Владимир Пышнов - Из истории летательных аппаратов

9,7

0,80

14

4000/

3.3/

280

1,35

50

80

10

Состоял на вооружении ВВС СССР

17

"И-15", биплан

1934 г., СССР

720/1000

9,7

22,0

1170

1570

10,3/4,8

380

3,0

4,12

0,041

0,7

9,7

0,78

14,5

5600/6900

3,5/4,4

320

1,35

55

92

10

То же

18

"И-16", моноплан

1934 г., СССР

750/1070

9,0

14,5

1300

1680

9,0/5,6

360

3,6

4,7

0,035

0,4

11,0

0,70

15

5300/6800

3,15/4,0

400

1,3

67

155

15

"

19

"И-16", моноплан

1938 г., СССР

920/1500

9,0

14,5

1450

1830

9,0/5,6

410

3,5

4,45

0,035

0,4

11,0

0,70

15

6500/8800

3,5/4,7

420

1,3

74

170

14,5

"

20

"И-153", биплан

1938 г., СССР

920/1500

10,0

22,0

1440

1850

10,5/5,0

450

3,15

4,1

0,030

0,52

11,0

0,70

15

7300/10000

4,0/5,3

385

1,35

62

105

10

"

С двигателями жидкостного охлаждения

21

"Фоккер D-11", полутороплан

1924 г., Голландия

300

11,4

21,5

920

1320

11,4/6,0

230

4,1

5,7

0,056

0,95

9,2

1,00

14

3200/

2,5/

220

1,4

41

75

11,5

Состоял на вооружении ВВС СССР в 1925-1930 гг.

22

"И-3", биплан

1928 г., СССР

500/600

11,0

27,0

1420

1660

11,8/5,1

320

4,3

5,2

0,042

0,9

9,6

0,80

14,5

4700/

2,8/3,2

280

0,35

46

83

11,5

То же

23

Хаукер "Фьюри", биплан

1934 г., Англия

600/880

9,2

24,5

1230

1640

10,0/4,1

330

3,7

5,0

0,040

0,75

9,0

0,70

14

4700/6000

2,8/3,6

300

1,2

50

95

12

-

24

"Як-1М", моноплан

1941 г., СССР

1200/2000

9,2

14,8

2100

2650

9,2/5,7

490

4,2

5,4

0,022

0,25

13,0

0,60

17

8300/11500

3,1/4,3

570

1,0

95

320

21

Состоял на вооружении ВВС СССР

В графе 16 приведены значения коэффициента перегрузки при выполнении маневра на мощности двигателя, равной его мощности у земли, и на эквивалентной мощности.

В графе 17 дана максимальная скорость на малой высоте, а в графе 18 -значение коэффициента подъемной силы при маневре; оно принималось равным Суман 2Сун но не более 0,85 Суmах.

В графе 19 дана скорость при маневре Vман, определяемая по формуле

в графе 20 -- радиус виража r, определяемый по формуле

в графе 21 - время совершения круга при вираже

Первым истребителем и первым маневренным истребителем следует считать французский самолет "Моран-Ж". На этом самолете знаменитый русский летчик П. Н. Нестеров выполнил первый таран в воздушном бою; на нем впервые устанавливались пулеметы для стрельбы через плоскость вращения винта. Однако самолет "Моран-Ж" как истребитель не получил распространения. Причиной этого была его относительно небольшая скорость -- 130 км/час; перегрузка при маневре на этом самолете на малой высоте была равна приблизительно 2, а на высоте 2000 м лишь около 1,5; наконец, условия обзора для летчика были плохими.

Подробные характеристики этого самолета были даны в статье "На чем летал П. Н. Нестеров". Как истребитель более успешным был самолет "Фоккер Е-II", построенный в Германии и являвшийся в сущности модификацией самолета "Моран-Ж" (рис. 2, а). В самолет были внесены некоторые улучшения: была повышена мощность двигателя до 100 л. с., а затем и до 160 л. с.; крыло было несколько опущено и благодаря этому улучшен обзор для летчика; коэффициент перегрузки повысился, и самолет отличался хорошей маневренностью. Однако и самолет "Фоккер Е-II" не долго состоял на вооружении. Следует упомянуть, что самолет "Моран" имел модификацию с более мощным двигателем и улучшенной аэродинамикой, но и эта модификация применялась мало.

Еще до войны 1914 г. проводились состязания в полетах на скорость на гидросамолетах. В 1914 г. на этих состязаниях победу одержал маленький самолет-биплан английской фирмы Сопвич; при том же двигателе, который был установлен на самолете "Моран-Ж", -- мощностью 80 л. с., -- он развил скорость на 20 км/час больше, несмотря на свои громоздкие поплавки. У самолета "Моран-Ж" источником большого сопротивления являлись тросовые растяжки, идущие к крыльям; общая протяженность растяжек была равна около 44 м и площадь сопротивления составляла около 0,3 м2.

