Предвоенные гоночные рекордсмены строились по монопланной схеме. В
жертву быстроходности конструкторы принесли скороподъемность и
маневренность. На гоночных трассах вовсе не нужно было быстро взлетать
и набирать высоту, выполнять резкие маневры. Следовательно, самолет
приходилось делать, ориентируясь практически на один главный режим —
прямолинейный полет с максимальной скоростью — и всячески уменьшать
аэродинамическое сопротивление машины. После «вылизыванния» обводов
фюзеляжа взялись за крыло: чем больше площадь несущей поверхности, тем
выше ее сопротивление. И если свой первый самолет (полетный вес 380 кг)
Ньюпор оснастил крылом площадью 16 м2, то его гоночный моноплан 1913
года весивший 420 кг. обладал несущей поверхностью в 13м2. Еще дальше
пошла фирма «Депердюссен», вырвавшая лидерство у Ньюпора, при полетном
весе в 640 кг площадь крохотного крыла машины составляла лишь 9 м2!
Удельная нагрузка на единицу несущей поверхности (выражается отношением
полетного веса к площади крыла) увеличилась до 71 кг/м2. В бипланной
схеме и нашел выход Густав Деляж и другие авиаконструкторы того времени.
Бипланом (точнее, полуторапланом — размах у верхнего крыла больше, чем у
нижнего) и стал первый в истории специальный самолет-истребитель «Ньюпор-ХI».
Жесткая «коробка, образуемая верхним и нижним крыльями, оказалась
удачной находкой. Монопланное крыло при той же несущей площади вышло бы
куда тяжелее, и этот дополнительный вес свел бы на нет стремление
конструктора создать легкую, с малой удельной нагрузкой на крыло,
маневренную машину. Так появился самолет-истребитель. Оснащенный
150-сильным двигателем, СПАД-VII развивал скорость около 180 км/ч и
оказался самым быстрым из всех тогдашних военных самолетов. Вооружение
биплана состояло из одного синхронного пулемета с большим запасом
патронов — 500 штук. Именно на СПАД-VII летали знаменитые французские
асы первой мировой войны: Фонк, Гинемер, Нунжеесер. Немцы проявили
большую оперативность и быстро отвечали на новинки противника постройкой
улучшенных машин. При этом они перенимали у врага наиболее важные
усовершенствования. Так случилось и с трипланом — в 1918 году фирма «Фоккер»
выпустила аналогичный истребитель — «Фоккер Dr1». На этой машине летал
самый удачливый из всех асов первой мировой войны, барон фон Рихтгофен,
прозванный «красным бароном»
И так, начав первую мировую войну монопланом, самолет-истребитель
закончил боевые действия бипланом и даже трипланом. Все
остальные элементы конструкции «скаута» почти не изменились. Лишь к
самому концу войны, в 1918 году, фирме «Юнкерс» удалось выпустить
небольшую серию цельнометаллических истребителей Юнкерс D-1 со
свободнонесущим крылом, без расчалок и подкосов.
Развитие истребителей 20—30-х годов неразрывно связано с
воздушными гонками — состязанием пилотов, машин, фирм, наконец,
ведущих авиационных держав. Счастье улыбнулось английской
команде, в гонках 1927 года летчик Уэбстер показал среднюю скорость
в 453 км/ч на «Супермарине-5». Его достижение тем более
замечательно, что оно превысило мировой рекорд скорости для
сухопутных самолетов. До предела форсированные двигатели гоночных
самолетов были рассчитаны на весьма непродолжительную работу. Машины
не несли вооружения и массы других устройств, которыми оснащались
боевые самолеты, и брали на борт небольшой запас горючего. К тому же
из-за огромной удельной нагрузки на крыло (у «Супермарина» 202
кг/м2; вспомните, 71 кг/м2 у «Депердюссена» 1913 года!) и плохих
несущих свойств плоскостей с минимальным сопротивлением Гоночные
самолеты не обладали хорошей маневренностью. И все-таки опыт
шнейдеровских и других состязаний очень помог конструкторам
истребителей. Он научил их бороться за каждую лошадиную силу мощности,
за каждый грамм аэродинамического сопротивления.
Слабое место самолетов шнейдеровского типа — винт постоянного шага.
