Взгляд из Британии 1943 года на пикирующие бомбардировщики. Часть 2
Взгляд из Британии 1943 года на пикирующие бомбардировщики. Часть 2
Интересная винтажная статья «Пикирующий бомбардировщик» (The Dive Bomber) из выпуска журнала «Flight» за 17 июня 1943 года, которая, думаю, заинтересует коллег. Перу автора статьи, скрывшегося под псевдонимом Helldiver, принадлежит статья «Бомбардировщики», перевод которой был выложен на сайт «Альтернативная история».
Пикирующий бомбардировщик
Причины использования аэродинамических тормозов; некоторые проблемы с двигателями; история немецких разработок
Содержание:
Предисловие редакции: Опубликованная на прошлой неделе статья была посвящена принципам и практике бомбометания с пикирования. На этой неделе описаны некоторые особые меры предосторожности, которые необходимо соблюдать при выборе силовой установки, и описана история развития немецких пикирующих бомбардировщиков. На следующей неделе будет опубликован обзор работ, проделанных другими странами./
Силовая установка пикирующего бомбардировщика всегда требовала специальных исследований. Несмотря на сравнительно несовершенную аэродинамику первые пикирующие самолеты достигали таких высоких скоростей, что их двигатели, приводящие в движение винты фиксированного шага, вращали пропеллеры на нежелательно высоких оборотах. Усовершенствование аэродинамики самолета и как следствие более высокие скорости пикирования усугубили ситуацию, а огромные силы инерции привели к серьезным проблемам с прочностью двигателя и винта. С этой проблемой концерн Junkers столкнулся в ходе разработке Ju 87.
Были предприняты попытки исправить эту ситуацию за счет пикирования с работающим на полную мощность двигателем, чтобы уравновесить силы инерции в двигателе развиваемой авиамотором мощностью. Однако вскоре чрезмерно высокие обороты потребовали лучшего решения и поскольку пикирование с уменьшенной скоростью вело к перегрузке двигателя, были применены винты с регулируемым шагом, чтобы поддерживать частоту вращения вала двигателя в допустимых пределах. Хотя это исключало чрезмерное напряжение, это приводило к дальнейшему увеличению скорости пикирования из-за потери тормозящего эффекта двигателя; данный эффект аналогичен тому, что происходит в двигателе движущегося под уклон автомобиля. По этой причине воздушный винт изменяемого шага устанавливался на самолет и предназначался для пикирования при максимально допустимых оборотах в минуту вала двигателя.
Во время выхода из пикирования в горизонтальный полет в пропеллере возникают гироскопические моменты, которые создают дополнительные нагрузки на сам винт, его вал и моторную раму двигателя.
Также следует учитывать возможность переохлаждения двигателя во время пикирования. Когда двигатель работает на малой мощности и количество рассеиваемого тепла невелико, то смазочное масло и охлаждающая жидкость могут стать чрезмерно холодными и мешать нормальной работе авиамотора, когда сразу после пикирования потребуется увеличить его мощность до максимальной. Поэтому перед началом пикирования необходимо закрыть створки радиаторов охлаждающей жидкости и масла и, при необходимости, принять особые меры предосторожности, как, например, закрыть воздухозаборник радиатора, чтобы предотвратить переохлаждение.
Пикирование с уменьшенной скоростью приводит к сравнительно высокому поступлению масла в цилиндры двигателя, и как следствие значительное количество масла может попасть в камеру сгорания и выйти через выпускные отверстия. Это создает риск попадания смазки на свечи зажигания, чего, однако, можно избежать за счет соответствующей конструкции камеры сгорания и расположения свечей.
Что касается топливной системы, то должны быть предусмотрены специальные трубопроводы и вентиляционные устройства для обеспечения надлежащей подачи не только в пикировании, но и во время перехода в горизонтальный полет. Также необходимо принять специальные меры для обеспечения правильного функционирования системы смазки.
Второстепенная проблема заключается в том, что резкое изменение высоты создает большую нагрузку на барометрические анероиды различных приборов и органов управления. Такие устройства все чаще используются в современных самолетах. На двигателях Junkers Jumo, установленных на стандартных пикирующих бомбардировщиках Германии, они используются не только для автоматического управления наддувом, но и для автоматического переключения скоростей нагнетателя.
