Советские военные самолеты второй мировой войны. Лучшие самолёты Второй Мировой войны. Что можно сказать про авиацию Германии
Почти 70 лет прошло со времен Великой Отечественной войны, а воспоминания по сей день не отпускают жителей России. В военное время основным оружием против противника были советские истребители. В небе чаще всего парили истребители И-16, который между собой называли ишачком. В на западе страны этой модели самолета было больше 40 процентов. Какое-то время это был лучший Разработал истребители известный авиаконструктор Поликарпов, предусмотрев уборку шасси.
Это был в мире с убирающимися шасси. Большая часть корпуса И-16 сделана из дюраля, очень легкого материала. Ежегодно модель этого истребителя совершенствовалась, укреплялся корпус, устанавливался более мощный двигатель, изменяли рулевую. В самолете фюзеляж состоял вовсе из балок и обшивался дюралевыми пластинами.
Главным врагом советского истребителя ВОВ И-16 был «Мессершмитт» Bf 109. Изготовлен он был полностью из стали, шасси убиралось, мощный двигатель - железная птица фюрера - лучший самолет Второй мировой войны немецких войск.
Разработчики советской и немецкой модели истребителя старались развить в самолете большую скорость и активный взлет, но мало уделяли внимания маневренности и устойчивости, поэтому множество пилотов погибло, не справившись с управлением.
Советский авиаконструктор Поликарпов работал над уменьшением размеров самолета и облегчением его веса. Машина получилась укороченная и округлая спереди. Поликарпов был уверен, что при меньшей массе самолета произойдет улучшение его маневренности. Длина крыла не менялась, раньше не было закрылков и щитков. Кабина летчика была маленькой, пилот имел плохой обзор, прицеливаться было неудобно, расход боеприпасов увеличивался. Конечно, такой истребитель уже не мог завоевать звание "Лучший самолет Второй мировой войны".
Немецкие авиаконструкторы первыми использовали в производстве крылатой машины мотор жидкого охлаждения, за счет чего она сохраняла неплохую маневренность и скорость. Передняя часть оставалась вытянутой и хорошо обтекаемой. Это был лучший самолет Второй мировой войны со стороны Германии. Однако мотор стал более уязвимым, чем раньше, в предыдущих версиях.
Конечно, немецкие с мощными моторами и аэродинамической формой превосходили советские аналоги по скорости, точности и высоте полета. Особенности немецких самолетов давали дополнительный козырь в руки противника, пилоты могли атаковать не только в лоб или сзади, но и сверху, а затем вновь подниматься в облака, скрываясь от советских летчиков. Пилотам И-16 приходилось исключительно защищаться, об активной атаке не могло быть и речи - слишком неравные силы.
Еще одним преимуществом немецкой техники была связь. Все самолеты оборудовались радиостанциями, что позволяло пилотам договариваться о тактике атаки советских истребителей и предупреждать об опасности. В некоторых отечественных моделях были установлены радиостанции, но пользоваться ими было практически невозможно из-за плохого сигнала и низкого качества оборудования. Но тем не менее для наших летчиков-патриотов И-16 был наилучший самолет Второй мировой войны.
Во второй мировой войне у немцев были следующие самолеты, вот их список с фотографиями:
1. Арадо Ar 95 — немецкий двухместный гидроплан торпедоносец-разведчик
2. Арадо Ar 196 — немецкий военный гидросамолёт-разведчик
3. Арадо Ar 231 — немецкий лёгкий одномоторный военный гидросамолёт
4. Арадо Ar 232 — немецкий военно-транспортный самолёт
5. Арадо Ar 234 Блитц — немецкий реактивный бомбардировщик
6. Бломм Фосс Bv.141 — прототип немецкого разведывательного самолёта
7. Гота Go 244 — немецкий средний военно-транспортный самолёт
8. Дорнье Do.17 — немецкий двухмоторный средний бомбардировщик
9. Дорнье Do.217 — немецкий многоцелевой бомбардировщик
10. Мессершмитт Bf.108 Тайфун — немецкий цельнометаллический одномоторный моноплан
11. Мессершмитт Bf.109 — немецкий одномоторный поршневой истребитель-низкоплан
12. Мессершмитт Bf.110 — немецкий двухмоторный тяжелый истребитель
13. Мессершмитт Me.163 — немецкий ракетный истребитель-перехватчик
14. Мессершмитт Me.210 — немецкий тяжелый истребитель
15. Мессершмитт Me.262 — немецкий турбореактивный истребитель, бомбардировщик и самолёт-разведчик
16. Мессершмитт Me.323 Гигант — немецкий тяжёлый военно-транспортный самолёт грузоподъёмностью до 23 тонн, самый тяжёлый сухопутный самолёт
17. Мессершмитт Me.410 — немецкий тяжелый истребитель-бомбардировщик
18. Фокке-Вульф Fw.189 — двухмоторный двухбалочный трёхместный тактический разведывательный самолёт
19. Фокке-Вульф Fw.190 — немецкий одноместный одномоторный поршневой истребитель-моноплан
20. Focke-Wulf Ta 152 — немецкий высотный перехватчик
21. Focke-Wulf Fw 200 Condor — немецкий 4-моторный дальний многоцелевой самолёт
22. Хейнкель He-111 — немецкий средний бомбардировщик
23. Хейнкель He-162 — немецкий одномоторный реактивный истребитель
24. Хейнкель He-177 — немецкий тяжелый бомбардировщик, двухмоторный цельнометаллический моноплан
25. Хейнкель He-219 Uhu — двухмоторный поршневой ночной истребитель, оснащенный катапультируемыми креслами
26. Хеншель Hs.129 — немецкий одноместный двухмоторный специализированный штурмовик
27. Физелер Fi-156 Шторх — малый немецкий самолёт
28. Юнкерс Ju-52 — немецкий пассажирский и военно-транспортный самолёт
29. Юнкерс Ju-87 — немецкий двухместный пикирующий бомбардировщик и штурмовик
30. Юнкерс Ju-88 — немецкий многоцелевой самолёт
31. Юнкерс Ju-290 — немецкий дальний морской разведчик (по прозвищу «Летающий шкаф»)
Немецкий истребитель Мессершмитт Bf 109 создавался примерно в то же время,
что и «Спитфайр». Как и английский самолет, Bf 109 стал одним из наиболее удачных образцов боевой машины периода войны и прошел большой путь эволюции: его оснащали все более мощными моторами, улучшали аэродинамику, эксплуатационные и пилотажные характеристики. В плане аэродинамики наиболее крупные изменения последний раз были осуществлены в 1941 г., когда появился Bf 109F. Дальнейшее совершенствование летных данных шло, главным образом, за счет установки новых моторов. Внешне последние модификации этого истребителя – Bf 109G-10 и К-4 мало отличались от гораздо более раннего Bf 109F, хотя и имели ряд аэродинамических улучшений.
Этот самолет был лучшим представителем легкой и маневренной боевой машины гитлеровских Люфтваффе. На протяжении почти всей второй мировой войны истребители Мессершмитт Bf 109 находились среди лучших образцов самолетов своего класса, и только к концу войны они стали утрачивать свои позиции. Совместить качества, свойственные лучшим западным истребителям, рассчитанным на сравнительно большую высоту боевого применения, с качествами, присущими лучшим советским «средневысотным» истребителям, оказалось невозможным.
Подобно своим английским коллегам, проектировщики самолета Bf 109 попытались совместить высокую максимальную скорость с хорошими маневренными и взлетно-посадочными качествами. Но решали они эту задачу совсем по-другому: в отличие от «Спитфайра», Bf 109 имел большую удельную нагрузку на крыло, позволявшую получить высокую скорость, а для улучшения маневренности использовались не только хорошо известные предкрылки, но и закрылки, которые в нужный момент боя могли отклоняться летчиком на небольшой угол. Применение управляемых закрылков было новым и оригинальным решением. Для улучшения взлетно-посадочных характеристик помимо автоматических предкрылков и управляемых закрылков использовались зависающие элероны, которые работали как дополнительные секции закрылков; был применен и управляемый стабилизатор. Словом, Bf 109 имел уникальную систему непосредственного управления подъемной силой, во многом свойственную современным самолетам с присущей им автоматикой. Однако на практике многие решения конструкторов не привились. Из-за сложности пришлось отказаться от управляемого стабилизатора, зависающих элеронов, системы выпуска закрылков в бою. В результате по своим маневренным качествам Bf 109 не сильно отличался от других истребителей – как советских, так и американских, хотя и уступал лучшим отечественным машинам. Похожими оказались и характеристики взлета и посадки.
Опыт самолетостроения показывает, что постепенное совершенствование боевого самолета почти всегда сопровождается увеличением его веса. Это связано с установкой более мощных, а значит и более тяжелых моторов, увеличением запаса топлива, повышением мощи вооружения, необходимыми усилениями конструкции и другими сопутствующими мероприятиями. В конце концов наступает момент, когда резервы данной конструкции оказываются исчерпанными. Одним из ограничений является удельная нагрузка на крыло. Это, понятно, не единственный параметр, но один из самых главных и общий для всех самолетов. Так, по мере модифицирования истребителей «Спитфайр» от варианта 1А до XIV и Bf 109 от В-2 до G-10 и К-4 удельная нагрузка на крыло у них возросла примерно на треть! Уже у Bf 109G-2 (1942 г.) она составила 185 кг/м2, в то время как у «Спитфайра» IX, который тоже был выпущен в 1942 г., было около 150 кг/м2. Для Bf 109G-2 такая нагрузка на крыло была близка к пределу. При дальнейшем ее росте резко ухудшались пилотажные, маневренные и взлетно-посадочные характеристики самолета, несмотря на очень эффективную механизацию крыла (предкрылки и закрылки).