Рис. 2 Вид сбоку типичных истребителей времен первой мировой войны:

а -- "Фоккер Е II", б -- "Ньюпор-17", в -- Сопвич "Кемел"; г -- Сопвич, триплан

У маленького биплана фирмы Сопвич общая длина растяжек оказалась вдвое меньше, сами растяжки были тоньше, и экономия в сопротивлении составила около 20-25%. Начиная с этого времени, т. е. с 1914 г., маленький биплан стал классической схемой маневренного истребителя, которая просуществовала около 20 лет и даже в настоящее время частично сохранилась для акробатических самолетов. Благодаря уменьшению сопротивления у бипланов их максимальная скорость оказалась выше примерно на 10%, а после улучшения носовой части фюзеляжа и перехода на ленточные растяжки -- на 20%, при той же мощности двигателя. Только с развитием моноплана с крылом без растяжек и с убирающимся шасси преимущество малыми бипланами было утрачено.

Переход на бипланы позволил несколько уменьшить размах крыльев -- с 9-10 м до 7,5-8,5 м. Каждое крыло стало значительно уже, и это улучшило обзор; с уменьшением размаха повысилась угловая скорость накренения -благодаря уменьшению аэродинамического демпфирующего момента крыльев. Маленькие бипланы оказались очень подвижными, их преимущества как истребителей были совершенно явными.

В 1915 г. во Франции выпускаются одноместные истребители-полуторопланы "Ньюпор-10" и "Ньюпор-11"; они поступили и в русскую армию и строились затем в России -- в основном на заводе "Дукс" в Москве. За его миниатюрные размеры и легкость самолет "Ньюпор-11" называли "Бебе".

В дальнейшем в России и после Октябрьской революции еще оставались самолеты "Ньюпор-17", -21, -23, -24 и -24 бис; они отличались друг от друга сравнительно немного. Самолет "Ньюпор-17" имел двигатель мощностью 110 л. с. и размеры его были немногим больше, чем у самолета "Ньюпор-11"; "Ньюпор-23" имел двигатель мощностью 120 л. с.; самолет "24 бис" отличался от самолета "23" тем, что у него было несколько скруглено сечение фюзеляжа.

Обращаясь к схеме самолетов "Ньюпор" (см. рис. 2, б), прежде всего следует отметить прекрасный обзор для летчика: верхнее крыло -- более широкое, находится почти на уровне глаз; нижнее крыло имеет ширину лишь 0,7 м и расположено прямо снизу, мало закрывая землю. Типична стойка в форме буквы "V".

В русской авиации времен первой мировой войны самолет "Ньюпор" был основным истребителем; таковым он оставался и в период гражданской войны. На этом самолете летчики прекрасно выполняли высший пилотаж и успешно вели воздушные бои; конструкция его была проста -- в основном дерево, полотно и тросовые растяжки; металлическими были только шасси и каркас оперения из тонких труб.

Однако у самолета "Ньюпор" были и серьезные недостатки. Это, прежде всего, малый запас прочности и низкая жесткость, которая была обусловлена схемой с узким однолонжеронным нижним крылом. Такая схема слабо противостояла крутящим моментам. На самолетах "Ньюпор", особенно когда они поизносились, было много случаев поломки в воздухе.

Другим большим недостатком самолета был его резкий срыв в штопор. Из табл. 1 видно, что при полете самолета "Ньюпор" на максимальном качестве Сунl,0, а Суmах был у него не выше 1,3. При полете с максимальной подъемной силой на маневре самолет был очень близок к срыву и при появлении срыва сразу начинал быстро вращаться в штопоре. Если при этом был запас высоты, то из штопора можно было быстро выйти. Однако были часты сваливания в штопор на взлете, если летчик начинал круто набирать высоту с недостаточной скоростью или если вдруг падала тяга винта. Много летчиков погибло или было тяжело ранено при сваливаниях самолета в штопор на малой высоте. "Вертлявость" самолета, особенно на больших углах атаки, использовалась опытными летчиками для эффектного пилотажа и в воздушном бою. К 1918 г. фирма "Ньюпор" отказалась от полуторопланов и перешла на "чистые" бипланы с равными по площади крыльями.

Бипланы с равными по площади крыльями широко применялись на английских истребителях периода первой мировой войны. В 1917 г. английской фирмой Сопвич был выпущен один из лучших истребителей того времени "Кемел" ("Верблюд") с ротативным двигателем мощностью 130 л. с. (рис. 2, в). Характеристики этого самолета приведены в табл. 1; как видно, у самолета "Кемел" при маневре на малой высоте перегрузка nу доходила почти до 2,5 и время виража составляло около 10 сек. Высота потолка у самолета "Кемел" достигала 7 км. Следует указать, что высота потолка является косвенным свидетельством высокой маневренности. При полете на потолке максимальная подъемная сила равна весу и nу1; по мере уменьшения высоты значение nу будет расти соответственно росту величины Y/Yн.