400-450 град. Кроме всего этого, с картера двигателя удалили редуктор. Потому, что мотор разместили по-Кобровски, за кабиной пилота. Так удалось сделать более короткие и прямые воздуховоды для реактивного двигателя.
А это позволило сократить до минимума потери из-за гидравлического сопротивления каналов. Р.Л. Бартини остался верен себе, и силовой набор центроплана сделали из тонкой листовой стали. Подмоторная рама также стальная, кованая. Это позволило сделать сечение главного лонжерона в центральной части существенно меньше, если б он был дюралевым. Но все равно, мотор охватывали усиленные шпангоуты, опиравшиеся на передний и задний лонжероны крыла. Отъёмные части крыльев, оперение и фюзеляж были дюралевыми. Радиатор системы охлаждения мотора разместили за компрессором перед форсунками реактивного двигателя, маслорадиаторы – в корневой части крыльев. Редуктор винта также снабдили своим маслорадиатором, получавшим воздух через отверстие в коке винта. Маслобаки разместили над мотором, за кабиной пилота. Радиооборудование и кислородные системы, наоборот, размещалось перед кабиной. Основные бензобаки размещались в консольных частях крыльев. Объем их был не так чтобы велик, но для перехватчика, это посчитали не столь существенным.
Из-за довольно задней центровки, крылья в корневой части имели стреловидную форму, консоли – обычные, напоминающие ФВ-190, с автоматическими предкрылками и посадочными щитками. Профиль крыла – ламинарный.
Шасси трехопорное, напоминающее Кобру, но с поворотной на 90 град. передней стойкой.
Для защиты хвоста при взлете/посадке, имелся небольшой форкиль.
Самолет имел очень мощное вооружение: две синхронные 37мм пушки НС-37 под полом кабины, по обеим сторонам от носовой стойки шасси, стрелявшие сквозь плоскость винта. Кроме этого, имелась «пристрелочная» пушка Б-20 с большим боекомплектом, выведенная через втулку редуктор винта. Предполагалось, что пилот открывает пристрелочный огонь из Б-20, после чего в ход идут НС-37. Две НС-37 позволяли уверенно бороться с любым известным на тот момент бомбардировщиком. А большой боезапас к Б-20 гарантировал, что истребитель не останется безоружным в схватке с истребителями сопровождения даже при отходе после атаки.
Первый полет самолет совершил летом 1944 года. Взлетный вес Черной Кобры, как позвали самолет, составил 3,8 тонны. По размерам она была чуть меньше Белловской Кобры. Полет выполнялся без турбокомпрессоров и камер сгорания. К сентябрю на самолет установили ТК-2 с системой подсоса воздуха и полностью собрали реактивный двигатель. Благодаря удачному соответствию Правилу площадей, тогда неизвестному, и хорошей аэродинамике в целом, самолет, даже со слабым мотором М-105А смог развить более 800 кмч. Причем, было отмечено, что уменьшая шаг, разгружая винт и «перебрасывая» таким образом мощность на компрессор, можно добиться более высоких скоростей на больших высотах. На взлете и посадке, наоборот, эффективнее «работать винтом», тяги РД маловато для резких эволюций.
С заменой М-105А на М-107А и переходом на новый пятилопастный винт малого диаметра, рассчитывали получить 850-870 кмч на высотах боле 7 тыс.м. Потолок машины оставил более 11 тыс. м. При отстыкованном компрессоре, на одном винте самолет развивал 570км/ч, а также 260 кмч при полете на импеллере, с зафлюгерированным винтом и без работы камер сгорания. Будучи странной экзотикой, самолет прошел весьма большой цикл испытаний, летал без винта, только на ВРДК, с различными ускорителями и прочее. Выяснилось, что если всю мощность М-105 использовать только для компрессора, то самолет неплохо летает, набирает практически ту же скорость, но разгонные характеристики, особенно взлетные, резко падают. Чтобы взлететь без винта, нужна полоса в три километра длиной.
Самолет превосходил все советские истребители по скорости, скороподъемности, потолку и вооружению. Мог эксплуатироваться с коротких ВПП без покрытия.
Осенью 1945-го года первые серийные машины заступили на охрану неба Москвы. Самолет эксплуатировался в ВВС вместе с реактивными первенцами МИГ-9 и ЯК-15. Черная Кобра, а так самолет прозвали за языки копоти, вырывавшиеся из турбин на максимальном газу. Увы, добиться экономичной работы мотора с комбинированным наддувом тогда так и не смогли. Так вот, Черная Кобра показала себя довольно летучим самолетом и выполняла весь комплекс фигур высшего пилотажа, по маневренности, правда, больше напоминала Рипаблик Тандерболт.
