Параметры воздушного боя. К спору о лучших истребителях Второй мировой
Предисловие
Отгремели бои, но посетители «ВО» так и не пришли к единому выводу о лучшем истребителе Второй мировой. Тема обширная и интересная. Критики полностью разгромили статью «о самых грозных» самолетах, и автор сделал из этого выводы. Литературное мастерство заключается в способности выразить и донести свои мысли до публики. Насколько хорошо поймут и воспримут статью — это задача автора.
Выяснилось, что повествование в формате «рейтинга» не работает. Многие воспринимают такие статьи не как сагу о военной технике, а именно как «сравнение» 1, 2, 3... К тому же за обрывочным повествованием теряется суть дискуссии, читатели не замечают важных деталей, придавая слишком большое значение мелочам.
На этот раз автор обещает всё исправить.
Основные закономерности
Нельзя посчитать пушки, и на основании этого делать вывод, что более легкий самолет порхает, как ласточка, а другой — тяжеловооруженная «бочка с бензином», которая совершенно не годится для воздушного боя.
Боевые возможности определяются взлетной массой, которая, в свою очередь «завязана» на мощность силовой установки. Здесь можно упомянуть о площади крыла, но это само собой разумеющийся факт. Создавая новый, более тяжелый истребитель конструкторы вынуждены позаботиться, чтобы маневренность и значение удельной нагрузки на крыло оставались в диапазоне, свойственном для его временной эпохи (≈ 150-200 кг/м2 для истребителей ВМВ).
Увеличение размеров крыла повлечет дальнейший прирост взлетной массы. Потяжелевшему самолету потребуется новое шасси и т.д. Но весовая гонка не будет бесконечной; в конце концов всё упрется в единственный параметр: мощность двигателя.
Более легкий Як-9 (масса пустого 2200-2300 кг) и Ла-5ФН (пустой — 2700 кг) воевали в одно и то же время, в одних и тех же условиях, т.е. имели схожие показатели маневренности, несмотря на 20% разницу в массе конструкций.
Остроносые «Яки» традиционно оснащались мотором с жидкостным охлаждением взлетной мощностью около 1200 л.с. (при сухой массе мотора 600 кг).
«Лавочкины» использовали гораздо более мощный и массивный двигатель воздушного охлаждения, выдававший во взлетном режиме 1850 л.с. (при сухой массе почти 900 кг).
Большая мощность → большая взлетная масса → большие возможности. Отсюда у «Лавочкина» вторая пушка, большая удельная мощность (кВт/кг) и лучшие динамически характеристики (разгон, скороподъемность, скорость полета). Все перечисленные преимущества — при схожих показателях нагрузки на крыло и, как следствие, сопоставимой с «Яком» маневренности.
В прошлых дискуссиях встречалось понятие «фронтовой истребитель», который противопоставлялся «высотными перехватчиками» и «дальними истребителями сопровождения», тем самым «Спитфайрами» и «Мустангами» союзников. Словно у каждого из них имелась собственная ниша и свои уникальные преимущества. Однако, с точки зрения законов авиации, такая классификация имеет совершенно другой, невеселый смысл.
Не было ни одной боевой задачи «Мессершмитта», с которой не смог бы справиться «Мустанг». Обратное правило не работало: «мессер» не мог действовать как P-51D, на любом удалении, в любом диапазоне высот.
В рассматриваемую эпоху не было никакой заметной разницы между «фронтовыми», «перехватчиками» и «истребителями сопровождения», как и между «палубными» и «сухопутными» по значению удельной нагрузки на крыло. При всех девиациях +/- их маневренность оставалась примерно в одном диапазоне, что позволяло им сражаться друг с другом. Всё отличие «фронтовых» истребителей заключалось в их меньшей взлетной массе, обусловленной меньшей мощностью их моторов. Как следствие, они не могли летать далеко, имели меньшую боевую нагрузку и были эффективны только на малых и средних высотах. В то время, когда новое поколение авиации навязывало свои условия боя. «Мессеры» и «Фокке-вульфы» были вынуждены сражаться не у земли, а на тех скоростях и высотах, где действовали «Крепости» и «Мустанги».
Хуже всего получалось, когда истребители начального периода войны, у которых площадь плоскостей рассчитывалась под взлетную массу 3-3,5 тонны, перегружали броней, оружием и более мощным мотором (не имея возможности увеличить крыло) и бросали в бой против самолетов, которые изначально разрабатывались с учетом возросшей взлетной массы.
Далее, очень мощные моторы обеспечивали ОЧЕНЬ солидные возможности. Так появлялись F4U «Корсар» с боевой нагрузкой, как у двух штурмовиков Ил-2 и нормальной взлетной массой 5,5 тонны (макс. — почти 7).
При всём своем гигантизме «Корсар» вошел в топ лучших истребителей конца войны. Причина — двойная звезда «Пратт&Уитни» R2800 с воздушным охлаждением. В её индексе зашифрован рабочий объем в куб. дюймах, по-нашему 56 литров. Взлетная мощность «Даблл Уоспа» достигла 2450 л.с. и это, наверное, было пределом для поршневого истребителя периода ВМВ. Как по конструкции мотора, так и по возможностям пилотирования однодвигательного самолета со столь крупным и мощным мотором. В процессе работы R2800 создавал слишком опасный крутящий момент, угрожавший перевернуть «Корсар» во время взлета или посадки: летчику было сложно побороть его влияние, особенно на малых скоростях.