При использовании двигателя с жидкостным охлаждением могут возникнуть другие проблемы, связанные с паровыми пробками. Этого можно избежать, если как на последних моделях двигателей Junkers Jumo применить систему охлаждения под давлением.
Германия
За несколько лет до начала нынешней войны немецкие конструкторы изучали конструкцию американских пикирующих бомбардировщиков. Их интерес, равно как и интерес немецкого министерства авиации, был очевиден из прочтения немецкой технической прессы, но хотя разработка пикирующих бомбардировщиков в Германии, несомненно, была во многом обязана проведенным в США исследованиям, нельзя отрицать, что некоторые из ранних немецких прототипов продемонстрировали большую оригинальность.
Известно, что технические исследования были начаты в Швеции и продолжались там до тех пор, пока в Германии не сложились условия для продолжения этих работ на заводе компании Junkers в Дессау.
Предшественником Ju 87 можно считать K 47 – построенный в Швеции самолет конструкции компании Junkers. Это был оснащенный радиальным двигателем и неубирающимися стойками шасси подкосный моноплан, изначально предназначавшийся для использования в качестве двухместного истребителя. Самолет получил двигатель воздушного охлаждения Bristol и подвеску бомб под крылом за подкосами.
модно сказать, что разработка немецких пикирующих бомбардировщиков началась в Швеции с этого изготовленного в Швеции самолета K 47, который был спроектирован компанией Junkers и который был оснащен двигателем Bristol Pegasus
По-видимому, результаты были достаточно обнадеживающими для размещения заказов на разработку Ju 87, который имел планер современного Ju 87 и двигатель примерно вдвое меньшей мощности (600-сильный Jumo 210). Он отличался конструкцией кабины и основных стоек шасси, а также некоторыми конструктивными элементами. Конструктором самолета был дипломированный инженер Польман (Pohlman). Недавно стало известно, что у раннего прототипа Ju 87 было двухкилевое хвостовое оперение как у изготовленного в Швеции его предшественника.
Нормальной нагрузкой пикирующего бомбардировщика Ju 87A – первого варианта, поступившего на вооружение немецких ВВС, – была 250-кг бомба, но без стрелка в задней кабине самолет мог поднимать 500-кг бомбу. В настоящий момент Ju 87A используются в качестве учебных самолетов.
прототип пикирующего бомбардировщика Junkers Ju 87 был зарегистрирован как «гражданский» самолет. Машина оснащена 600-сильным двигателем Jumo 210 компании Junkers
Ровесниками Ju 87A были Ha 137A и Ha 137B, Hs 123, Fieseler 98 и He 118. Возможно He 118 был разработан по той же спецификации, что и Ju 87. Машина компании Heinkel была красивой вещицей и имела настолько элегантный внешний вид, насколько грубо выглядел Ju 87. Тем не менее, она не показала столь многообещающих результатов и работы по ней были прекращены. He 118 оснащался двигателем DB 600 или Rolls-Royce Kestrel.
главный конструктор компании Blohm and Voss доктор технических наук Рихард Фогт всегда любил крыло типа «обратная чайка». Эта ранняя конструкция – Ha 137 – является пикирующим бомбардировщиком с двигателем Jumo 210
Ha 137, Hs 123 и Fi 98 были одноместными самолетами. Возможно они были созданы в соответствии с требованиями одной и той же спецификации, но в качестве стандартного одноместного пикирующего бомбардировщика был выбран Hs 123. Этот тип оставался на вооружении в небольших количествах; Hs 123 довольно активно использовались в Польше и Греции и, по словам немцев, действуют в России.
Этот самолет представляет собой компактный одноместный биплан очень прочной конструкции. Он оснащен радиальным двигателем BMW 132 с двухлопастным винтом, шаг которого не регулируется в полете. Немцы признали, что эта особенность приводила к проблемам на ранних этапах разработки, и это может быть одной из причин, почему в последнее время Hs 123, по-видимому, используются в основном для атак с бреющего полета, а не для бомбометания с крутого пикирования. Бомбовая нагрузка Hs 123 состоит из четырех 50-кг бомб, подвешиваемых под нижним крылом.