Начиная с 1942 г. немецкие конструкторы вели совершенствование своего лучшего истребителя воздушного боя в условиях очень жестких весовых ограничений, что сильно сужало возможности качественного улучшения самолета. А создатели «Спитфайра» имели еще достаточные резервы и продолжали увеличивать мощность устанавливаемых моторов и усиливать вооружение, не особенно считаясь при этом с увеличением веса.
Большое влияние на аэродинамические свойства самолетов оказывает качество их серийного производства. Небрежное изготовление может свести на нет все усилия конструкторов и ученых. Такое случается не столь уж редко. Судя по трофейным документам, в Германии, проводя в конце войны сравнительное изучение аэродинамики немецких, американских и английских истребителей, пришли к выводу, что Bf 109G имел наихудшее качество производственного выполнения, и, в частности, по этой причине его аэродинамика оказалась самой плохой, что с большой вероятностью можно распространить и на Bf 109K-4.
Из сказанного видно, что в плане технической концепции создания и аэродинамических особенностей компоновки каждый из сопоставляемых самолетов вполне оригинален. Но имеют и много общих черт: хорошо обтекаемые формы, тщательное капотирование моторов, хорошо отработанная местная аэродинамика и аэродинамика охлаждающих устройств.
Что касается конструкции, то советские истребители были намного проще и дешевле в производстве, чем английские, немецкие и, особенно, американские машины. Дефицитные материалы в них применялись в очень ограниченном количестве. Благодаря этому в СССР удалось обеспечить высокий темп выпуска самолетов в условиях жесточайших материальных ограничений и недостатка квалифицированной рабочей силы. Надо сказать, что наша страна оказалась в самом тяжелом положении. С 1941 по 1944 гг. включительно значительная часть промышленной зоны, где размещалось много металлургических предприятий, была оккупирована фашистами. Некоторые заводы удалось эвакуировать вглубь страны и наладить производство на новых местах. Но значительная часть производственного потенциала была все-таки безвозвратно потеряна. Кроме того, большое число квалифицированных рабочих и специалистов ушло на фронт. У станков их заменили женщины и дети, которые не могли работать на соответствующем уровне. И тем не менее, авиапромышленность СССР хоть и не сразу, но смогла обеспечить потребности фронта в авиатехнике.
В отличие от цельнометаллических западных истребителей, в советских машинах широко использовалось дерево. Однако во многих силовых элементах, собственно и определявших вес конструкции, применялся металл. Именно поэтому по уровню весового совершенства Як-3 и Ла-7 практически не отличались от иностранных истребителей.
По технологической продуманности, легкости доступа к отдельным агрегатам и удобству обслуживания в целом несколько предпочтительнее выглядели Bf 109 и «Мустанг». Однако «Спитфайры» и советские истребители тоже были хорошо приспособлены к условиям боевой эксплуатации. А вот по таким очень важным характеристикам, как качество оборудования и уровень автоматизации, Як-3 и Ла-7 уступали западным истребителям, лучшими из которых по степени автоматизации были немецкие самолеты (не только Bf 109, но и другие).
Важнейшим показателем высоких летных данных самолета и его боеспособности в целом является силовая установка. Именно в авиационном моторостроении в первую очередь находят свое воплощение последние достижения в области технологии, материалов, систем управления и автоматизации. Моторостроение - одна из самых наукоемких отраслей авиапромышленности. По сравнению с самолетом процесс создания и доводки новых моторов занимает гораздо больше времени и требует больших усилий.
В период второй мировой войны лидирующее положение в авиационном моторостроении занимала Англия. Именно моторами фирмы Роллс-Ройс оснащались «Спитфайры» и лучшие варианты «Мустангов» (Р-51В, С и D). Можно без преувеличения сказать, что как раз установка английского мотора «Мерлин», который производился в США по лицензии фирмой Паккард, позволила реализовать большие возможности «Мустанга» и вывела его в разряд элитных истребителей. До этого Р-51 был хотя и оригинальным, но по боевым возможностям довольно посредственным самолетом.
Особенность английских моторов, во многом определившая их отличные характеристики, заключалась в использовании высокосортного бензина, условное октановое число которого достигало 100-150. Это давало возможность применять большую степень наддува воздуха (точнее, рабочей смеси) в цилиндры и тем самым получать большие мощности. СССР и Германия не могли обеспечить потребности авиации в столь высококачественном и дорогом топливе. Обычно использовался бензин с октановым числом 87-100.
Характерной чертой, объединявшей все моторы, которые стояли на сопоставляемых истребителях, было применение двухскоростных приводных центробежных нагнетателей (ПЦН), обеспечивающих требуемую высотность. Но отличие моторов Роллс-Ройс состояло в том, что их нагнетатели имели не одну, как обычно, а две последовательные ступени сжатия, да еще с промежуточным охлаждением рабочей смеси в специальном радиаторе. Несмотря на сложность таких систем, их применение оказывалось полностью оправданным для высотных моторов, поскольку заметно уменьшало потери мощности, затрачиваемой мотором на нагнетание. Это был очень важный фактор.
Оригинальной была система нагнетания моторов DB-605, приводившаяся в движение через турбомуфту, которая при автоматическом управлении плавно регулировала передаточное число от мотора к крыльчатке нагнетателя. В отличие от двухскоростных приводных нагнетателей, стоявших на советских и английских двигателях, турбомуфта позволяла уменьшить падение мощности, имевшее место между скоростями нагнетания.
Важное преимущество немецких моторов (DB-605 и других) заключалось в применении непосредственного впрыска топлива в цилиндры. По сравнению с обычной карбюраторной системой это повышало надежность и экономичность силовой установки. Из остальных моторов только советский АШ-82ФН, стоявший на Ла-7, имел аналогичную систему непосредственного впрыска.
Существенным фактором в повышении летных данных «Мустанга» и «Спитфайра» являлось то, что их моторы имели относительно кратковременные режимы работы на повышенной мощности. В бою пилоты этих истребителей могли в течение какого-то времени использовать кроме длительного, то есть номинального, либо боевой (5-15 минут), либо в экстренных случаях чрезвычайный (1-5 минут) режимы. Боевой, или, как его еще называли, военный режим стал основным для работы мотора в воздушном бою. Моторы советских истребителей не имели режимов повышенной мощности на высоте, что ограничивало возможности дополнительного улучшения их летных характеристик.
Большинство вариантов «Мустангов» и «Спитфайров» рассчитывалось на большую высоту боевого применения, характерную для действий авиации на Западе. Поэтому их моторы имели достаточную высотность. Немецкие моторостроители вынуждены были решать сложную техническую задачу. При сравнительно большой расчетной высоте мотора, необходимой для борьбы в воздухе на Западе, важно было обеспечить необходимую мощность на малых и средних высотах, требуемую для ведения боевых действий на Востоке. Как известно, простое увеличение высотности обычно ведет к возрастающим потерям мощности на малых высотах. Поэтому конструкторы проявили много изобретательности и применили ряд неординарных технических решений, По своей высотности мотор DB-605 занимал как бы промежуточное положение между английскими и советскими моторами. Для повышения мощности на высотах ниже расчетной применялся впрыск водоспиртовой смеси (система MW-50), что давало возможность, несмотря на сравнительно низкое октановое число топлива, заметно увеличивать наддув, а, следовательно, и мощность без возникновения детонации. Получался своеобразный максимальный режим, который, как и чрезвычайный, обычно мог использоваться до трех минут.
На высотах свыше расчетной мог применяться впрыск закиси азота (система GM-1), которая, будучи мощным окислителем, как бы возмещала недостаток кислорода в разреженной атмосфере и давала возможность на какое-то время увеличить высотность мотора и приблизить его характеристики к данным моторов Роллс-Ройс. Правда, указанные системы увеличивали вес самолета (на 60-120 кг), значительно усложняли силовую установку и ее эксплуатацию. По этим причинам они применялись порознь и использовались не на всех Bf 109G и К.
Значительное влияние на боеспособность истребителя оказывает его вооружение. По составу и расположению оружия рассматриваемые самолеты отличались весьма сильно. Если советские Як-3 и Ла-7 и немецкие Bf 109G и К имели центральное расположение оружия (пушки и пулеметы в носовой части фюзеляжа), то у «Спитфайров» и «Мустангов» оно располагалось в крыле вне площади, ометаемой винтом. Кроме того, «Мустанг» имел лишь крупнокалиберное пулеметное вооружение, в то время как на других истребителях ставились еще и пушки, а у Ла-7 и Bf 109K-4 было только пушечное вооружение. На Западном театре военных действий Р-51D предназначался в первую очередь для борьбы с истребителями противника. Для этой цели мощь его шести пулеметов оказывалась вполне достаточной. В отличие от «Мустанга», английские «Спитфайры» и советские Як-3 и Ла-7 вели борьбу с самолетами любых назначений, в том числе с бомбардировщиками, что, естественно, требовало более мощного вооружения.