А вот интересный пример. «Мустанг» модификации «D», возведенный чуть ли не в эталон истребителя позднего периода войны. Взлетная мощность его лицензионного «Мерлина» с жидкостным охлаждением составляла «всего» 1490 л.с. (в чрезвычайном режиме — до 1700 л.с.). Неожиданно слабо для самолета с максимальной взлетной массой 5,5 тонн.
В отличие от «Корсара», для которого пять тонн были нормой, «Мустанг» имел такую массу только при взлете с базы Милденхолл. В воздушный бой над Берлином он вступал уже без подвесных баков, когда его уд. мощность и уд. нагрузка на крыло приводились в соответствие со стандартами для истребителей его эпохи.
Все «навороты» американских «Мустангов», их радары, гермокабины и вычислительные устройства объяснялись различием в мощности мотора (1490 л.с. против 1100-1200 у нашего «Яка», у серийных часто не было и этого). В связи с этим, нормальная взлетная масса P-51D превышала Як-9 примерно на тонну. Часть «свободной» разницы в мощности конвертировалась в прирост летных характеристик. У земли прирост был почти нулевым, но из-за мотора с турбонагнетателем преимущество становилось абсолютным на больших высотах.
Кажется, всё… или мы забыли что-то еще? «Паспортные» характеристики самого лучшего двигателя недостижимы без качественного топлива. В результате те, у кого был бензин с октановым числом 100+, получали еще большее преимущество над теми, кто летал на «разбодяженном» топливе.
* * *
С каким охлаждением мотор лучше, выяснить так и не смогли. Британцы летали исключительно на моторах с жидкостным охлаждением, японцы — с воздушным. ВВС РРКА и люфтваффе имели на вооружении по два основных типа истребителей с моторам жидкостного и воздушного охлаждения (Яковлев и Лавочкин против Ме-109 и ФВ-190). Американцы по нескольку типов каждого (Лайтнинг, Аэрокобра и Мустанг — жидкостное; Хеллкэт, Корсар и Тандерболт — воздушное).
Благодаря наличию большего числа цилиндров (18) двигатели с воздушным охлаждением (АШ-82, «Дабл Уосп», BMW-801) всегда развивали большую мощность, чем их жидкостные ровесники V12. Если в первом случае цилиндры размещались по кругу, в два ряда, то установить в длину больше 6 цилиндров и потом пилотировать такой длинноносый самолет было совершенно невозможно.
С другой стороны, «двойные звезды» отличались большей массой, «прожорливостью» и поперечным габаритом, который требовал фюзеляжей с большим поперечным сечением. Всё это еще больше увеличивало массу конструкции истребителя, одновременно превращая его фюзеляж в «тупоносое бревно», создававшее огромное сопротивление в полете.
С третьей стороны, жидкостные моторы были небезгрешны. Такой мотор имел радиаторы, которые торчали ото всюду, что также ухудшало аэродинамический облик самолета.
С четвертой стороны, моторы с воздушным охлаждением однозначно повышали боевую живучесть. Благодаря услиям инженеров, «двойные звезды» могли продолжать работу с частью отказавших цилиндров. В то время, когда всего одна пуля или осколок в рубашке охлаждения «мессершмитта» были для него смертельны — через пару минут двигатель заклинивал от перегрева.
Кроме того, широкая «звезда» сама являлась щитом и дополнительной защитой для пилота. Известно, что пилотам «мессершмиттов» рекомендовалось избегать атак И-16 с передней полусферы, т.к. расклад получался совершенно невыгодным для фашистов.
На этом месте нужно сделать плавный реверанс в сторону «Зеро». Авторы сразу двух статей критиковали японский истребитель за низкую живучесть. А ведь на самом деле, «Зеро» за счет мотора с воздушным охлаждением был живучее любого «Томахока», «Спитфайра» и «Мессершмитта»! Но к этому мы обратимся чуть позже.
Наибольших успехов в двигателестроении добились англичане, построившие универсальный «Мерлин», ставший основой всех успешных проектов (один — «Спитфайр», два — «Москито», четыре движка — стратегический «Ланкастер»). «Звёзды» с воздушным охлаждением были лайми неинтересны — к концу войны специалисты «Роллс-Ройса» научились «снимать» со своих относительно компактных моторов (всего 37 л рабочего объема) мощности свыше 2000 л.с.!
Любой двигатель той эпохи — песнь высокого неба. Винтажные шедевры. Переверните свой автомобиль и посмотрите, куда потечет жидкость из расширительного бачка. А ведь это было 70 лет назад, безо всякой электроники и компьютерных систем настройки двигателя! Резкие маневры, перегрузки во всех мыслимых направлениях, жуткие вибрации, возникающие при стрельбе пушки, размещенной в развале блока цилиндров. Жара раскаленной степи и лютый холод больших высот при вдвое меньшем содержании кислорода на границе стратосферы. И — безотказная работа в любой ситуации, шедевры.
Оружие
Самая сладкая часть сегодняшнего пирога.
Одна-две мелкокалиберные пушки или «гирлянда» крупнокалиберных пулеметов — каждая из воевавших сторон осталась при своём мнении.
