Эволюция истребителя

Эволюция истребителя

Хотелось бы по возможности избежать излишне длинных экскурсов в историю, но совершенно обойтись без оных не представляется возможным. Постараемся в общих чертах показать развитие концепции самолета-истребителя в ту четверть века, которая отделяла начало Первой мировой войны от начала Второй.

С первых же недель после начала Великой войны авиация обеих воюющих сторон активно применялась в боевых действиях. В связи с этим остро встал вопрос противодействия вражеским аэропланам, а решить его без надлежащего вооружения самолетов было невозможно (радикальные меры вроде героического тарана, осуществленного П. Нестеровым, отнюдь не могли считаться выходом из ситуации). Опыты по вооружению самолетов пулеметами проводились еще в довоенное время. Они касались главным образом двухместных бипланов с толкающими винтами – установка пулемета на турели в передней кабине такой машины обеспечивала удобство обращения с оружием и приличные углы обстрела. Но летные и маневренные качества громоздких машин делали их малопригодными для роли истребителя. Гораздо лучше в этом отношении выглядели компактные одноместные аэропланы с тянущим винтом. Их тоже пытались вооружать пулеметами, но обращение летчика с оружием, поднятым высоко над кабиной (дабы пулеметные очереди не прострелили собственный винт), было крайне сложным. Выход был найден в применении устройств, обеспечивающих стрельбу через диск вращения винта. Первым попытался решить проблему французский летчик Ролан Гарро (Roland Garros). Его устройство представляло собой чистой воды паллиатив – установленные на лопастях винта стальные пирамидки, отражавшие пули в сторону. Гораздо более эффективными оказались синхронизаторы – устройства, блокирующие выстрел из пулемета в момент нахождения лопасти напротив среза ствола. В Германии такое устройство разработал один из инженеров фирмы «Фоккер» Генрих Любе (Heinrich Lubbe). Сразу несколько систем синхронизаторов спроектировали в странах Антанты – наиболее распространенным стал синхронизатор Георга Константинеско (Georg Constantinesco). Благодаря этим изобретениям к 1916 г. сформировался общий облик истребителя: одноместный самолет с тянущим винтом и вооружением из одного-двух (крайне редко – трех) синхронных пулеметов, стреляющих через диск вращения винта.

Более длительными оказались поиски оптимальной аэродинамической схемы. Первыми истребителями классической схемы стали монопланы – такие как «Фоккер» E.I. Но очень скоро их вытеснили бипланы[1 И их разновидность – полуторапланы. у которых площадь нижнего крыла существенно меньше, чем верхнего.] – при близких с монопланами массе, мощности мотора и нагрузке на крыло они имели меньшие размеры, что снижало общее аэродинамическое сопротивление и улучшало маневренность. Например, моноплан «Фоккер» E.IV и биплан SPAD VIII при одинаковой нагрузке на крыло (44 кг/кв. м) и примерно равной мощности двигателей (160 и 150 л.с.) существенно различались по максимальной скорости: германский моноплан развивал 160 км/ч, а французский биплан – 200 км/ч. Именно по бипланной схеме строились наиболее распространенные и успешные истребители Первой мировой войны – германские «Альбатрос» D.III и D.V, «Фоккер» D.VIl, французские «Ньюпор» XI, XVII, XXIII, XXIV (именно «Ньюпоры» были наиболее характерными представителями подкласса полуторапланов), SPAD VII и XIII, английские «Сопвич» «Пап», «Кэмел» и «Снайп».

Дальнейшая эволюция истребителей привела к появлению тупиковой ветви – трипланов. Хотя по крайней мере два типа таких истребителей применялись на фронте («Сопвич» «Триплан» и «Фоккер» Dr.l), сколь-нибудь заметных преимуществ перед бипланами они не показали. А в последние месяцы войны внимание конструкторов вновь обращается к монопланам. Особенно преуспели в этом в Германии, где были приняты на вооружение моноплан-парасоль «Фоккер» E.V/D.VIII и низкоплан «Юнкере» D.I (к тому же являвшийся первым в мире истребителем цельнометаллической конструкции). Но ренессанс монопланов оказался кратковременным: в 20-е гг. монополистом в истребительной авиации ведущих государств оставался биплан: изделия «Кертисса» в США, SPAD и «Ньюпор-Деляж» во Франции, «Глостер», «Хоукер» и «Бристоль» в Англии, «Фиат» в Италии. Развивала эту же схему и фирма «Фоккер», перебравшаяся после поражения Германии в Голландию – так появились самолеты D.IX, D.XI, D.XIII. При этом летно-тактические характеристики за десятилетие не претерпели кардинальных изменений по сравнению с периодом Первой мировой войны – максимальная скорость возросла с 200 до примерно 300 км/ч, вооружение из пары пулеметов винтовочного калибра считалось стандартным.