помимо Ju 87 на вооружение немецких ВВС был принят другой одномоторный пикирующий бомбардировщик – Henschel Hs 123, оснащенный радиальным двигателем BMW 132
Попытка компании Fieseler
Современником Hs 123 и вероятно спроектированным по той же спецификации является второй одноместный биплан, о котором до недавнего времени было мало что известно. Этот тип – Fieseler Fi 98 – имел исключительно прочную конструкцию крыла, что делает интересное сравнение с Hs 123. Последний имеет крылья с относительно толстым аэродинамическим профилем с одиночными межкрыльевыми стойками, тогда как у машины компании Fieseler двухстоечная бипланная коробка с тонкими крыльями и N-образными стойками. Странной особенностью является размещение вспомогательного стабилизатора на верхней оконечности киля, что создает бипланную компоновку горизонтального оперения.
В тот же период концерн Arado экспериментировал с двухместным пикирующим бомбардировщиком Ar 81, который по своим характеристикам превосходил Ju 87.
Как можно заключить из внешнего вида Ju 87 обладает большой прочностью конструкции. Свободнонесущее крыло состоит из трех частей, причем та часть, к которой прикреплены основные стойки шасси, выполнена как единое целое с фюзеляжем. Центральная часть крыла имеет резко выраженный отрицательный угол поперечного V, что улучшает обзор пилота и уменьшает высоту основных стоек шасси. Заявленное аэродинамическое преимущество заключается в снижении интерференции между фюзеляжем и корневыми частями крыла.
Фиксированные основные стойки шасси оснащены обтекателями. Вероятно, выбор в пользу фиксированного шасси связан не только с производством и техническим обслуживанием самолета, но и с конструктивной прочностью крыла; в случае выбора убирающихся стоек прочность крыла была бы снижена нишами для их уборки. Даже небольшое скручивание консоли крыла во время резкого выхода из пикирования может привести к повреждению шасси и невыходу стойки, однако данное соображение, похоже, не повлияло на конструкторов союзников.
Основу силового набора крыла Ju 87 составляют два лонжерона с двутавровым поперечным сечением со сплошными пластинами, стенками и поясами. Механизация крыла состоит из элеронов и закрылков типа «двойное крыло» конструкции компании Junkers. Аэродинамические тормоза установлены на внутренних половинах внешних консолей крыла и состоят из двух установленных вдоль размаха крыла планок шириной около 1½ дюймов (38 мм) каждая. Планки установлены на трех шарнирных подвесках, прикрепленных к переднему лонжерону. В пикировании аэродинамические тормоза гидравлическим приводом отклоняются на 90 градусов.
В фюзеляже используется необычно толстая обшивка, в нижней части (во время пикирования находится под сжимающей нагрузкой) которой расстояние между стрингерами составляет всего 3½ дюйма (89 мм).
Экипаж размещается в кабине под коротким прозрачным фонарем. Интересной особенностью в кабине пилота является покрытая обивкой планка, которая обеспечивает пилоту некоторою защиту его головы в случае, когда во время выхода из пикирования нагрузки отбросят летчика вперед. Кабина радиста/заднего стрелка оснащена широким прочным ремнем безопасности, проходящим через фюзеляж перед его сиденьем.
Пикирующие бомбардировщики Ju 87 модификаций «B» и «R» вооружены двумя фиксированными крыльевыми 7,9-мм пулеметами MG 17. На более поздней модификации «D» они были сохранены, но установленный в задней кабине 7,9-мм пулемет, по-видимому, был заменен сдвоенными пулеметами MG.81 того же калибра. В настоящий момент броневая защита Ju 87 гораздо тяжелее, чем в первые дни войны.
Типичными вариантами бомбовой нагрузки Ju 87 являются: одна 250-кг бомба (фюзеляж) и четыре 50-кг бомбы (крыло), или одна 500-кг бомба (фюзеляж) или 1000-кг бомба (фюзеляж). Модификация Ju 87D под крылом вместо четырех 50-кг бомб несла две 250-кг бомбы, и вполне возможно, что самая большая бомба, которую способен нести эта новая модификация, тяжелее 1000 кг.