Калибр, несомненно, имел значение, т.к. при его увеличении масса боеприпаса возрастала в кубе. Но увеличение калибра имело смысл только до того момента, пока длины ствола хватало для придания достаточной начальной скорости снарядам. Достаточной, чтобы оставаться на траектории и давать пилоту возможность целиться и попадать в цель.
Уникальной мерзостью, абсолютным аутсайдером среди 20 мм авиапушек была Эрликон MG-FF (парой MG-FF вооружались Me-109E) и её лицензионная японская копия «Тип 99» (пара таких пушек стояли на «Зеро»). И если немцы в 1941 году построили истребитель с новой длинноствольной мотор-пушкой, то японцы мучились со своей «Тип 99» до конца войны.
MG-FF предназначалась для установки в крыле и в ней было плохо все. Недостаточная длина ствола (800 мм) гарантировала неудовлетворительную баллистику: из-за низкой начальной скорости (580...600 м/с) снаряды быстро сходили с траектории; из такой пушки было сложно целиться и еще сложнее попадать в цель. На практике ситуация внезапно менялась в худшую сторону из-за слишком низкого для 20-мм авиапушки темпа стрельбы (500-540 выстр./мин) и малой ёмкости зарядного барабана (60 снарядов на ствол). Что было особенно драматично для японцев, у которых огромная автономность «Зеро» слабо сочеталась с его скромным боекомплектом.
Одна из самых совершенных авиапушек калибра 20 мм, советская ШВАК, имела следующие характеристики. Длина ствола при установке в крыле — 1200 мм (в развале блока цилиндров — 1650 мм — вдвое больше MG-FF!). Начальная скорость снаряда — 750-800 м/с. Всё это — при бешенной скорострельности 800-850 выстр./минуту, превосходившей показатели немецкой мотор-пушки MG-151/20.
В поздний период войны немцы приступили к оснащению своих истребителей орудиями MK.108 калибра 30 мм. Истребитель Me-109K получил одно такое орудие в развале блока цилиндров, а реактивный Me.262 — целых две пары таких пушек. И сразу же, вундер-инженеры столкнулись с проблемой, схожей с той, что наблюдалась в предвоенные годы. Когда пытались осуществить переход с пулеметов на 20 мм авиапушки.
30 мм орудию требовался слишком длинный ствол, который не помещался на истребителе. В результате, асам люфтваффе пришлось довольствоваться «обрезами» с длиной ствола 580 мм (!), при начальной скорости снарядов всего 500-540 м/с. Понятно, что как боевое оружие MK108 получилась полной вундервафлей.
Пушке MK.108 катастрофически не хватало дульной энергии: траектория снарядов получалось слишком крутой, и стрелять из неё можно было только в упор. Учитывая высокую скорость сближения Б-17 и Me.262, то прицелиться и попасть было сложно даже в четырехмоторный бомбардировщик.
Вот к чему приводили шутки с калибром. А многие комментаторы восторженно твердили: немцы, тевтонский гений, MK.108!
Но 30 мм — не предел.
На другой стороне океана экспериментировали с крупнокалиберной 37 мм авиапушкой M4 и сделали вывод — бесперспективняк. Недостаточная длина ствола, слишком низкая начальная скорость, крутая траектория снарядов, ничтожная скорострельность (140-160 выстр./мин). От применения истребители с таким оружием ВВС США отказались, отправив их по линии ленд-лиза.
Почему «Аэрокобра» с короткоствольной 37 мм пушкой получила признание на советско-германском фронте? Американку ценили за её летные характеристики, а не за мощное, но сложное в применении оружие. «Аэрокобру» (почти 5000 поставленных ед.), как и её развитие (P-63 «Кингкобра», 2400 единиц) можно смело назвать лучшими советскими истребителями. Несмотря на происхождение этих машин, мы единственные, кто научились эксплуатировать и применять их по назначению. И если «Кингкобру» (лучший из высотных истребителей ВВС по состоянию на 1945 г.) приберегли в тылу на случай вероятной войны с недавними союзниками, то P-39 «Аэрокобра» в наиболее сложный период стала основой истребительной авиации ВВС, а оснащенные ей гвардейские авиаполки добивались самых значимых результатов.
Но вернемся к калибрам.
Во всём мире была создана только одна 37-мм авиапушка с длинным стволом, пригодная для установки на истребитель без заметного ущерба для его характеристик. С высокой настильностью траектории снарядов и приличной скорострельностью для такого калибра (250 выстр./мин). Советская НС-37 была настоящим военно-техническим рекордом.
Суперпушкой вооружались серийные истребители модификации Як-9Т. В прошлый раз, читатели неверно интерпретировали идею, начав приводить в пример конкурентов с многочисленными авиапушками 20-30 мм и доказывать, что они эффективнее. Мысль в другом: ни один другой истребитель эпохи ВМВ не имел авиапушки, сочетавшей столь тяжелые снаряды (735 гр.) с отличной баллистикой, свойственной авиапушкам гораздо меньшего калибра. И по данному параметру Як-9Т выделялся на фоне всех истребителей мира!
Разумеется, одних баллистических показателей пушки недостаточно для комплексной оценки самолета. С другой стороны, только за такую пушку стоит признать Як-9Т выдающиеся боевой машиной. А остальные характеристики «Яка» соответствовали худшим ожиданиям противника.