Сравнивая крыльевую и центральную установку вооружения, трудно ответить, какая из этих схем являлась наиболее эффективной. Но все же советские фронтовые летчики и авиационные специалисты, так же как и немецкие, отдавали предпочтение центральной, которая обеспечивала наибольшую кучность огня. Такое расположение оказывается более выгодным, когда атака самолета противника проводится с предельно малых дистанций. А именно так обычно и старались действовать на Восточном фронте советские и немецкие летчики. На Западе воздушные бои велись в основном на большой высоте, где маневренность истребителей существенно ухудшалась. Сближаться с противником на близкое расстояние становилось намного труднее, а с бомбардировщиками еще и очень опасно, поскольку истребителю из-за вялого маневра сложно было уклониться от огня воздушных стрелков. По этой причине они открывали огонь с дальней дистанции и крыльевая установка оружия, рассчитанная на заданную дальность поражения, оказывалась вполне сопоставимой с центральной. Кроме того, скорострельность оружия при крыльевой схеме была выше, чем у оружия, синхронизированного для стрельбы через винт (пушки на Ла-7, пулеметы на Як-3 и Bf 109G), вооружение оказывалось вблизи центра тяжести и расход боеприпаса практически не влиял на его положение. Но один недостаток был все же органически присущ крыльевой схеме - это повышенный момент инерции относительно продольной оси самолета, из-за чего ухудшалась реакция истребителя по крену на действия летчика.
Среди множества критериев, определявших боеспособность самолета, самым главным для истребителя являлось сочетание его летных данных. Конечно, они важны не сами по себе, а в сочетании с целым рядом других количественных и качественных показателей, таких, например, как устойчивость, пилотажные свойства, простота эксплуатации, обзор и т.д. Для некоторых классов самолетов, учебных, к примеру, эти показатели имеют первостепенное значение. Но для боевых машин минувшей войны определяющими являются именно летные характеристики и вооружение, представляющие собой основные технические слагаемые боевой эффективности истребителей и бомбардировщиков. Поэтому конструкторы стремились в первую очередь добиться приоритета в летных данных, а точнее в тех из них, которые играли первостепенную роль.
Стоит уточнить, что под словами «летные данные» подразумевается целый комплекс важнейших показателей, главными из которых для истребителей были максимальная скорость, скороподъемность, дальность или время боевого вылета, маневренность, способность быстро набирать скорость, иногда практический потолок. Опыт показал, что техническое совершенство истребителей невозможно свести к какому-то одному критерию, который выражался бы числом, формулой или даже алгоритмом, рассчитанным для реализации на ЭВМ. Вопрос сравнения истребителей, так же как и поиск оптимального сочетания основных летных характеристик, до сих пор остается одним из самых сложных. Как, например, заранее определить, что было важнее - превосходство в маневренности и практическом потолке или же некоторое преимущество в максимальной скорости? Как правило, приоритет в одном получается за счет другого. Где та «золотая середина», которая дает наилучшие боевые качества? Очевидно, многое зависит от тактики и характера войны в воздухе в целом.
Известно, что максимальная скорость и скороподъемность существенно зависят от режима работы мотора. Одно дело длительный или номинальный режим, и совсем другое – чрезвычайный форсаж. Это хорошо видно из сопоставления максимальных скоростей лучших истребителей завершающего периода войны. Наличие режимов повышенной мощности существенно улучшает летные характеристики, но лишь на непродолжительное время, так как в противном случае может произойти разрушение мотора. По этой причине очень кратковременный чрезвычайный режим работы мотора, дававший наибольшую мощность, не считался в то время основным для работы силовой установки в воздушном бою. Он предназначался для использования только в самых экстренных, смертельно опасных для летчика ситуациях. Это положение хорошо подтверждает анализ летных данных одного из последних немецких поршневых истребителей - Мессершмитт Bf 109К-4.
Основные характеристики Bf 109K-4 приведены в довольно обширных материалах доклада, подготовленного в конце 1944 г. для канцлера Германии. Доклад освещал состояние и перспективы немецкого самолетостроения и готовился с участием германского авиационного научно-исследовательского центра DVL и ведущих авиационных фирм, таких как Мессершмитт, Арадо, Юнкерс. В этом документе, который есть все основания считать достаточно серьезным, при анализе возможностей Bf 109К-4 все приводимые его данные соответствуют только режиму продолжительной работы силовой установки, а характеристики на режиме максимальной мощности не рассматриваются и даже не упоминаются. И это не удивительно. Из-за тепловых перегрузок мотора летчик этого истребителя при наборе высоты с максимальным взлетным весом не мог долго использовать даже номинальный режим и вынужден был уже через 5,2 минуты после взлета снижать обороты и соответственно мощность. При взлете с меньшим весом ситуация улучшалась не намного. Поэтому говорить о каком-то реальном повышении скороподъемности за счет применения чрезвычайного режима, в том числе с впрыском водо-спиртовой смеси (система MW-50), просто не приходится.
На приведенном графике вертикальной скорости набора высоты (фактически это и есть характеристика скороподъемности) хорошо видно, какой прирост могло бы дать использование максимальной мощности. Однако подобный прирост носит скорее формальный характер, поскольку осуществить набор высоты на таком режиме было невозможно. Только в отдельные моменты полета летчик мог включить систему MW-50, т.е. чрезвычайного форсирования мощности, да и то тогда, когда системы охлаждения имели необходимые резервы по отводу тепла. Таким образом, система форсирования MW-50 хоть и была полезной, но не являлась для Bf 109К-4 жизненно необходимой и поэтому ставилась она далеко не на все истребители этого типа. Между тем, в печати публикуются данные Bf 109К-4, соответствующие именно чрезвычайному режиму с использованием MW-50, что совершенно не является характерным для этого самолета.
Сказанное выше хорошо подтверждается боевой практикой завершающего этапа войны. Так, в западной печати часто говорится о превосходстве «Мустангов» и «Спитфайров» над немецкими истребителями на западном театре военных действий. На Восточном фронте, где воздушные бои проходили на малых и средних высотах, вне конкуренции были Як-3 и Ла-7, что неоднократно отмечалось летчиками советских ВВС. А вот мнение немецкого боевого летчика В. Вольфрума:
Наилучшими истребителями, с которыми я встречался в бою, были Норт Америкен Мустанг Р-51 и русские Як-9У. Оба истребителя имели явное преимущество в характеристиках над Ме-109 независимо от модификации, включая Ме-109К-4
В Великой Отечественной войне мы победили опытного, организованного, жестокого и хорошо вооруженного противника. Однако в нашей литературе на протяжении всех послевоенных лет практически не давался объективный анализ немецкой военной техники, в том числе авиационной. Готовя материал об истребителях Ла-5 и FW 190, я не мог остановиться лишь на кратком описании немецкого самолета, ибо это был один из наших главных противников в небе войны, действительно сильный и опасный.
Но мне кажется, что целое поколение людей, в той или иной мере интересующихся авиацией, привыкло мыслить определенными стереотипами. Так, без всякого сомнения мы называем лучшим английским истребителем периода второй мировой войны самолет «Спитфайр» и пренебрежительно отзываемся о «Харрикейне». Американская «Аэрокобра» стала у нас почти самым любимым самолетом, и в то же время мы почти ничего не знаем о «Хэллкете». Мы привыкли с уважением относиться к «Мустангу» и с явным непониманием смотрим на толстый уродливый «Тандерболт», даже не задумываясь о том, почему именно этот истребитель был в годы войны самым массовым самолетом в ВВС США.
Ничего удивительного нет в том, что мы считаем Як-3 самым лучшим истребителем мира. Столь же стереотипное мнение существует в отношении самолетов немецкой авиации, ведь почти во всех книгах мы читаем одни и те же слова. Откроем, к примеру, известную книгу авиаконструктора А. Яковлева «Советские самолеты». Он пишет: «Наши основные самолеты-истребители «як» и «ла» по своим боевым качествам на протяжении всей войны обладали преимуществом перед германскими машинами аналогичного назначения - Me 109 и FW 190».
Кроме того, истребитель FW 190 довольно часто показывается как неповоротливый перетяжеленный самолет, не идущий ни в какое сравнение с советскими и зарубежными машинами. Ну разве можно в этом усомниться? И вдруг, диссонансом звучит цитата из книги английских исследователей Д. Ричарса и X. Сандерса «Военно-воздушные силы Великобритании во второй мировой войне 1939-1945 гг.»
«Истребитель «Спитфайр» во всех своих вариантах мало превосходил (если только он вообще имел какое-либо превосходство) по своим летно-тактическим данным лучший немецкий истребитель Фокке-Вульф 190».
Не правда ли, довольно интересное высказывание? Итак, для того, чтобы более четко разобраться в вопросе, давайте подробнее рассмотрим летно-технические характеристики «фоккера» в сравнении с другими самолетами, и прежде всего с истребителем Ла-5. Тем более, что эти самолеты не только постоянно вели между собой воздушные бои, но и по размеру, полетной массе и мощности силовой установки были более-менее близки.