Угол установки лопастей оставался неизменным в течение всего полета. Но
условия обтекания зависят от направления потока, набегающего на
лопасть, говоря иначе, от ее угла атаки. Машина взлетает — к
скорости от собственного вращения винта добавляется скорость движения
самолета, которая растет от нуля до максимальной. Угол атаки лопасти
изменяется, и только на расчетном режиме полета он достигает
наивыгоднейшего значения. Если лопасти заранее установить под
углом, оптимальным на самой большой скорости, самолет может просто
не взлететь или будет разбегаться слишком долго. Приходилось
удовлетворяться полумерами — рассчитывать пропеллер на какой-то
промежуточный режим. Именно для того, чтобы лопасть как бы следовала
за «гуляющим» вектором скорости потока и занимала «экономичное»
положение, стали делать винты изменяемого шага.
Любопытно, что первыми применили все перечисленные новшества не
создатели истребителей, а конструкторы пассажирских самолетов.
Убирающееся шасси, зализанные очертания фюзеляжа, особая форма
перехода от крыла к фюзеляжу, закапотированный двигатель, винт
переменного шага и, наконец, тщательная отделка внешних
поверхностей самолета — вот что позволило сравнительно
маломощным пассажирским машинам достичь высоких скоростей. В
сущности, здесь перечислены все те ухищрения, к которым прибегали
конструкторы 30-х годов, чтобы заставить истребителей сначала
догнать резвых «транспортников», а затем и обставить их.
Воздав должное аэродинамике, специалисты долго не могли решить, какой
из двух схем — бипланной или монопланной — принадлежит будущее.
Чрезвычайно интересные конструкции боевых, готовых к действию
машин, которые совмещали в себе лучшие свойства бипланов и
монопланов, создал в конце 30-х годов советский летчик-испытатель и
инженер В. Шевченко. Моно-биплан — самолет с двумя крыльями при взлете
и посадке и с одним на основных режимах. В июне 1940 года моно-биплан
впервые поднимается в воздух, а через месяц Георгий Шиянов, ныне
заслуженный летчик-испытатель СССР, Герой Советского Союза, проводит
первую уборку крыла в полете.
В
1936 году И-15 и И-16 впервые встретились с «Мессершмиттами», — пишет
генеральный авиаконструктор А. Яковлев. — Это были первые истребители
Ме-109В с двигателем Юнкерса что-210 мощностью 610 л. с. Скорость
их не превышала 470 км/ч. Наши истребители по скорости
не уступали «Мессершмиттам», а оружие у тех и у других было
примерно равноценное — пулеметы калибра 7,62 мм. Маневренность у
наших самолетов была лучшей, и «Мессершмитты» несли большие потери.
Тем временем гитлеровцы, учтя опыт первых воздушных боев в небе
Испании, с лихорадочной поспешностью усовершенствовали свою авиацию.
Они радикально улучшили машины Ме-109, установив на них двигатели
«Даймлер-Бенц 601» мощностью 1100 л. с., благодаря чему скорость полета
возросла до 570 км/ч. В таком виде истребитель «Мессершмитт» поступил
в серийное производство под маркой Ме-109Е. Ме-109Е
имелрешительное преимущество перед И-16 по скорости полета (на 100 км
в час), так и по калибру стрелкового оружия, и по дальности стрельбы»
Итак, назрели реформы и в вооружении истребителей.
Как
и многие годы назад, в начале первой мировой войны носовая часть
одномоторного самолета мало подходила для установки мощного
вооружения. Мало того, что пулеметы нужно было синхронизировать с
вращением винта, их следовало «вписать» в обводы фюзеляжа,
занятого мощным и объемистым двигателем. В поисках места для
пушек и пулеметов конструкторы рассредоточивали оружие.
Стремясь создать легкую, маневренную машину, инженеры
рассудили; чтобы повысить маневренность самолета, а заодно и
улучшить обзор и пилотской кабины, надо самые массивные агрегаты
сосредоточить вблизи его центра тяжести. Следовательно,
идеальное место для двигателя — посередине фюзеляжа, позади летчика.
Кабина передвигается к носу, носовую часть можно нашпиговать
мощным вооружением и — это опять-таки работает на хороший обзор при
разбеге и пробеге — передней, носовой стойкой трехколесного шасси.
Особые возможности для вооружения предоставляли
конструкторам истребителей двухмоторные машины с «очищенной» от
двигателя носовой частью фюзеляжа.
Претерпев между двумя мировыми войнами коренные изменения,
истребитель превратился в грозную машину, способную бороться за
господство в воздухе, взять на себя основную тяжесть суровых воздушных
боев в небе надвигавшейся мировой войны. |