* * *
Все участники войны, так или иначе, пришли к пушечному или смешанному вооружению истребителей, только американцы (после пары попыток) деградировали обратно к пулеметам. И на то у них имелись веские основания.
А) Плотность огня. Б) Однородность огня — все оружие на борту имеет одинаковую прицельную дальность, а выпущенные боеприпасы летят по одной траектории. Относительно длинный ствол для указанного калибра обеспечивал хорошую баллистику и настильную траекторию полета пуль. Наконец, увеличенный боекомплект, позволял палить длинными очередями и не особо экономить патроны в воздушном бою.
Рекордсменом по плотности огня стал P-47 «Тандерболт» с восемью 12,7 мм пулеметами в крыле. До 90 выстр./сек — показатели шестиствольной «металлорезки» современного истребителя. А его штатного боекомплекта 3400 патронов хватало на 40 секунд непрерывной стрельбы.
Но брать пример с янки и сильно переоценивать пулеметы не стоит. Пушки все же были вне конкуренции.
За годы войны никому не удалось создать эффективную авиапушку для истребителя калибром свыше 20 мм. Отечественная НС-37 стоит особняком и, при всех рекордах данного оружия, такой вариант не мог быть взят за основу для всех истребителей ВВС.
Наиболее близким к «идеальному» по составу вооружения представляется Ла-7 с тремя 20 мм авиапушками с отличными баллистическими характеристиками. Помимо числа огневых точек, имеет значение их расположение. Три синхронизированные УБ-20 в носовой части фюзеляжа, вблизи продольной оси самолета, обеспечивали наибольшую кучность боя и упрощали прицеливание в бою.
Здесь уместно сравнение с лучшим истребителем стран Оси — малоизвестным итальянским Фиат G.55 «Кентавр», нёсшим мощнейшее вооружение из трёх 20 мм авиапушек MG-151/20 (одна — в развале цилиндров, две — в крыле) и пары крупнокалиберных пулеметов. Однако, несмотря значительно больший боезапас (650 снарядов против 300 у Ла-7), крыльевое расположение огневых точек создавало неизбежные сложности: трассы снарядов были «сфокусированы» на некотором расстоянии впереди самолета и вновь расходились в стороны. Это следовало учитывать, тщательно подбирая дистанцию для атаки. А пара пулеметов при наличии мощнейшего пушечного вооружения вообще становились балластом. Это как прицельно стрелять с двух рук из совершенно разных типов оружия, что случается только в кино.
Невнимательный читатель может еще привести в пример FW-190A-8, вооруженный сразу четырьмя пушками и парой пулеметов. Не заметив, что его удельная нагрузка на крыло достигала ≈250 кг/м2. Слишком много для его эпохи. Сами немцы называли этот перегруженный самолет «штурмбок» — летающая огневая точка, «ганшип» для стрельбы по бомбардировщикам. Который должны были прикрывать от истребителей сопровождения обычные «мессершмитты».
Наилучшим, самым оптимальным по составу вооружения среди истребителей позднего периода войны все-таки получился советский Ла-7.
Живучесть
Насколько велики были шансы у истребителя остаться в воздухе, после попадания под огонь своего «ровесника»?
Как показали испытания, выполненные специалистами 4-ого управления НИИ ВВС им. Жуковского, шансы были минимальны. Вкратце: при макс. удельном весе бронезащиты в 2,6% от взлетного веса, и угловой защищенности со стороны задней полусферы 10-20°, ни о какой серьезной защите истребителей не могло быть и речи. Различие в живучести между цельнометаллической «Аэрокоброй» и деревянными «Яками» составляло всего 16-18%, — обескураживающе малое значение.
За «пораженного в голову летчика» можете не беспокоиться, это был манекен. И, конечно, ни один из самолетов, получивших такие повреждения не смог бы вернуться на аэродром: всё это результаты наземных огневых тестов
Единственный серьезный результат продемонстрировал «Лавочкин», оказавшись живучее «Яка» в 2,6 раза, при обстреле со стороны передней полусферы из 12,7 мм пулемета. Как вы уже догадались, благодаря мотору воздушного охлаждения.
С другой стороны, все указанные различия терялись при встрече со снарядами авиационных пушек. Никакой протектор не мог защитить бензобак от последствий попадания 20 мм снаряда. А вооружение истребителей того периода позволяло «распотрошить» даже четырёхмоторную «Крепость» с 900 кг броневых плит.
На одного «везунчика», вернувшегося «на одном крыле», приходились десятки сбитых самолетов, которые не попали в кадр военных корреспондентов: они не вернулись, фотографировать было нечего (феномен, известный, как «ошибка выжившего» — выводы, сделанные только на основе удачных примеров).
Так же, как и легенда о низкой живучести японского истребителя «Зеро», растиражированная американской пропагандой. Отказ от установки бронеспинки не был демонстрацией самурайского духа, он бы продиктован обычным прагматизмом: подобные меры защиты были практически бесполезны. Оправданная жертва в пользу уменьшения уд. нагрузки на крыло.
Лучшая и единственно возможная защита истребителя — в его высокой маневренности.
Автор выражает благодарность за проявленный интерес и помощь в подготовке статьи участнику с ником тлауикол (Иван).