Как известно, основным критерием, характеризующим совершенство любого самолета, является его максимальная скорость полета. Давайте посмотрим, кто же имел преимущество. Начнем с 1942 года (с момента появления этих самолетов на фронте). В это время максимальная скорость полета Ла-5 составляла 509 км/ч у земли и 580 км/ч на высоте 6000 м. У немецкого самолета эти показатели были равны 510 и 610 км/ч соответственно (данные по результатам летных испытаний трофейного истребителя FW 190A-4 на номинальном режиме работы двигателя). Через год в боях на Курской дуге появились усовершенствованные самолеты Ла-5ФН и FW 190 серий А-5, А-8 и А-4, многие из которых были оборудованы системой MW-50 для впрыска в цилиндры двигателя водо-метаноловой смеси. Максимальные скорости полета этих машин составляли: у FW 190 - 571 км/ч у земли и 654 км/ч на высоте 6000 м. Без использования системы MW-50 максимальная скорость была на 10 км/ч меньше. Таким образом, советские истребители имели некоторое преимущество в скорости на высотах менее 4000 м, где, как правило, велись воздушные бои. Однако и здесь есть определенные тонкости. Так, в книге А. Шахурина «Крылья победы» (бывшего в то время наркомом авиационной промышленности) приводятся высказывания летчиков о сравнении истребителей Ла-5 и FW 190. «По горизонтали Ла-5ФН медленно, но догоняет FW 190, затем сдают свечи и FW 190 медленно уходит».
В связи с этим летчики неоднократно обращались к конструкторам с просьбой добавить самолету еще 20-30 км/ч. В 1944 году на фронт начали поступать усовершенствованные истребители Ла-7, максимальная скорость полета которых составляла 680 км/ч. Однако и здесь, объективности ради, его надо сравнивать с новым вариантом «фокке-вульфа» - истребителем FW 190D, также выпущенного в 1944 году и появившегося на фронте. Скорость полета этого самолета доходила до 685 км/ч. Говоря о величине максимальной скорости полета, необходимо отметить, что в воздушных боях они никогда не достигались, так как самолеты постоянно маневрировали, многие из них имели вооружение на наружной подвеске, износившиеся двигатели, заплаты на поврежденных местах, снятые или оторванные створки ниш шасси, что сильно снижало скорость полета.
Из истории воздушных боев известно, что летчики для увеличения скорости полета старались нападать на противника сверху, набирая ее на пикировании. В этом отношении «фокке-вуль-фам» не было равных (по крайней мере на советско-германском фронте). Наши летчики постоянно отмечали тот факт, что немцы часто уходили от преследования, пикируя к земле (если позволяла высота). При этом даже в довольно пологом пикировании с углом в тридцать градусов FW 190 разгонялся до скорости 1045 км/ч (одно из свидетельств его хорошей аэродинамики). Из всех самолетов союзников только «Мустанг» и «Тандерболт» могли догнать «фоккер» на снижении. Зато по маневренным характеристикам в ближнем воздушном бою FW 190 несколько уступал нашим истребителям.
Как известно, горизонтальная маневренность (радиус виража и время его выполнения) прямо пропорциональна удельной нагрузке на крыло. У FW 190 она была довольно высокой и составляла, в зависимости от модификации, 210-240 кг/м2. В то же время у всех истребителей Лавочкина она не превышала 190 кг/м2. Не удивительно, что время виража у Ла-5 и Ла-7 было на 3-4 секунды меньше, чем у «фокке-вульфа» (19 вместо 22 сек). У истребителей Яковлева горизонтальная маневренность была еще лучше.
Самой высокой горизонтальной маневренностью среди всех самолетов союзников обладали английские истребители «Спитфайр» V и «Спитфайр» IX, так как у них удельная нагрузка на крыло не превышала 150 кг/м2. Казалось бы, что эти высокоманевренные скоростные истребители, доказавшие свое полное превосходство над немецкими истребителями Мессершмитт Bf 109, должны были иметь перед тяжелыми «фокке-вульфами» еще большие преимущества. Однако этого как раз и не произошло. Сбить FW 190 летчикам «Спитфайров» было довольно сложно.
Все дело в том, что любой самолет, прежде чем выполнить вираж, должен сделать крен, то есть совершить поворот вокруг продольной оси. Скорость крена у всех самолетов была разной. Она зависит от эффективности элеронов, момента инерции самолета и размаха крыла. Причем с увеличением размаха скорость крена резко уменьшается. В этом плане, «Спитфайр», имеющий более крупные размеры, проигрывал «Фокке-Вульфу». Немецкий истребитель быстрее входил в вираж, а когда преследующий его «Спитфайр» начинал настигать, летчик «Фокке-Вульфа» быстро переводил машину из правого виража в левый или наоборот и вновь уходил из-под удара. Правда, выше сказанное не означает, что FW 190 оказался более маневренным. Точно так же немецкие летчики ничего не могли сделать и со «Спитфайром», который уходил из-под огня в крутом вираже. Одним словом, для англичан немецкий истребитель оказался «крепким орешком». Достаточно привести слова Ф. Ллойда - одного из известных-английских специалистов в области авиации, - сказанные им в конце 1943 года.
«Если английские самолеты не сравняются с самолетом FW 190 в этом отношении (имеется в виду большая скорость крена), то он всегда будет в состоянии ускользнуть от нападения».
Кстати, обрезанные концы крыльев на некоторых модификациях «Спитфайров», по всей видимости, можно объяснить стремлением увеличить скорость крена. Что же касается советских истребителей, то они в этом плане были гораздо лучше, так как имели крыло меньшего размаха, а также небольшой момент инерции - ведь пушки на советских самолетах стояли в фюзеляже, а не в крыле, как у всех английских машин.
Несколько слов о вертикальной маневренности. Конечно, скороподъемность FW 190 была не очень высокой - 12-14 м/сек, в то время как у других истребителей она составляла 15-20 м/сек, и естественно, в маневренном воздушном бою истребители Ла-5 имели полное превосходство. Однако необходимо учесть следующий момент. Оказывается, скороподъемность при выполнении вертикального маневра зависит не только от удельной нагрузки на мощность (отношение массы самолета к мощности его силовой установки - у Ла-5 эта величина составляла примерно 2,3 кг/л.с., а у FW 190 - 2,5 кг/л.с.), но и от соотношения полетной массы к общему аэродинамическому сопротивлению летательного аппарата. Когда самолет начинает круто набирать высоту после пикирования или после полета на большой скорости, то первая часть подъема происходит за счет его инерции. Иными словами, чем больше масса самолета и скорость полета и чем меньше его сопротивление, тем быстрее в первый момент будет самолет набирать высоту. И в этом плане у немецких пилотов было определенное преимущество перед противником. Во всяком случае их первая атака и выход из нее были всегда стремительными.
Ввязывание же в ближний маневренный воздушный бой считалось нецелесообразным, так как при резком маневрировании тяжелый «фокке-вульф» быстро терял скорость и его скороподъемность резко падала. К тому же практика ведения боевых действий показала, что в групповых воздушных боях преимущества одних самолетов над другими не могли проявиться в полной мере, так как преследователи часто сами подвергались атакам противника. Кстати, в литературе мемуарного характера немецких летчиков, уклонившихся от воздушного боя, называют струсившими. Однако в этом у них был свой расчет. FW 190 не мог вести маневренный бой с нашими истребителями на малой скорости, и немцы, естественно, в такие бои не ввязывались, тем более, что маневренный бой, в общем-то является оборонительным, а не наступательным. В годы войны немцы наоборот предпочитали тактику «охотников». И вот здесь мы подошли к самому интересному...
Оказывается, у нас и у немцев был разный подход в отношении действий истребительной авиации. Основной задачей, стоящей перед советскими пилотами, было прикрытие сухопутных войск от авиации противника и сопровождение своих бомбардировщиков. Уже одно это заставляло их вести, в основном, оборонительные бои с немецкими истребителями. В то же время перед немецкими летчиками-истребителями стояла другая первостепенная задача - уничтожение самолетов противника, а сухопутные войска должны были больше полагаться на собственные средства противовоздушной обороны, которых у них было в избытке. При таком подходе немецкие пилоты чаще использовали тактику свободной охоты и выбирали в качестве целей самолеты-бомбардировщики и штурмовики. Не удивительно, что многие из них имели по 100, 200 и даже по 300 и более воздушных побед.
Что же касается истребителя FW 190, то он как раз довольно хорошо подходил именно для таких целей. От огня оборонительного оружия бомбардировщиков (а это, как правило, были пулеметы) FW 190 был надежно защищен. А мощные 20-мм пушки MG151/20 позволяли поражать цели на несколько большей дальности, чем пулеметы, стоящие на бомбовозах.