НОВЕЙШАЯ ВЕРСИЯ СТАРОГО ТИПА. Пикирующий бомбардировщик Junkers Ju 87D: A) кислородные баллоны; B) бомбы – одна 250 кг или две 50 кг; C) 7,92-мм пулемет MG 17; D) броня толщиной 8 мм; E) индукционный воздухоохладитель; F) смирена; G) аэродинамический тормоз; H) нижняя часть радиатора, створки и трубопроводы, получившие 3,5-мм броню; J) самоуплотняющийся топливный бак емкостью 52,8 галлона (240 л); K) радиатор охлаждающей жидкости; L) бронированная переборка толщиной 8 мм, бронированный пол толщиной 5 мм; M) спарка 7,92-мм пулеметов MG 81; N) бронезаголовник пилота толщиной 10 мм, бронеспинка пилота толщиной 8 мм, защита боков и сиденья толщиной 4 мм; O) пуленепробиваемое лобовое стекло толщиной 50 мм; P) маслобак емкостью 6,8 галлонов (31 л)
На всех типах Ju 87 самая крупная бомба всегда подвешивается под фюзеляж. Каждый из самолетов данного типа оснащен параллелограммным механизмом, который входит в зацепление с выступами на цилиндрическом корпусе бомбы и который в пикировании отбрасывает ее в сторону от фюзеляжа за зону ометания воздушного винта.
Благодаря прочной конструкции и наличию аэродинамических тормозов Ju 87 может пикировать под любым углом, вплоть до вертикального. Для удобства пилота на фонарь кабины нанесена шкала углов.
Аэродинамические тормоза ограничивают скорость пикирования примерно до 300 миль в час (483 км/ч), а без использования этих тормозов в пикировании скорость ограничивается 400 милями в час (644 км/ч). Допускается выведение самолета из пикирования с несброшенной бомбовой нагрузкой.
В состав оборудования для бомбометания в пикировании самолетов типа Ju 87 иногда включают пару сирен с приводом от воздушного винта, предназначенных для деморализации личного состава противника во время прицельного пикирования. Они размещены в обтекателях основных стоек шасси.
Ju 87 может быть оснащен вывода из пикирования, которое размещено в стабилизаторе и работает вместе с аэродинамическими тормозами в качестве части гидравлической системы. При срабатывании аэродинамических тормозов триммеры рулей высоты отклоняются, и самолет автоматически переходит в пикирование. В результате у пилота освобождаются силы, которые в противном случае пришлось бы приложить для удержания носа в нижнем положении. Бомбы сбрасываются нажатием кнопки на ручке управления; сброс бомб возвращает триммеры рулей высоты в обычное положение, и самолет стремится выйти из пикирования. Таким образом даже в отвесном пикировании траектории самолета и бомб не пересекаются.
Если пилот отключит предохранительное устройство, которое ограничивает движение рулевой колонки, то потребуется усилие величиной около 65 фунтов (30 кг), и может быть достигнуто ускорение 6g с радиусом перехода в горизонтальный полет около 1500 футов (457 м).
Стандартным прицелом, установленным на Ju 87 и использующимся для бомбометания в пикировании, является Revi (reflex visier [нем.] – коллиматорный прицел). Данный прицел аналогичен прицелу, который используется на немецких истребителях. Прицел снабжен специальным креплением для введения поправки на скорость ветра.
Junkers Ju 88
Хотя двухмоторный Ju 88 был принят на вооружение «люфтваффе» еще до войны, по современным стандартам он по-прежнему является высокоэффективным самолетом.
Junkers Ju 88 в пикировании. Конструкция аэродинамических тормозов показана на схеме ниже
С момента поступления на вооружение и по сегодняшний день конструкция Ju 88 практически не претерпела изменений за исключением размаха крыла, вооружения и силовой установки. К настоящему времени компоновка и прочностные характеристики Ju 88 хорошо известны, но можно указать на особые конструктивные особенности, обусловленные его использованием в качестве пикирующего бомбардировщика.