Отгремели бои, но посетители «ВО» так и не пришли к единому выводу о лучшем истребителе Второй мировой. Тема обширная и интересная. Критики полностью разгромили статью «о самых грозных» самолетах, и автор сделал из этого выводы. Литературное мастерство заключается в способности выразить и донести свои мысли до публики. Насколько хорошо поймут и воспримут статью — это задача автора.
Выяснилось, что повествование в формате «рейтинга» не работает. Многие воспринимают такие статьи не как сагу о военной технике, а именно как «сравнение» 1, 2, 3... К тому же за обрывочным повествованием теряется суть дискуссии, читатели не замечают важных деталей, придавая слишком большое значение мелочам.
На этот раз автор обещает всё исправить.
Основные закономерности
Нельзя посчитать пушки, и на основании этого делать вывод, что более легкий самолет порхает, как ласточка, а другой — тяжеловооруженная «бочка с бензином», которая совершенно не годится для воздушного боя.
Боевые возможности определяются взлетной массой, которая, в свою очередь «завязана» на мощность силовой установки. Здесь можно упомянуть о площади крыла, но это само собой разумеющийся факт. Создавая новый, более тяжелый истребитель конструкторы вынуждены позаботиться, чтобы маневренность и значение удельной нагрузки на крыло оставались в диапазоне, свойственном для его временной эпохи (≈ 150-200 кг/м2 для истребителей ВМВ).
Увеличение размеров крыла повлечет дальнейший прирост взлетной массы. Потяжелевшему самолету потребуется новое шасси и т.д. Но весовая гонка не будет бесконечной; в конце концов всё упрется в единственный параметр: мощность двигателя.
Более легкий Як-9 (масса пустого 2200-2300 кг) и Ла-5ФН (пустой — 2700 кг) воевали в одно и то же время, в одних и тех же условиях, т.е. имели схожие показатели маневренности, несмотря на 20% разницу в массе конструкций.
Остроносые «Яки» традиционно оснащались мотором с жидкостным охлаждением взлетной мощностью около 1200 л.с. (при сухой массе мотора 600 кг).
«Лавочкины» использовали гораздо более мощный и массивный двигатель воздушного охлаждения, выдававший во взлетном режиме 1850 л.с. (при сухой массе почти 900 кг).
Большая мощность → большая взлетная масса → большие возможности. Отсюда у «Лавочкина» вторая пушка, большая удельная мощность (кВт/кг) и лучшие динамически характеристики (разгон, скороподъемность, скорость полета). Все перечисленные преимущества — при схожих показателях нагрузки на крыло и, как следствие, сопоставимой с «Яком» маневренности.
В прошлых дискуссиях встречалось понятие «фронтовой истребитель», который противопоставлялся «высотными перехватчиками» и «дальними истребителями сопровождения», тем самым «Спитфайрами» и «Мустангами» союзников. Словно у каждого из них имелась собственная ниша и свои уникальные преимущества. Однако, с точки зрения законов авиации, такая классификация имеет совершенно другой, невеселый смысл.
Не было ни одной боевой задачи «Мессершмитта», с которой не смог бы справиться «Мустанг». Обратное правило не работало: «мессер» не мог действовать как P-51D, на любом удалении, в любом диапазоне высот.
В рассматриваемую эпоху не было никакой заметной разницы между «фронтовыми», «перехватчиками» и «истребителями сопровождения», как и между «палубными» и «сухопутными» по значению удельной нагрузки на крыло. При всех девиациях +/- их маневренность оставалась примерно в одном диапазоне, что позволяло им сражаться друг с другом. Всё отличие «фронтовых» истребителей заключалось в их меньшей взлетной массе, обусловленной меньшей мощностью их моторов. Как следствие, они не могли летать далеко, имели меньшую боевую нагрузку и были эффективны только на малых и средних высотах. В то время, когда новое поколение авиации навязывало свои условия боя. «Мессеры» и «Фокке-вульфы» были вынуждены сражаться не у земли, а на тех скоростях и высотах, где действовали «Крепости» и «Мустанги».
Хуже всего получалось, когда истребители начального периода войны, у которых площадь плоскостей рассчитывалась под взлетную массу 3-3,5 тонны, перегружали броней, оружием и более мощным мотором (не имея возможности увеличить крыло) и бросали в бой против самолетов, которые изначально разрабатывались с учетом возросшей взлетной массы.
Далее, очень мощные моторы обеспечивали ОЧЕНЬ солидные возможности. Так появлялись F4U «Корсар» с боевой нагрузкой, как у двух штурмовиков Ил-2 и нормальной взлетной массой 5,5 тонны (макс. — почти 7).
При всём своем гигантизме «Корсар» вошел в топ лучших истребителей конца войны. Причина — двойная звезда «Пратт&Уитни» R2800 с воздушным охлаждением. В её индексе зашифрован рабочий объем в куб. дюймах, по-нашему 56 литров. Взлетная мощность «Даблл Уоспа» достигла 2450 л.с. и это, наверное, было пределом для поршневого истребителя периода ВМВ. Как по конструкции мотора, так и по возможностям пилотирования однодвигательного самолета со столь крупным и мощным мотором. В процессе работы R2800 создавал слишком опасный крутящий момент, угрожавший перевернуть «Корсар» во время взлета или посадки: летчику было сложно побороть его влияние, особенно на малых скоростях.