О вооружении самолета FW 190 необходимо сказать особо. По такому критерию, как вес минутного залпа, машины даже первых модификаций - А-3 или А-4 почти вдвое превосходили Ла-5. Судите сами: эта величина составляла у FW 190 - 275 кг/мин, у Ла-5 - 150 кг/мин, у «Спитфайра» IX - 202 кг/мин и у «Аэрокобры» (вариант с 37-мм пушкой) - 160 кг/мин. После замены на «Фокке-Вульфе» пулеметов и крыльевых пушек на более совершенные, вес минутного залпа увеличился до 350 кг/мин, и FW 190 стал самым мощным одномоторным истребителем мира. Правда, такая же величина веса минутного залпа была и у американского «Тандерболта», но он был вооружен только пулеметами, а поражающее действие пуль было ниже, чем у разорвавшегося снаряда. Когда в конце войны на истребителях FW 190 начали ставить новейшие 30-мм пушки МК108, у которых масса снаряда была в три раза больше, чем у 20-мм пушек MG 151, то вес минутного залпа возрос почти до 600 кг/мин. Для сравнения у тяжелого двухмоторного истребителя «Москито», оснащенного четырьмя пушками и четырьмя пулеметами, эта величина составляла 345 кг/мин. Таким образом, даже без учета использования ракетного оружия, истребители FW 190 представляли серьезную опасность не только для фронтовых, но и тяжелых-стратегических бомбардировщиков.
Подводя итоги проведенного анализа, необходимо отметить, что, с одной стороны, FW 190, конечно же, не является лучшим истребителем мира (каким его представляла гитлеровская пропаганда), так как он не имел никакого преимущества в воздушных боях с советскими истребителями, но с другой стороны, нельзя недооценивать и сильных сторон этой действительно грозной боевой машины.
И наконец последнее. В конце войны немецкая авиация, хотя и представляла определенную опасность, но активных боевых действий не вела. Появляющиеся в воздухе самолеты FW 190 самых последних модификаций успешно сбивались советскими, английскими и американскими летчиками-истребителями. Это не означало, что немецкие самолеты были хуже самолетов противника. Наоборот, в это время у немцев появились действительно хорошие машины. Кстати, когда в начале апреля 1945 года передовые английские части захватили в плен самого профессора К. Танка, из его показаний было видно, что немецкие конструкторы значительно продвинулись вперед.
Однако в условиях полного господства в воздухе союзной авиации никакие самые совершенные самолеты не могли изменить характера войны. Немецкие истребители только оборонялись в крайне невыгодных для себя условиях. К тому же летать на них практически было некому, так как весь цвет немецкой истребительной авиации «полег костьми» на Восточном фронте в ожесточенных боях с советскими пилотами. И вот именно это, конечно, и следует считать главной и решающей причиной полного разгрома люфтваффе.
«Крылья Родины» №5 1991 г.
Во второй мировой войне авиация была одним из основных родов войск и играла очень большую роль в ходе боевых действий. Не случайно каждая из воевавших сторон стремилась обеспечить постоянное повышение боеспособности своей авиации путем наращивания выпуска самолетов и непрерывного их совершенствования и обновления. Как никогда раньше широко в военную сферу был вовлечен научный и инженерный потенциал, работало множество научно-исследовательских институтов и лабораторий, конструкторских бюро и испытательных центров, усилиями которых создавалась новейшая боевая техника. Это было время необычайно бурного прогресса самолетостроения. Одновременно как бы завершалась эпоха эволюции самолетов с поршневыми двигателями, безраздельно господствовавшими в авиации с момента ее зарождения. Боевые самолеты конца второй мировой войны являли собой наиболее совершенные образцы авиационной техники, созданной на базе поршневых моторов.
Существенное различие мирного и военного периодов развития боевой авиации заключалось в том, что во время войны эффективность техники определялась непосредственно опытным путем. Если в мирное время военные специалисты и авиаконструкторы, заказывая и создавая новые образцы самолетов, опирались лишь на умозрительные представления о характере будущей войны или же руководствовались ограниченным опытом локальных конфликтов, то широкомасштабные военные действия резко изменили ситуацию. Практика воздушных боев стала не только мощным катализатором в ускорении прогресса авиации, но и единственным критерием при сравнении качества самолетов и выборе главных направлений дальнейшего развития. Каждая из сторон совершенствовала свои самолеты, исходя из собственного опыта ведения боевых действий, наличия ресурсов, возможностей технологии и авиапромышленности в целом.
В годы войны в Англии, СССР, США, Германии и Японии было создано большое число самолетов, сыгравших заметную роль в ходе вооруженной борьбы. Среди них немало выдающихся образцов. Интерес вызывает сравнение этих машин, равно как и сопоставление тех инженерных и научных идей, которые использовались при их создании. Конечно, среди многочисленных типов самолетов, принимавших участие в войне и представлявших собой разные школы самолетостроения, трудно выделить бесспорно лучшие. Поэтому выбор машин в какой-то мере носит условный характер.
Истребители являлись главным средством завоевания господства в воздухе в борьбе с противником. От эффективности их действий во многом зависел успех боевых операций наземных войск и других родов авиации, безопасность тыловых объектов. Не случайно, что именно класс истребителей развивался наиболее интенсивно. Лучшими из них традиционно называют самолеты Як-3 и Ла-7 (СССР), Норт-Америкен Р-51 «Мустанг» («Mustang», США), Супермарин «Спитфайр» («Spitfire», Англия) и Мессершмитт Bf 109 (Германия). Среди многих модификаций западных истребителей для сравнения выбраны Р-51D, «Спитфайр» XIV и Bf 109G-10 и К-4, то есть те самолеты, которые строились серийно и поступали на вооружение военно-воздушных сил на завершающем этапе войны. Все они создавались в 1943 - начале 1944 г. В этих машинах нашел отражение богатейший боевой опыт, уже накопленный к тому времени воюющими странами. Они стали как бы символами боевой авиационной техники своего времени.
Прежде чем сопоставлять разные типы истребителей, стоит немного сказать об основных принципах сравнения. Главное, здесь необходимо иметь в виду те условия боевого применения, под которые они создавались. Война на Востоке показала, что при наличии линии фронта, где основной силой вооруженной борьбы являются наземные войска, от авиации требовались сравнительно небольшие высоты полета. Опыт воздушных боев на советско-германском фронте свидетельствует, что подавляющее большинство их велось на высотах до 4,5 км вне зависимости от высотности самолета. Советские конструкторы, совершенствуя истребители и моторы для них, не могли не учитывать этого обстоятельства. В то же время английские «Спитфайры» и американские «Мустанги» отличались большей высотностью, поскольку характер действий, на которые они рассчитывались, был совсем иной. Кроме того, Р-51D обладал намного большей дальностью полета, необходимой для сопровождения тяжелых бомбардировщиков, и поэтому был значительно тяжелее, чем «Спитфайры», немецкие Bf 109 и советские истребители. Таким образом, поскольку английские, американские и советские истребители создавались под разные боевые условия, то теряет смысл вопрос, какая из машин в целом являлась наиболее эффективной. Сравнивать целесообразно только основные технические решения и особенности машин.
Иначе обстоит дело с немецкими истребителями. Они предназначались для борьбы в воздухе как на Восточном, так и на Западном фронтах. Поэтому их вполне обоснованно можно сопоставлять со всеми истребителями союзников.
Так чем же выделялись лучшие истребители второй мировой войны? В чем состояло принципиальное их отличие друг от друга? Начнем с главного - с технической идеологии, закладывавшейся конструкторами в проекты этих самолетов.
Самыми необычными в плане концепции создания были, пожалуй, «Спитфайр» и «Мустанг».
«Это не просто хороший самолет, это «Спитфайр!» - такая оценка английского летчика-испытателя Г. Пауэлла, бесспорно, относится и к одному из последних воевавших вариантов истребителя этого семейства - «Спитфайр» XIV, лучшему истребителю британских воздушных сил периода войны. Именно на «Спитфайр» XIV в воздушном бою был сбит немецкий реактивный истребитель Ме 262.
Создавая «Спитфайр» в середине 30-х годов, проектировщики попытались совместить, казалось бы, несовместимые вещи: высокую скорость, свойственную входящим тогда в жизнь скоростным истребителям-монопланам, с прекрасными маневренными, высотными и взлетно-посадочными характеристиками, присущими бипланам. Цель, в основном, была достигнута. Как и многие другие скоростные истребители, «Спитфайр» имел схему свободнонесущего моноплана хорошо обтекаемых форм. Но это было только внешнее сходство. Для своего веса «Спитфайр» имел крыло сравнительно больших размеров, что давало малую нагрузку на единицу несущей поверхности, намного меньшую, чем у других истребителей-монопланов. Отсюда отличная маневренность в горизонтальной плоскости, высокий потолок и хорошие взлетно-посадочные свойства. Такой подход не был чем-то исключительным: подобным образом поступали, например, японские конструкторы. Но создатели «Спитфайра» пошли дальше. Из-за большого аэродинамического сопротивления крыла столь значительных размеров нельзя было рассчитывать на достижение высокой максимальной скорости полета - одного из важнейших показателей качества истребителей тех лет. Чтобы уменьшить сопротивление, применили профили намного меньшей относительной толщины, чем у других истребителей, и придали крылу эллиптическую форму в плане. Это дополнительно снизило аэродинамическое сопротивление при полете на большой высоте и на режимах маневра.