Аэродинамические тормоза Ju 88 являются планчатыми и состоят из пяти «полос», которые прикреплены к переднему лонжерону и с помощью гидроцилиндра поднимаются и опускаются на 90 градусов. По отношению к площади крыла аэродинамические тормоза Ju 88 имеют наибольшие размеры из числа установленных на каком-либо пикирующем бомбардировщике. Редко бывает, что в пикировании скорость Ju 88 превышает 350 миль в час (563 км/ч).
планчатый автоматический тормоз в рабочем положении
Основная бомбовая нагрузка Ju 88 подвешивается к внешним держателям, размещенным между моторными гондолами и фюзеляжем, но небольшие бомбы (50 кг) могут были размещены в одном или двух внутрифюзеляжных бомбоотсеках. Однако эти бомбы нельзя сбрасывать при крутом пикировании.
Определившись с углом пикирования и высотой перехода в горизонтальный полет, пилот устанавливает на бомбосбрасывателе соответствующий интервал времени, который зависит от угла пикирования и высоты выхода из него. Затем на контактном альтиметре устанавливается высота над целью, на которой должен начаться переход в горизонтальный полет, самолет с помощью триммеров переводится в пикирование с выпуском аэродинамических тормозов. При достижении высоты выхода из пикирования цепь контактного высотомера замыкается и начинается сброс бомб. Одновременно триммеры рулей высоты возвращаются в свое первоначальное положение, самолет становится тяжелым на хвост и таким образом начинает выходить из пикирования. Бомба или бомбы сбрасываются автоматически через заданный интервал времени. Затем пилот брал управление на себя, убирал аэродинамические тормоза, переводит двигатели на режим максимальной мощности, открывает жалюзи системы охлаждения двигателя и переводит балансировку самолета для горизонтального полета.
устройство автоматического вывода Ju 88 из пикирования приводится в действие контактным высотомером
Нормальный угол пикирования Ju 88 составляет 50 градусов, хотя самолет достаточно прочен для отвесного пикирования при условии, что переход в горизонтальный полет производится с должной осторожностью. В противном случае на обшивке крыла могут образоваться «морщины» или что-то более серьезное.
На финальном этапе пикирования прицеливание производится с учетом поправки на ветер, для чего прицел Revi перемещается на соответствующий угол. На обшивку кабины пилота нанесены маркеры углов пикирования, которые отсчитываются от горизонта; диапазон меток находится в пределах от 20 градусов до 70 градусов, и метка 50 градусов подчеркнута.
Несмотря на то, что Dornier 217 широко рекламировался немецкой пропагандой в качестве пикирующего бомбардировщика, он еще не отличился в этой роли. Это может быть связано с техническими трудностями, возникающими из-за нестандартной установки аэродинамических тормозов, но следует иметь в виду, что большинство операций, в которых приняли участие Do 217, имели такой характер, что атаки с крутого пикирования могли считаться ненужными. В любом случае самолеты данного типа оснащены самым современным оборудованием для пикирования, что это требует более детального исследования.
на некоторых самолетах типа Do 217 в задней оконечности фюзеляжа установлен аэродинамический тормоз «зонтичного» типа. При отсутствии аэродинамического тормоза к фюзеляжу крепится обтекатель, который в случае аварии можно сбросить
Do 217, который представляет собой моноплан с высокорасположенным крылом, массой более 30000 фунтов (13610 кг) и двумя двигателями BMW 801, имеет в крайней задней части фюзеляжа вожделенный аэродинамический тормоз; если тормоз не устанавливается, то его заменяет фиктивный обтекатель. Недавно стало известно, что в дополнение к установке хвостового аэродинамического тормоза под крылом между моторными гондолами и фюзеляжем были установлены планчатые аэродинамические тормоза, аналогичные тем, что были установлены на Ju 88.
Как показано на немецких фотографиях хвостовой аэродинамический тормоз относится к типу, на который распространяется опубликованный в прошлом году патент компании Dornier. Тормоз, описанный в спецификации, отличается прочными поверхностями торможения, которые прикреплены с помощью шарниров к оконечности фюзеляжа и которые выступают за горизонтальное оперение самолета. Каждая из поверхностей торможения имеет изогнутую относительно ветра форму и рабочем положении (уборка и выпуск поверхностей торможения осуществляются посредством их перемещения вдоль трубы с резьбой) отклоняются наружу от фюзеляжа, образуя обращенный к ветру открытый конус. Хвостовой аэродинамический тормоз описан и проиллюстрирован в выпуске журнала «Flight» от 2 июля 1942 года.