А вот интересный пример. «Мустанг» модификации «D», возведенный чуть ли не в эталон истребителя позднего периода войны. Взлетная мощность его лицензионного «Мерлина» с жидкостным охлаждением составляла «всего» 1490 л.с. (в чрезвычайном режиме — до 1700 л.с.). Неожиданно слабо для самолета с максимальной взлетной массой 5,5 тонн.
В отличие от «Корсара», для которого пять тонн были нормой, «Мустанг» имел такую массу только при взлете с базы Милденхолл. В воздушный бой над Берлином он вступал уже без подвесных баков, когда его уд. мощность и уд. нагрузка на крыло приводились в соответствие со стандартами для истребителей его эпохи.
Все «навороты» американских «Мустангов», их радары, гермокабины и вычислительные устройства объяснялись различием в мощности мотора (1490 л.с. против 1100-1200 у нашего «Яка», у серийных часто не было и этого). В связи с этим, нормальная взлетная масса P-51D превышала Як-9 примерно на тонну. Часть «свободной» разницы в мощности конвертировалась в прирост летных характеристик. У земли прирост был почти нулевым, но из-за мотора с турбонагнетателем преимущество становилось абсолютным на больших высотах.
Кажется, всё… или мы забыли что-то еще? «Паспортные» характеристики самого лучшего двигателя недостижимы без качественного топлива. В результате те, у кого был бензин с октановым числом 100+, получали еще большее преимущество над теми, кто летал на «разбодяженном» топливе.
* * *
С каким охлаждением мотор лучше, выяснить так и не смогли. Британцы летали исключительно на моторах с жидкостным охлаждением, японцы — с воздушным. ВВС РРКА и люфтваффе имели на вооружении по два основных типа истребителей с моторам жидкостного и воздушного охлаждения (Яковлев и Лавочкин против Ме-109 и ФВ-190). Американцы по нескольку типов каждого (Лайтнинг, Аэрокобра и Мустанг — жидкостное; Хеллкэт, Корсар и Тандерболт — воздушное).
Благодаря наличию большего числа цилиндров (18) двигатели с воздушным охлаждением (АШ-82, «Дабл Уосп», BMW-801) всегда развивали большую мощность, чем их жидкостные ровесники V12. Если в первом случае цилиндры размещались по кругу, в два ряда, то установить в длину больше 6 цилиндров и потом пилотировать такой длинноносый самолет было совершенно невозможно.
С другой стороны, «двойные звезды» отличались большей массой, «прожорливостью» и поперечным габаритом, который требовал фюзеляжей с большим поперечным сечением. Всё это еще больше увеличивало массу конструкции истребителя, одновременно превращая его фюзеляж в «тупоносое бревно», создававшее огромное сопротивление в полете.
С третьей стороны, жидкостные моторы были небезгрешны. Такой мотор имел радиаторы, которые торчали ото всюду, что также ухудшало аэродинамический облик самолета.
С четвертой стороны, моторы с воздушным охлаждением однозначно повышали боевую живучесть. Благодаря услиям инженеров, «двойные звезды» могли продолжать работу с частью отказавших цилиндров. В то время, когда всего одна пуля или осколок в рубашке охлаждения «мессершмитта» были для него смертельны — через пару минут двигатель заклинивал от перегрева.
Кроме того, широкая «звезда» сама являлась щитом и дополнительной защитой для пилота. Известно, что пилотам «мессершмиттов» рекомендовалось избегать атак И-16 с передней полусферы, т.к. расклад получался совершенно невыгодным для фашистов.
На этом месте нужно сделать плавный реверанс в сторону «Зеро». Авторы сразу двух статей критиковали японский истребитель за низкую живучесть. А ведь на самом деле, «Зеро» за счет мотора с воздушным охлаждением был живучее любого «Томахока», «Спитфайра» и «Мессершмитта»! Но к этому мы обратимся чуть позже.
Наибольших успехов в двигателестроении добились англичане, построившие универсальный «Мерлин», ставший основой всех успешных проектов (один — «Спитфайр», два — «Москито», четыре движка — стратегический «Ланкастер»). «Звёзды» с воздушным охлаждением были лайми неинтересны — к концу войны специалисты «Роллс-Ройса» научились «снимать» со своих относительно компактных моторов (всего 37 л рабочего объема) мощности свыше 2000 л.с.!
Любой двигатель той эпохи — песнь высокого неба. Винтажные шедевры. Переверните свой автомобиль и посмотрите, куда потечет жидкость из расширительного бачка. А ведь это было 70 лет назад, безо всякой электроники и компьютерных систем настройки двигателя! Резкие маневры, перегрузки во всех мыслимых направлениях, жуткие вибрации, возникающие при стрельбе пушки, размещенной в развале блока цилиндров. Жара раскаленной степи и лютый холод больших высот при вдвое меньшем содержании кислорода на границе стратосферы. И — безотказная работа в любой ситуации, шедевры.
Оружие
Самая сладкая часть сегодняшнего пирога.
Одна-две мелкокалиберные пушки или «гирлянда» крупнокалиберных пулеметов — каждая из воевавших сторон осталась при своём мнении.