Фирме удалось создать незаурядный боевой самолет. Это не означает, что «Спитфайр» был лишен каких-либо недостатков. Они были. Например, из-за малой нагрузки на крыло он уступал многим истребителям по разгонным свойствам на пикировании, Медленнее, чем немецкие, американские и тем более советские истребители, реагировал по крену на действия летчика. Однако эти недостатки не носили принципиального характера, и в целом «Спитфайр» бесспорно был одним из сильнейших истребителей воздушного боя, который в деле продемонстрировал отличные качества.
Среди многих вариантов истребителя «Мустанг» наибольший успех выпал на долю самолетов, оснащавшихся английскими моторами «Мерлин». Это были Р--51В, С и, конечно же, Р-51D - лучший и самый известный американский истребитель второй мировой войны. Как раз эти самолеты с 1944 г. обеспечивали безопасность тяжелых американских бомбардировщиков В-17 и В-24 от атак немецких истребителей и в бою продемонстрировали свое превосходство.
Главной отличительной чертой «Мустанга» в плане аэродинамики было ламинарное крыло, впервые в мировой практике авиастроения установленное на боевом самолете. Об этой «изюминке» самолета, родившейся в лаборатории американского научно-исследовательского центра NASA накануне войны, следует сказать особо. Дело в том, что мнение специалистов по поводу целесообразности применения ламинарного крыла на истребителях того периода неоднозначно. Если перед войной на ламинарные крылья возлагали большие надежды, поскольку при определенных условиях они обладали меньшим аэродинамическим сопротивлением по сравнению с обычными, то опыт работы с «Мустангом» поубавил первоначальный оптимизм. Оказалось, что при реальной эксплуатации такое крыло недостаточно эффективно. Причина заключалась в том, что для реализации ламинарного течения на части такого крыла требовалась весьма тщательная отделка поверхности и высокая точность в выдерживании профилировки. Из-за шероховатости, возникавшей при нанесении защитной окраски на самолет, и даже небольшой неточности в профилировке, неизбежно появлявшейся в серийном производстве (небольшая волнообразность тонкой металлической обшивки), эффект ламинаризации на крыле Р-51 сильно снижался. По своим несущим свойствам ламинарные профили уступали обычным, что вызывало трудности в обеспечении хороших маневренных и взлетно-посадочных свойств.
При небольших углах атаки ламинарные профили крыла (иногда их называли ламинизированными) имеют меньшее аэродинамическое сопротивление, чем профили обычного типа.
Кроме пониженного сопротивления ламинарные профили имели лучшие скоростные качества - при равной относительной толщине эффекты сжимаемости воздуха (волновой кризис) проявлялись у них при больших скоростях, чем на профилях обычного типа. С этим уже тогда приходилось считаться. В пикировании, особенно на больших высотах, где скорость звука существенно меньше, чем у земли, самолеты стали достигать скоростей, при которых уже проявлялись особенности, связанные с приближением к скорости звука. Повысить так называемую критическую скорость можно было, либо применяя более скоростные профили, каковыми оказались ламинарные, либо уменьшая относительную толщину профиля, мирясь при этом с неизбежным увеличением веса конструкции и сокращением объемов крыла, часто используемых (в том числе и на Р-51D) для размещения бензобаков и . Интересно, что благодаря намного меньшей относительной толщине профилей, волновой кризис на крыле «Спитфайра» возникал на большей скорости, чем на крыле «Мустанга».
Исследования в английском авиационном научном центре RAE показали, что благодаря существенно меньшей относительной толщине профилей крыла истребитель «Спитфайр» на больших скоростях имел меньший коэффициент аэродинамического сопротивления, чем «Мустанг». Это объяснялось более поздним проявлением волнового кризиса обтекания и более «мягким» его характером.
Если воздушные бои велись на относительно небольших высотах, кризисные явления сжимаемости воздуха почти не проявлялись, поэтому необходимость в специальном скоростном крыле остро не ощущалась.
Весьма необычным оказался путь создания советских самолетов Як-3 и Ла-7. По существу, они представляли собой глубокие модификации истребителей Як-1 и ЛаГГ-3, разработанных в 1940 г. и выпускавшихся серийно.
В советских ВВС на завершающем этапе войны не было истребителя более популярного, чем Як-3. В то время это был самый легкий истребитель. Французские летчики полка «Нормандия-Неман», воевавшие на Як-3, так отзывались о его боевых возможностях: «Як-3 дает вам полное превосходство над немцами. На Як-3 вдвоем можно драться против четверых, а вчетвером - против шестнадцати!»
Коренная переработка конструкции Яка была предпринята в 1943 г. с целью резкого улучшения летных характеристик при весьма скромной мощности силовых установок. Решающим направлением в этой работе стало облегчение самолета (в том числе и за счет уменьшения площади крыла) и существенное улучшение его аэродинамики. Пожалуй, это была единственная возможность качественно продвинуть самолет, так как новых более мощных моторов, подходящих для установки на Як-1, советская промышленность серийно еще не выпускала.
Подобный, исключительно трудный в реализации, путь развития авиационной техники являлся неординарным. Обычный способ совершенствования комплекса летных данных самолетов состоял тогда в улучшении аэродинамики без заметных изменений габаритов планера, а также в установке более мощных моторов. Почти всегда это сопровождалось заметным увеличением веса.
Конструкторы Як-3 с этой многотрудной задачей справились блестяще. Вряд ли в авиации периода второй мировой войны можно найти другой пример аналогичной и столь результативно выполненной работы.
Як-3 по сравнению с Як-1 был намного легче, имел меньшие относительную толщину профиля и площадь крыла и обладал прекрасными аэродинамическими свойствами. Энерговооруженность самолета существенно возросла, что резко улучшило его скороподъемность, разгонные характеристики и вертикальную маневренность. В то же время такой важнейший для горизонтальной маневренности, взлета и посадки параметр, как удельная нагрузка на крыло, изменился мало. На войне Як-3 оказался одним из самых простых в пилотировании истребителей.
Конечно, в тактическом плане Як-3 отнюдь не заменял собой самолеты, отличавшиеся более сильным вооружением и большей продолжительностью боевого полета, но прекрасно дополнял их, воплощая в себе идею легкой, скоростной и маневренной машины воздушного боя, предназначенной в первую очередь для борьбы с истребителями противника.
Один из немногих, если не единственный истребитель с мотором воздушного охлаждения, который с полным основанием можно отнести к лучшим истребителям воздушного боя второй мировой войны. На Ла-7 известный советский ас И. Н. Кожедуб сбил 17 немецких самолетов (в том числе и реактивный истребитель Ме-262) из 62 уничтоженных им на истребителях марки Ла.
История создания Ла-7 также необычна. В начале 1942 г. на базе истребителя ЛаГГ-3, оказавшегося довольно посредственной боевой машиной, был разработан истребитель Ла-5, отличавшийся от предшественника только силовой установкой (мотор жидкостного охлаждения заменили на гораздо более мощную двухрядную «звезду»). В ходе дальнейшего развития Ла-5 конструкторы основное внимание уделили его аэродинамическому совершенствованию. В период 1942-1943 гг. истребители марки «Ла» были наиболее частыми «гостями» в натурных аэродинамических трубах ведущего советского авиационного научно-исследовательского центра ЦАГИ. Главной целью таких испытаний было выявление основных источников аэродинамических потерь и определение конструктивных мероприятий, способствующих снижению аэродинамического сопротивления. Важная особенность этой работы состояла в том, что предлагаемые изменения конструкции не требовали больших переделок самолета и изменения процесса производства и могли быть сравнительно легко выполнены серийными заводами. Это была поистине «ювелирная» работа, когда, казалось бы, из сущих мелочей получался довольно впечатляющий результат.
Плодом такой работы стал появившийся в начале 1943 г. Ла-5ФН - один из сильнейших советских истребителей того времени, а затем и Ла-7 - самолет, по праву занявший место среди лучших истребителей второй мировой войны. Если при переходе от Ла-5 к Ла-5ФН повышение летных данных было достигнуто не только за счет лучшей аэродинамики, но и благодаря более мощному мотору, то улучшения характеристик Ла-7 добились исключительно средствами аэродинамики и снижением веса конструкции. Этот самолет имел скорость на 80 км/ч больше, чем Ла-5, из них 75% (то есть 60 км/ч) дала аэродинамика. Такой прирост скорости равносилен увеличению мощности мотора более чем на треть, причем без увеличения веса и габаритов самолета.
Лучшие черты истребителя воздушного боя воплотились в Ла-7: высокая скорость, отличная маневренность и скороподъемность. Кроме того, по сравнению с остальными истребителями, о которых здесь идет речь, он обладал большей живучестью, так как только этот самолет имел мотор воздушного охлаждения. Как известно, такие моторы не только более жизнеспособны, чем двигатели жидкостного охлаждения, но и служат своеобразной защитой летчика от огня с передней полусферы, поскольку имеют большие габариты поперечного сечения.
Немецкий истребитель Мессершмитт Bf 109 создавался примерно в то же время, что и «Спитфайр». Как и английский самолет, Bf 109 стал одним из наиболее удачных образцов боевой машины периода войны и прошел большой путь эволюции: его оснащали все более мощными моторами, улучшали аэродинамику, эксплуатационные и пилотажные характеристики. В плане аэродинамики наиболее крупные изменения последний раз были осуществлены в 1941 г., когда появился Bf 109F. Дальнейшее совершенствование летных данных шло, главным образом, за счет установки новых моторов. Внешне последние модификации этого истребителя – Bf 109G-10 и К-4 мало отличались от гораздо более раннего Bf 109F, хотя и имели ряд аэродинамических улучшений.