Типичными истребителями Первой мировой войны были бипланы •Альбатрос» D.V и «Сопвич»«Кэмел»

Эксперименты с монопланами тем не менее продолжались – во Франции такие машины разрабатывали фирмы «Девуатин» и «Вибо», экспериментировали в этом направлении чехи («Авиа» ВН.З) и поляки (создавшие к началу 30-х гг. вполне конкурентоспособные монопланы- парасоли PZL Р.7). Однако по своим летным качествам они существенно не отличались от бипланов. Первый истребитель, спроектированный в СССР – ИЛ-400 (И-1) конструкции Н.Н. Поликарпова, – тоже был монопланом с низкорасположенным крылом. Увы, первое изделие будущего «короля истребителей» оказалось крайне неудачным, и последующие советские истребители были бипланами – И-2 Д.П. Григоровича, И-3 Н.Н. Поликарпова, И-4 А.Н. Туполева. Вершиной развития советских истребителей стал И-5, спроектированный общими усилиями Поликарпова и Григоровича в небезызвестной «шарашке» – конструкторском бюро, созданном в Бутырской тюрьме. Запущенный в серийное производство в 1931 г. маленький маневренный биплан с мотором М-22 мощностью 480 л.с. был построен в количестве порядка 800 экземпляров и до середины 30-х гг. был основным истребителем ВВС Красной армии.

И-15бис – типичный представитель междувоенного поколения бипланов-истребителей

А что же в 20-е гг. происходило в авиапромышленности Германии? Скованная версальскими запретами и ограничениями, она тем не менее сохраняла свою способность производить конкурентоспособную продукцию, в том числе и военного назначения. В области истребительной авиации на первый план вышла фирма «Хейнкель», руководимая талантливым конструктором Эрнстом Хейнкелем (Ernst Heinkel). И она тоже отдавала предпочтение монопланам. В частности, по советскому заказу был создан истребитель HD-37, с 1931 г. строившийся в СССР по лицензии под обозначением И-7 (выпущено порядка 130 единиц). Оборудованный более мощным (600 л.с.), но и более тяжелым двигателем жидкостного охлаждения BMW VI (также выпускавшемся в СССР по лицензии как М-17), И-7 был существенно тяжелее И-5, несколько превосходил его в скорости, но уступал в маневренности. А именно последнее качество в 30-е гг. продолжало считаться определяющим для истребителя – тактика воздушного боя строилась на бое на виражах.

И-16 стал первым в мире серийным истребителем с убирающимся шасси

Качественный скачок в развитии истребителей произошел в начале 30-х гг. Появление новых мощных двигателей и развитие аэродинамики открыло путь к реализации преимуществ монопланов, что было невозможно в предыдущее десятилетие. У маневренного истребителя- биплана появился конкурент – скоростной моноплан. Между этими двумя концепциями выбирали военные разных стран, но, пожалуй, лишь в СССР попытались (и довольно успешно) реализовать сразу обе. Н.Н. Поликарпов, развивая конструкцию И-5, создал биплан И-15 с более мощным мотором М-25 (710 л.с. – лицензионный вариант двигателя «Циклон» F3 американской фирмы «Райт»), Не отличаясь скоростными характеристиками, этот самолет стал чемпионом по маневренности, отличаясь рекордно малым временем виража – 8 секунд. В 1934-1935 гг. построили порядка 400 истребителей И-15. а в 1937 г. в производство внедрили усовершенствованный вариант И-15бис (И-152) с мотором М-25В (750 л.с.) и вооружением, усиленным с двух до четырех 7,62-мм пулеметов. Вершиной развития истребителей- бипланов стал И-153 «Чайка» с убирающимся шасси. Первые серии таких самолетов комплектовались теми же моторами М-25В, но впоследствии устанавливались более мощные М-62 (800 л.с.), что вкупе с улучшением аэродинамики позволило повысить максимальную скорость по сравнению с И-15бис с 380 до 425 км/ч. А с 1940 г. И-153 комплектовался еще более мощным двигателем М-63 (1100 л.с.). Правда, утяжеление конструкции, вызванное установкой нового оборудования (радиостанции) и усилением вооружения (последние серии И-153 вооружались четырьмя 12,7-мм пулеметами), не дало радикально улучшить летные характеристики.