Калибр, несомненно, имел значение, т.к. при его увеличении масса боеприпаса возрастала в кубе. Но увеличение калибра имело смысл только до того момента, пока длины ствола хватало для придания достаточной начальной скорости снарядам. Достаточной, чтобы оставаться на траектории и давать пилоту возможность целиться и попадать в цель.
Уникальной мерзостью, абсолютным аутсайдером среди 20 мм авиапушек была Эрликон MG-FF (парой MG-FF вооружались Me-109E) и её лицензионная японская копия «Тип 99» (пара таких пушек стояли на «Зеро»). И если немцы в 1941 году построили истребитель с новой длинноствольной мотор-пушкой, то японцы мучились со своей «Тип 99» до конца войны.
MG-FF предназначалась для установки в крыле и в ней было плохо все. Недостаточная длина ствола (800 мм) гарантировала неудовлетворительную баллистику: из-за низкой начальной скорости (580...600 м/с) снаряды быстро сходили с траектории; из такой пушки было сложно целиться и еще сложнее попадать в цель. На практике ситуация внезапно менялась в худшую сторону из-за слишком низкого для 20-мм авиапушки темпа стрельбы (500-540 выстр./мин) и малой ёмкости зарядного барабана (60 снарядов на ствол). Что было особенно драматично для японцев, у которых огромная автономность «Зеро» слабо сочеталась с его скромным боекомплектом.
Одна из самых совершенных авиапушек калибра 20 мм, советская ШВАК, имела следующие характеристики. Длина ствола при установке в крыле — 1200 мм (в развале блока цилиндров — 1650 мм — вдвое больше MG-FF!). Начальная скорость снаряда — 750-800 м/с. Всё это — при бешенной скорострельности 800-850 выстр./минуту, превосходившей показатели немецкой мотор-пушки MG-151/20.
В поздний период войны немцы приступили к оснащению своих истребителей орудиями MK.108 калибра 30 мм. Истребитель Me-109K получил одно такое орудие в развале блока цилиндров, а реактивный Me.262 — целых две пары таких пушек. И сразу же, вундер-инженеры столкнулись с проблемой, схожей с той, что наблюдалась в предвоенные годы. Когда пытались осуществить переход с пулеметов на 20 мм авиапушки.
30 мм орудию требовался слишком длинный ствол, который не помещался на истребителе. В результате, асам люфтваффе пришлось довольствоваться «обрезами» с длиной ствола 580 мм (!), при начальной скорости снарядов всего 500-540 м/с. Понятно, что как боевое оружие MK108 получилась полной вундервафлей.
Пушке MK.108 катастрофически не хватало дульной энергии: траектория снарядов получалось слишком крутой, и стрелять из неё можно было только в упор. Учитывая высокую скорость сближения Б-17 и Me.262, то прицелиться и попасть было сложно даже в четырехмоторный бомбардировщик.
Вот к чему приводили шутки с калибром. А многие комментаторы восторженно твердили: немцы, тевтонский гений, MK.108!
Но 30 мм — не предел.
На другой стороне океана экспериментировали с крупнокалиберной 37 мм авиапушкой M4 и сделали вывод — бесперспективняк. Недостаточная длина ствола, слишком низкая начальная скорость, крутая траектория снарядов, ничтожная скорострельность (140-160 выстр./мин). От применения истребители с таким оружием ВВС США отказались, отправив их по линии ленд-лиза.
Почему «Аэрокобра» с короткоствольной 37 мм пушкой получила признание на советско-германском фронте? Американку ценили за её летные характеристики, а не за мощное, но сложное в применении оружие. «Аэрокобру» (почти 5000 поставленных ед.), как и её развитие (P-63 «Кингкобра», 2400 единиц) можно смело назвать лучшими советскими истребителями. Несмотря на происхождение этих машин, мы единственные, кто научились эксплуатировать и применять их по назначению. И если «Кингкобру» (лучший из высотных истребителей ВВС по состоянию на 1945 г.) приберегли в тылу на случай вероятной войны с недавними союзниками, то P-39 «Аэрокобра» в наиболее сложный период стала основой истребительной авиации ВВС, а оснащенные ей гвардейские авиаполки добивались самых значимых результатов.
Но вернемся к калибрам.
Во всём мире была создана только одна 37-мм авиапушка с длинным стволом, пригодная для установки на истребитель без заметного ущерба для его характеристик. С высокой настильностью траектории снарядов и приличной скорострельностью для такого калибра (250 выстр./мин). Советская НС-37 была настоящим военно-техническим рекордом.
Суперпушкой вооружались серийные истребители модификации Як-9Т. В прошлый раз, читатели неверно интерпретировали идею, начав приводить в пример конкурентов с многочисленными авиапушками 20-30 мм и доказывать, что они эффективнее. Мысль в другом: ни один другой истребитель эпохи ВМВ не имел авиапушки, сочетавшей столь тяжелые снаряды (735 гр.) с отличной баллистикой, свойственной авиапушкам гораздо меньшего калибра. И по данному параметру Як-9Т выделялся на фоне всех истребителей мира!
Разумеется, одних баллистических показателей пушки недостаточно для комплексной оценки самолета. С другой стороны, только за такую пушку стоит признать Як-9Т выдающиеся боевой машиной. А остальные характеристики «Яка» соответствовали худшим ожиданиям противника.