Этот самолет был лучшим представителем легкой и маневренной боевой машины гитлеровских Люфтваффе. На протяжении почти всей второй мировой войны истребители Мессершмитт Bf 109 находились среди лучших образцов самолетов своего класса, и только к концу войны они стали утрачивать свои позиции. Совместить качества, свойственные лучшим западным истребителям, рассчитанным на сравнительно большую высоту боевого применения, с качествами, присущими лучшим советским «средневысотным» истребителям, оказалось невозможным.
Подобно своим английским коллегам, проектировщики самолета Bf 109 попытались совместить высокую максимальную скорость с хорошими маневренными и взлетно-посадочными качествами. Но решали они эту задачу совсем по-другому: в отличие от «Спитфайра», Bf 109 имел большую удельную нагрузку на крыло, позволявшую получить высокую скорость, а для улучшения маневренности использовались не только хорошо известные предкрылки, но и закрылки, которые в нужный момент боя могли отклоняться летчиком на небольшой угол. Применение управляемых закрылков было новым и оригинальным решением. Для улучшения взлетно-посадочных характеристик помимо автоматических предкрылков и управляемых закрылков использовались зависающие элероны, которые работали как дополнительные секции закрылков; был применен и управляемый стабилизатор. Словом, Bf 109 имел уникальную систему непосредственного управления подъемной силой, во многом свойственную современным самолетам с присущей им автоматикой. Однако на практике многие решения конструкторов не привились. Из-за сложности пришлось отказаться от управляемого стабилизатора, зависающих элеронов, системы выпуска закрылков в бою. В результате по своим маневренным качествам Bf 109 не сильно отличался от других истребителей – как советских, так и американских, хотя и уступал лучшим отечественным машинам. Похожими оказались и характеристики взлета и посадки.
Опыт самолетостроения показывает, что постепенное совершенствование боевого самолета почти всегда сопровождается увеличением его веса. Это связано с установкой более мощных, а значит и более тяжелых моторов, увеличением запаса топлива, повышением мощи вооружения, необходимыми усилениями конструкции и другими сопутствующими мероприятиями. В конце концов наступает момент, когда резервы данной конструкции оказываются исчерпанными. Одним из ограничений является удельная нагрузка на крыло. Это, понятно, не единственный параметр, но один из самых главных и общий для всех самолетов. Так, по мере модифицирования истребителей «Спитфайр» от варианта 1А до XIV и Bf 109 от В-2 до G-10 и К-4 удельная нагрузка на крыло у них возросла примерно на треть! Уже у Bf 109G-2 (1942 г.) она составила 185 кг/м2, в то время как у «Спитфайра» IX, который тоже был выпущен в 1942 г., было около 150 кг/м2. Для Bf 109G-2 такая нагрузка на крыло была близка к пределу. При дальнейшем ее росте резко ухудшались пилотажные, маневренные и взлетно-посадочные характеристики самолета, несмотря на очень эффективную механизацию крыла (предкрылки и закрылки).
Начиная с 1942 г. немецкие конструкторы вели совершенствование своего лучшего истребителя воздушного боя в условиях очень жестких весовых ограничений, что сильно сужало возможности качественного улучшения самолета. А создатели «Спитфайра» имели еще достаточные резервы и продолжали увеличивать мощность устанавливаемых моторов и усиливать вооружение, не особенно считаясь при этом с увеличением веса.
Большое влияние на аэродинамические свойства самолетов оказывает качество их серийного производства. Небрежное изготовление может свести на нет все усилия конструкторов и ученых. Такое случается не столь уж редко. Судя по трофейным документам, в Германии, проводя в конце войны сравнительное изучение аэродинамики немецких, американских и английских истребителей, пришли к выводу, что Bf 109G имел наихудшее качество производственного выполнения, и, в частности, по этой причине его аэродинамика оказалась самой плохой, что с большой вероятностью можно распространить и на Bf 109K-4.
Из сказанного видно, что в плане технической концепции создания и аэродинамических особенностей компоновки каждый из сопоставляемых самолетов вполне оригинален. Но имеют и много общих черт: хорошо обтекаемые формы, тщательное капотирование моторов, хорошо отработанная местная аэродинамика и аэродинамика охлаждающих устройств.
Что касается конструкции, то советские истребители были намного проще и дешевле в производстве, чем английские, немецкие и, особенно, американские машины. Дефицитные материалы в них применялись в очень ограниченном количестве. Благодаря этому в СССР удалось обеспечить высокий темп выпуска самолетов в условиях жесточайших материальных ограничений и недостатка квалифицированной рабочей силы. Надо сказать, что наша страна оказалась в самом тяжелом положении. С 1941 по 1944 гг. включительно значительная часть промышленной зоны, где размещалось много металлургических предприятий, была оккупирована фашистами. Некоторые заводы удалось эвакуировать вглубь страны и наладить производство на новых местах. Но значительная часть производственного потенциала была все-таки безвозвратно потеряна. Кроме того, большое число квалифицированных рабочих и специалистов ушло на фронт. У станков их заменили женщины и дети, которые не могли работать на соответствующем уровне. И тем не менее, авиапромышленность СССР хоть и не сразу, но смогла обеспечить потребности фронта в авиатехнике.
В отличие от цельнометаллических западных истребителей, в советских машинах широко использовалось дерево. Однако во многих силовых элементах, собственно и определявших вес конструкции, применялся металл. Именно поэтому по уровню весового совершенства Як-3 и Ла-7 практически не отличались от иностранных истребителей.
По технологической продуманности, легкости доступа к отдельным агрегатам и удобству обслуживания в целом несколько предпочтительнее выглядели Bf 109 и «Мустанг». Однако «Спитфайры» и советские истребители тоже были хорошо приспособлены к условиям боевой эксплуатации. А вот по таким очень важным характеристикам, как качество оборудования и уровень автоматизации, Як-3 и Ла-7 уступали западным истребителям, лучшими из которых по степени автоматизации были немецкие самолеты (не только Bf 109, но и другие).
Важнейшим показателем высоких летных данных самолета и его боеспособности в целом является силовая установка. Именно в авиационном моторостроении в первую очередь находят свое воплощение последние достижения в области технологии, материалов, систем управления и автоматизации. Моторостроение - одна из самых наукоемких отраслей авиапромышленности. По сравнению с самолетом процесс создания и доводки новых моторов занимает гораздо больше времени и требует больших усилий.
В период второй мировой войны лидирующее положение в авиационном моторостроении занимала Англия. Именно моторами фирмы Роллс-Ройс оснащались «Спитфайры» и лучшие варианты «Мустангов» (Р-51В, С и D). Можно без преувеличения сказать, что как раз установка английского мотора «Мерлин», который производился в США по лицензии фирмой Паккард, позволила реализовать большие возможности «Мустанга» и вывела его в разряд элитных истребителей. До этого Р-51 был хотя и оригинальным, но по боевым возможностям довольно посредственным самолетом.
Особенность английских моторов, во многом определившая их отличные характеристики, заключалась в использовании высокосортного бензина, условное октановое число которого достигало 100-150. Это давало возможность применять большую степень наддува воздуха (точнее, рабочей смеси) в цилиндры и тем самым получать большие мощности. СССР и Германия не могли обеспечить потребности авиации в столь высококачественном и дорогом топливе. Обычно использовался бензин с октановым числом 87-100.
Характерной чертой, объединявшей все моторы, которые стояли на сопоставляемых истребителях, было применение двухскоростных приводных центробежных нагнетателей (ПЦН), обеспечивающих требуемую высотность. Но отличие моторов Роллс-Ройс состояло в том, что их нагнетатели имели не одну, как обычно, а две последовательные ступени сжатия, да еще с промежуточным охлаждением рабочей смеси в специальном радиаторе. Несмотря на сложность таких систем, их применение оказывалось полностью оправданным для высотных моторов, поскольку заметно уменьшало потери мощности, затрачиваемой мотором на нагнетание. Это был очень важный фактор.
Оригинальной была система нагнетания моторов DB-605, приводившаяся в движение через турбомуфту, которая при автоматическом управлении плавно регулировала передаточное число от мотора к крыльчатке нагнетателя. В отличие от двухскоростных приводных нагнетателей, стоявших на советских и английских двигателях, турбомуфта позволяла уменьшить падение мощности, имевшее место между скоростями нагнетания.
Важное преимущество немецких моторов (DB-605 и других) заключалось в применении непосредственного впрыска топлива в цилиндры. По сравнению с обычной карбюраторной системой это повышало надежность и экономичность силовой установки. Из остальных моторов только советский АШ-82ФН, стоявший на Ла-7, имел аналогичную систему непосредственного впрыска.
Существенным фактором в повышении летных данных «Мустанга» и «Спитфайра» являлось то, что их моторы имели относительно кратковременные режимы работы на повышенной мощности. В бою пилоты этих истребителей могли в течение какого-то времени использовать кроме длительного, то есть номинального, либо боевой (5-15 минут), либо в экстренных случаях чрезвычайный (1-5 минут) режимы. Боевой, или, как его еще называли, военный режим стал основным для работы мотора в воздушном бою. Моторы советских истребителей не имели режимов повышенной мощности на высоте, что ограничивало возможности дополнительного улучшения их летных характеристик.