Установка аэродинамического тормоза в хвостовой части самолета должна привести к сравнительно небольшому изменению балансировки и хорошей устойчивости во время пикирования.
Изучение совершившего вынужденную посадку Do 217 показало, что оборудование для бомбометания в пикировании управляется электрическим приводом с широким использованием электромоторов и соленоидов и обширной взаимной блокировкой. Когда пилот замыкает цепи сброса бомб и взводит их детонаторы, створки бомбоотсека открываются автоматически. Для начала пикирования и выпуска поверхностей торможения пилот нажимает первый переключатель; второй переключатель предусмотрен для выхода из погружения. После сброса бомб автоматически убирается аэродинамический тормоз и закрываются створки бомбоотсека. Самолет оснащен прицелом для бомбометания в пикировании BZA-1 и специальным оборудованием для регулирования шага воздушных винтов.
Подкрыльевые аэродинамические тормоза бомбардировщика Do 217 расположены между фюзеляжем и моторными гондолами на небольшом расстоянии от закрылков. Вероятно в пикировании они отклоняются на 90 градусов.
Основная бомбовая нагрузка Do 217 размещается внутри нижней половины центральной части фюзеляжа. Типичная нагрузка состоит из четырех 500-кг бомб, хотя возможны различные комбинации бомб. Под крылом между законцовками и моторными гондолами предусмотрено крепление двух дополнительных бомбодержателей.
Во время пикирования пилот может вести огонь из своей фиксированной 15-мм пушки MG 151, которая благодаря своим высоким скорострельности и начальной скорости могут отвлечь внимание на любую оборонительную позицию, расположенной рядом с целью. Другой член экипажа может вести огонь из расположенной в передней части фюзеляжа подвижной пушки Oerlikon.
Do 217 является самым крупным немецким пикирующим бомбардировщиком, если не считать Heinkel 177, который несмотря на большие грузоподъемность и размеры (размах крыла более 100 футов [30,5 м]) оснащен аэродинамическими тормозами. Данные тормоза представляют собой серию пластин, расположенных под крылом между законцовками и моторными гондолами. Насколько известно He 177 может нести большую бомбовую нагрузку, чем любой другой самолет, оснащенный аэродинамическими тормозами. Проблемы с аэродинамическими тормозами, которые, несомненно, имеют сложную конструкцию, могут быть одним из факторов, который привел к очевидной задержке поступления в части немецких ВВС заметного количества бомбардировщиков He 177.
дальний бомбардировщик He 177 был оснащен четырьмя двигателями, размещенными в двух моторных гондолах. Это самый тяжелый тип самолета, предназначенный для бомбометания с пикирования. Насколько известно машины данного типа еще не эксплуатируются, что, вероятно, связано с проблемами, связанными с аэродинамическими тормозами
Пока остается неизвестным может ли новейший самолет непосредственной поддержки сухопутных войск Henschel 129 пикировать под большими углами, но поскольку его предшественник Hs 123 широко использовался для бомбометания с пикирования, возможность использования Hs 129 подобным образом должна быть учтена.
существует большая вероятность того, что самолет непосредственной поддержки сухопутных войск Hs 129 оснащен аэродинамическими тормозами
Известно, что новый немецкий самолет Me 210 разработан с учетом требования уметь выполнять бомбометание в пикировании, и конструкция этой машины включает в себя аэродинамические тормоза нового образца. У пилота необычайно хорошие обзор и защита от оборонительного огня с земли. У Me 210 необычайно грозное вооружение для стрельбы вперед (две 20-мм пушки и два 7,9-мм пулемета), а потенциальная бомбовая нагрузка, основная часть которой размещена внутри, велика.
перспективное изображение и схема аэродинамических тормозов Me 210
масштабная модель Me 210; автор Вудасон (Woodason)
Me 210 является самым совершенным многомоторным пикирующим бомбардировщиком из существующих на сегодняшний день, за исключением He 177, который относится к своей собственной категории.
источник: «Helldiver» «The Dive Bommber» «Flight» June 17th, 1943, стр.629-633