Гораздо раньше, чем на бипланах, убирающееся шасси было внедрено на истребителях-монопланах. Вообще, это техническое новшество весьма успешно развивалось в СССР – харьковский пассажирский моноплан ХАИ-1, спроектированный И. Неманом, стал вторым в мире (после машины фирмы «Локхид») и первым в Европе самолетом с убирающимся шасси. А первым серийным истребителем с таким шасси стал И-16 конструкции Н. Поликарпова. Этот низкоплан смешанной конструкции имел относительно короткий фюзеляж формы, близкой к каплевидной (что соответствовало тогдашним представлениям об аэродинамике). Для улучшения маневренных качеств И-16 сознательно спроектировали недостаточно устойчивым (центр тяжести совпадал с аэродинамическим фокусом) и предельно обжатым по размерам (что обеспечивало малые моменты инерции вокруг всех осей). Увы, такой «минимализм» имел и оборотную сторону – самолет не имел существенных резервов для модернизации, отсутствовала возможность установки более мощных, а значит, и более тяжелых двигателей.

В облике И-17 угадывались черты истребителей будущей войны

Серийное производство И-16 началось в конце 1934 г., и до середины 1941 г. построили порядка 10 тысяч таких истребителей. Первые серии (И-16 тип 4) комплектовались относительно маломощными моторами М-22 (480 л.с.), но вскоре на смену им пришли машины с двигателями М-25, а с 1939 г. на самолет устанавливались М-62 (И-16 тип 18) и М-63 (И-16 тип 24). Скорость достигала 465 км/ч для И-16 тип 18 и 490 км/ч для И-16 тип 24. Предпринимались меры и по усилению вооружения – параллельно с пулеметными истребителями с 1936 г. в меньшем количестве строились самолеты с парой 20-мм пушек ШВАК в крыле (И-16 тип 17, 27, 28).

Развитие истребителей в СССР отнюдь не сводилось к двум «линейкам» Поликарпова – параллельно развивался целый ряд альтернативных проектов. Стоит упомянуть хотя бы И-14 конструкции П.0. Сухого, едва не выигравший соревнование с поликарповским И-16, или строившиеся небольшой серией истребители Д.П. Григоровича И-Z и ИП-1, спроектированные под динамореактивные (безоткатные) пушки Курчевского.

В Германии в 30-е гг. авиапромышленность отнюдь не могла похвалиться таким разнообразием реализуемых проектов истребителей. Первым истребителем возрожденных Люфтваффе стал биплан Не 51 – машина, представлявшая собой дальнейшее развитие HD-37, считавшегося в СССР не очень удачной машиной. Не 51 имел улучшенную по сравнению с предшественником аэродинамику, но тот же двигатель и неубираемое шасси, что обусловило относительно низкие для середины 30-х гг. летные характеристики. Таким же был и другой истребитель, принятый на вооружение в 1934 г., – «Арадо» Аг 65, – с той лишь разницей, что у Не 51 максимальная скорость составляла 315 км/ч, а у Аг 65 едва дотягивала до 300 км/ч. Не превосходил их и принятый на вооружение в 1935 г. истребитель Аг 68 – в зависимости от модификации он развивал максимальную скорость 323-330 км/ч.

Шанс проверить на практике тактические положения и характеристики истребителей представился в 1936 г., когда вспыхнула гражданская война в Испании. Здесь основными противниками И-15 и И-16 были немецкие Не 51 и итальянские «Фиат» CR.32. Если И-15 примерно соответствовали по своим характеристикам истребителям противника (немного превосходя их в скорости), то И-16 тип 5 имел неоспоримое преимущество над всеми вражескими самолетами. Ситуация изменилась с появлением на Пиренейском полуострове новых монопланов Bf 109В и С. Эти машины превосходили «ишачков» в скорости, хотя скороподъемность у И-16 оставалась лучшей. Весьма неожиданно И-16 проиграл «мессершмитту» в таких важных показателях маневренности, как радиус и время выполнения виража. И конструкторам, и военным в СССР было над чем задуматься…