Большинство вариантов «Мустангов» и «Спитфайров» рассчитывалось на большую высоту боевого применения, характерную для действий авиации на Западе. Поэтому их моторы имели достаточную высотность. Немецкие моторостроители вынуждены были решать сложную техническую задачу. При сравнительно большой расчетной высоте мотора, необходимой для борьбы в воздухе на Западе, важно было обеспечить необходимую мощность на малых и средних высотах, требуемую для ведения боевых действий на Востоке. Как известно, простое увеличение высотности обычно ведет к возрастающим потерям мощности на малых высотах. Поэтому конструкторы проявили много изобретательности и применили ряд неординарных технических решений, По своей высотности мотор DB-605 занимал как бы промежуточное положение между английскими и советскими моторами. Для повышения мощности на высотах ниже расчетной применялся впрыск водоспиртовой смеси (система MW-50), что давало возможность, несмотря на сравнительно низкое октановое число топлива, заметно увеличивать наддув, а, следовательно, и мощность без возникновения детонации. Получался своеобразный максимальный режим, который, как и чрезвычайный, обычно мог использоваться до трех минут.
На высотах свыше расчетной мог применяться впрыск закиси азота (система GM-1), которая, будучи мощным окислителем, как бы возмещала недостаток кислорода в разреженной атмосфере и давала возможность на какое-то время увеличить высотность мотора и приблизить его характеристики к данным моторов Роллс-Ройс. Правда, указанные системы увеличивали вес самолета (на 60-120 кг), значительно усложняли силовую установку и ее эксплуатацию. По этим причинам они применялись порознь и использовались не на всех Bf 109G и К.
Значительное влияние на боеспособность истребителя оказывает его вооружение. По составу и расположению оружия рассматриваемые самолеты отличались весьма сильно. Если советские Як-3 и Ла-7 и немецкие Bf 109G и К имели центральное расположение оружия (пушки и пулеметы в носовой части фюзеляжа), то у «Спитфайров» и «Мустангов» оно располагалось в крыле вне площади, ометаемой винтом. Кроме того, «Мустанг» имел лишь крупнокалиберное пулеметное вооружение, в то время как на других истребителях ставились еще и пушки, а у Ла-7 и Bf 109K-4 было только пушечное вооружение. На Западном театре военных действий Р-51D предназначался в первую очередь для борьбы с истребителями противника. Для этой цели мощь его шести пулеметов оказывалась вполне достаточной. В отличие от «Мустанга», английские «Спитфайры» и советские Як-3 и Ла-7 вели борьбу с самолетами любых назначений, в том числе с бомбардировщиками, что, естественно, требовало более мощного вооружения.
Сравнивая крыльевую и центральную установку вооружения, трудно ответить, какая из этих схем являлась наиболее эффективной. Но все же советские фронтовые летчики и авиационные специалисты, так же как и немецкие, отдавали предпочтение центральной, которая обеспечивала наибольшую кучность огня. Такое расположение оказывается более выгодным, когда атака самолета противника проводится с предельно малых дистанций. А именно так обычно и старались действовать на Восточном фронте советские и немецкие летчики. На Западе воздушные бои велись в основном на большой высоте, где маневренность истребителей существенно ухудшалась. Сближаться с противником на близкое расстояние становилось намного труднее, а с бомбардировщиками еще и очень опасно, поскольку истребителю из-за вялого маневра сложно было уклониться от огня воздушных стрелков. По этой причине они открывали огонь с дальней дистанции и крыльевая установка оружия, рассчитанная на заданную дальность поражения, оказывалась вполне сопоставимой с центральной. Кроме того, скорострельность оружия при крыльевой схеме была выше, чем у оружия, синхронизированного для стрельбы через винт (пушки на Ла-7, пулеметы на Як-3 и Bf 109G), вооружение оказывалось вблизи центра тяжести и расход боеприпаса практически не влиял на его положение. Но один недостаток был все же органически присущ крыльевой схеме - это повышенный момент инерции относительно продольной оси самолета, из-за чего ухудшалась реакция истребителя по крену на действия летчика.
Среди множества критериев, определявших боеспособность самолета, самым главным для истребителя являлось сочетание его летных данных. Конечно, они важны не сами по себе, а в сочетании с целым рядом других количественных и качественных показателей, таких, например, как устойчивость, пилотажные свойства, простота эксплуатации, обзор и т.д. Для некоторых классов самолетов, учебных, к примеру, эти показатели имеют первостепенное значение. Но для боевых машин минувшей войны определяющими являются именно летные характеристики и вооружение, представляющие собой основные технические слагаемые боевой эффективности истребителей и бомбардировщиков. Поэтому конструкторы стремились в первую очередь добиться приоритета в летных данных, а точнее в тех из них, которые играли первостепенную роль.
Стоит уточнить, что под словами «летные данные» подразумевается целый комплекс важнейших показателей, главными из которых для истребителей были максимальная скорость, скороподъемность, дальность или время боевого вылета, маневренность, способность быстро набирать скорость, иногда практический потолок. Опыт показал, что техническое совершенство истребителей невозможно свести к какому-то одному критерию, который выражался бы числом, формулой или даже алгоритмом, рассчитанным для реализации на ЭВМ. Вопрос сравнения истребителей, так же как и поиск оптимального сочетания основных летных характеристик, до сих пор остается одним из самых сложных. Как, например, заранее определить, что было важнее - превосходство в маневренности и практическом потолке или же некоторое преимущество в максимальной скорости? Как правило, приоритет в одном получается за счет другого. Где та «золотая середина», которая дает наилучшие боевые качества? Очевидно, многое зависит от тактики и характера войны в воздухе в целом.
Известно, что максимальная скорость и скороподъемность существенно зависят от режима работы мотора. Одно дело длительный или номинальный режим, и совсем другое – чрезвычайный форсаж. Это хорошо видно из сопоставления максимальных скоростей лучших истребителей завершающего периода войны. Наличие режимов повышенной мощности существенно улучшает летные характеристики, но лишь на непродолжительное время, так как в противном случае может произойти разрушение мотора. По этой причине очень кратковременный чрезвычайный режим работы мотора, дававший наибольшую мощность, не считался в то время основным для работы силовой установки в воздушном бою. Он предназначался для использования только в самых экстренных, смертельно опасных для летчика ситуациях. Это положение хорошо подтверждает анализ летных данных одного из последних немецких поршневых истребителей - Мессершмитт Bf 109К-4.
Основные характеристики Bf 109K-4 приведены в довольно обширных материалах доклада, подготовленного в конце 1944 г. для канцлера Германии. Доклад освещал состояние и перспективы немецкого самолетостроения и готовился с участием германского авиационного научно-исследовательского центра DVL и ведущих авиационных фирм, таких как Мессершмитт, Арадо, Юнкерс. В этом документе, который есть все основания считать достаточно серьезным, при анализе возможностей Bf 109К-4 все приводимые его данные соответствуют только режиму продолжительной работы силовой установки, а характеристики на режиме максимальной мощности не рассматриваются и даже не упоминаются. И это не удивительно. Из-за тепловых перегрузок мотора летчик этого истребителя при наборе высоты с максимальным взлетным весом не мог долго использовать даже номинальный режим и вынужден был уже через 5,2 минуты после взлета снижать обороты и соответственно мощность. При взлете с меньшим весом ситуация улучшалась не намного. Поэтому говорить о каком-то реальном повышении скороподъемности за счет применения чрезвычайного режима, в том числе с впрыском водо-спиртовой смеси (система MW-50), просто не приходится.
На приведенном графике вертикальной скорости набора высоты (фактически это и есть характеристика скороподъемности) хорошо видно, какой прирост могло бы дать использование максимальной мощности. Однако подобный прирост носит скорее формальный характер, поскольку осуществить набор высоты на таком режиме было невозможно. Только в отдельные моменты полета летчик мог включить систему MW-50, т.е. чрезвычайного форсирования мощности, да и то тогда, когда системы охлаждения имели необходимые резервы по отводу тепла. Таким образом, система форсирования MW-50 хоть и была полезной, но не являлась для Bf 109К-4 жизненно необходимой и поэтому ставилась она далеко не на все истребители этого типа. Между тем, в печати публикуются данные Bf 109К-4, соответствующие именно чрезвычайному режиму с использованием MW-50, что совершенно не является характерным для этого самолета.
Сказанное выше хорошо подтверждается боевой практикой завершающего этапа войны. Так, в западной печати часто говорится о превосходстве «Мустангов» и «Спитфайров» над немецкими истребителями на западном театре военных действий. На Восточном фронте, где воздушные бои проходили на малых и средних высотах, вне конкуренции были Як-3 и Ла-7, что неоднократно отмечалось летчиками советских ВВС. А вот мнение немецкого боевого летчика В. Вольфрума:
Наилучшими истребителями, с которыми я встречался в бою, были Норт Америкен Мустанг Р-51 и русские Як-9У. Оба истребителя имели явное преимущество в характеристиках над Ме-109 независимо от модификации, включая Ме-109К-4