* * *
Все участники войны, так или иначе, пришли к пушечному или смешанному вооружению истребителей, только американцы (после пары попыток) деградировали обратно к пулеметам. И на то у них имелись веские основания.
А) Плотность огня. Б) Однородность огня — все оружие на борту имеет одинаковую прицельную дальность, а выпущенные боеприпасы летят по одной траектории. Относительно длинный ствол для указанного калибра обеспечивал хорошую баллистику и настильную траекторию полета пуль. Наконец, увеличенный боекомплект, позволял палить длинными очередями и не особо экономить патроны в воздушном бою.
Рекордсменом по плотности огня стал P-47 «Тандерболт» с восемью 12,7 мм пулеметами в крыле. До 90 выстр./сек — показатели шестиствольной «металлорезки» современного истребителя. А его штатного боекомплекта 3400 патронов хватало на 40 секунд непрерывной стрельбы.
Но брать пример с янки и сильно переоценивать пулеметы не стоит. Пушки все же были вне конкуренции.
За годы войны никому не удалось создать эффективную авиапушку для истребителя калибром свыше 20 мм. Отечественная НС-37 стоит особняком и, при всех рекордах данного оружия, такой вариант не мог быть взят за основу для всех истребителей ВВС.
Наиболее близким к «идеальному» по составу вооружения представляется Ла-7 с тремя 20 мм авиапушками с отличными баллистическими характеристиками. Помимо числа огневых точек, имеет значение их расположение. Три синхронизированные УБ-20 в носовой части фюзеляжа, вблизи продольной оси самолета, обеспечивали наибольшую кучность боя и упрощали прицеливание в бою.
Здесь уместно сравнение с лучшим истребителем стран Оси — малоизвестным итальянским Фиат G.55 «Кентавр», нёсшим мощнейшее вооружение из трёх 20 мм авиапушек MG-151/20 (одна — в развале цилиндров, две — в крыле) и пары крупнокалиберных пулеметов. Однако, несмотря значительно больший боезапас (650 снарядов против 300 у Ла-7), крыльевое расположение огневых точек создавало неизбежные сложности: трассы снарядов были «сфокусированы» на некотором расстоянии впереди самолета и вновь расходились в стороны. Это следовало учитывать, тщательно подбирая дистанцию для атаки. А пара пулеметов при наличии мощнейшего пушечного вооружения вообще становились балластом. Это как прицельно стрелять с двух рук из совершенно разных типов оружия, что случается только в кино.
Невнимательный читатель может еще привести в пример FW-190A-8, вооруженный сразу четырьмя пушками и парой пулеметов. Не заметив, что его удельная нагрузка на крыло достигала ≈250 кг/м2. Слишком много для его эпохи. Сами немцы называли этот перегруженный самолет «штурмбок» — летающая огневая точка, «ганшип» для стрельбы по бомбардировщикам. Который должны были прикрывать от истребителей сопровождения обычные «мессершмитты».
Наилучшим, самым оптимальным по составу вооружения среди истребителей позднего периода войны все-таки получился советский Ла-7.
Живучесть
Насколько велики были шансы у истребителя остаться в воздухе, после попадания под огонь своего «ровесника»?
Как показали испытания, выполненные специалистами 4-ого управления НИИ ВВС им. Жуковского, шансы были минимальны. Вкратце: при макс. удельном весе бронезащиты в 2,6% от взлетного веса, и угловой защищенности со стороны задней полусферы 10-20°, ни о какой серьезной защите истребителей не могло быть и речи. Различие в живучести между цельнометаллической «Аэрокоброй» и деревянными «Яками» составляло всего 16-18%, — обескураживающе малое значение.
За «пораженного в голову летчика» можете не беспокоиться, это был манекен. И, конечно, ни один из самолетов, получивших такие повреждения не смог бы вернуться на аэродром: всё это результаты наземных огневых тестов
Единственный серьезный результат продемонстрировал «Лавочкин», оказавшись живучее «Яка» в 2,6 раза, при обстреле со стороны передней полусферы из 12,7 мм пулемета. Как вы уже догадались, благодаря мотору воздушного охлаждения.
С другой стороны, все указанные различия терялись при встрече со снарядами авиационных пушек. Никакой протектор не мог защитить бензобак от последствий попадания 20 мм снаряда. А вооружение истребителей того периода позволяло «распотрошить» даже четырёхмоторную «Крепость» с 900 кг броневых плит.
На одного «везунчика», вернувшегося «на одном крыле», приходились десятки сбитых самолетов, которые не попали в кадр военных корреспондентов: они не вернулись, фотографировать было нечего (феномен, известный, как «ошибка выжившего» — выводы, сделанные только на основе удачных примеров).
Так же, как и легенда о низкой живучести японского истребителя «Зеро», растиражированная американской пропагандой. Отказ от установки бронеспинки не был демонстрацией самурайского духа, он бы продиктован обычным прагматизмом: подобные меры защиты были практически бесполезны. Оправданная жертва в пользу уменьшения уд. нагрузки на крыло.
Лучшая и единственно возможная защита истребителя — в его высокой маневренности.
Автор выражает благодарность за проявленный интерес и помощь в подготовке статьи участнику с ником тлауикол (Иван).
Информация