Летният ветрец гъделичка тревата по летището на летището. За 10 минути самолетът се изкачи на надморска височина от 6000 метра, където температурата зад борда падна под –20 °, а атмосферното налягане стана наполовина това на земната повърхност. При такива условия той трябваше да прелети стотици километри, за да се включи в битка с врага. Боен завой, цев, после - immelman. Яростно треперене при стрелба с оръдия и картечници. Претоварванията са донякъде "еднакви", бойни щети от вражески огън …
Самолетните бутални двигатели от Втората световна война продължават да работят при всякакви, понякога най -тежките условия. За да разберете за какво става въпрос, обърнете модерна кола с главата надолу и вижте къде ще потече течността от разширителния резервоар.
Въпросът за разширителния резервоар беше зададен по причина. Много от самолетните двигатели просто нямаха разширителни резервоари и бяха с въздушно охлаждане, изхвърляйки излишната топлина на цилиндъра директно в атмосферата.
Уви, не всички се придържаха към такъв прост и очевиден път: половината от флота на бойците от Втората световна война имаше двигатели с течно охлаждане. Със сложна и уязвима „водна риза“, помпи и радиатори. Където най -малката дупка от шрапнел може да бъде фатална за самолета.
Появата на двигатели с течно охлаждане е неизбежна последица от стремежа към скорост: намаляване на площта на напречното сечение на фюзелажа и намаляване на силата на съпротивление. Бърз "Messer" с остър нос и бавно движещ се I-16 с тъп широк нос. Подобно на това.
Не, не така!
Първо, скоростта на топлопредаване зависи от температурния градиент (разлика). Цилиндрите на двигатели с въздушно охлаждане по време на работа се нагряват до 200 °, докато макс. температурата в системата за водно охлаждане беше ограничена от точката на кипене на етилен гликол (~ 120 °). В резултат на това имаше нужда от обемист радиатор, който увеличи съпротивлението, изравнявайки очевидната компактност на двигателите с водно охлаждане.
Освен това! Еволюцията на самолетните двигатели доведе до появата на „двойни звезди“: 18-цилиндрови двигатели с въздушно охлаждане с ураганна мощност. Разположени един зад друг, двата цилиндрови блока получават доста добър въздушен поток, като в същото време такъв двигател е поставен в секцията на фюзелажа на конвенционален изтребител.
Двигателите с водно охлаждане бяха по-трудни. Дори като се вземе предвид V-образната подредба, поставянето на такъв брой цилиндри в дължината на двигателния отсек изглеждаше много проблематично.
И накрая, ефективността на двигателя с въздушно охлаждане винаги е била малко по-висока, поради липсата на необходимост от извличане на мощност за задвижване на помпите на охладителната система.
В резултат на това най-бързите бойци от Втората световна война често не се отличаваха с благодатта на „остроносния Месершмит“. Рекордите за скорост, които поставят, обаче са невероятни дори в ерата на реактивни самолети.
съветски съюз
Победителите летяха бойци от две основни семейства - Яковлев и Лавочкин. „Яковете“традиционно бяха оборудвани с двигатели с течно охлаждане. "La" - въздух.
Първоначално „Як“беше лидер. Един от най -малките, леки и пъргави изтребители на Втората световна война, Як се оказа идеално пригоден за условията на Източния фронт. Там, където по -голямата част от въздушните битки са се провеждали на височина по -малка от 3000 м, а маневреността им се е считала за основно бойно качество на изтребителите.
До средата на войната дизайнът на яковете е усъвършенстван и скоростта им не отстъпва на американските и британските изтребители - много по -големи и по -сложни от техническа гледна точка машини с двигатели с фантастична мощност.
Рекордът сред Якс със сериен двигател принадлежи на Як-3. Различни модификации на Як-3 развиват скорост 650 … 680 км / ч на височина. Цифрите са постигнати с помощта на двигателя VK-105PF2 (V12, 33 литра, излетна мощност 1290 к.с.).
Рекордният беше Як-3 с експерименталния двигател ВК-108. След войната той достига скорост от 745 км / ч.
Ахтунг! Ахтунг! Във въздуха - La -5.
Докато конструкторското бюро на Яковлев се опитваше да реши с капризния двигател ВК-107 (предишният ВК-105 до средата на войната беше изчерпал резервите си от нарастваща мощност), звездата Ла-5 бързо се издигаше на хоризонта. Новият изтребител на конструкторското бюро Lavochkin, оборудван с 14-цилиндрово "двойно звезда" с въздушно охлаждане.
В сравнение с лекия, „бюджетен“Як, могъщият Ла-5 стана следващият етап в кариерата на известните съветски аса. Най-известният пилот на Ла-5 / Ла-7 беше най-успешният съветски изтребител Иван Кожедуб.
Върхът на еволюцията на Lavochkin през военните години беше La-5FN (принуден!) И неговият още по-страхотен наследник La-7 с двигатели ASh-82FN. Работният обем на тези чудовища е 41 литра! Излитаща мощност 1850 к.с.
Не е изненадващо, че „с тъп нос“Лавочкин по никакъв начин не отстъпва на Яките по своите скоростни характеристики, надминавайки последните по излитане, а в резултат-по огнева мощ и съвкупни бойни характеристики.
Рекордът за скорост за изтребители от семейството му е поставен от Ла -7 - 655 км / ч на височина 6000 м.
Любопитно е, че опитният Як-3У, оборудван с двигател ASh-82FN, развива по-висока скорост от своите „остроноси“братя с двигатели с течно охлаждане. Общо - 682 км / ч на височина 6000 м.
Германия
Подобно на ВВС на Червената армия, Луфтвафе е въоръжен с два основни типа изтребители: „Messerschmitt“с двигател с течно охлаждане и „Focke-Wolf“с въздушно охлаждане.
Сред съветските пилоти най -опасният враг е Messerschmitt Bf 109, концептуално близък до лекия маневреен Як. Уви, въпреки целия арийски гений и новите модификации на двигателя Daimler-Benz, до средата на войната Bf.109 беше напълно остарял и изискваше незабавна подмяна. Което нямаше откъде да дойде. И така войната беше засенчена.
В западния театър на военните действия, където въздушните битки се водеха главно на голяма надморска височина, станаха известни по-тежки изтребители с мощен двигател с въздушно охлаждане. Беше много по-удобно и по-безопасно да се атакуват заповедите на стратегически бомбардировачи върху тежко бронираните Focke-Wolves. Те, като нож в масло, се потопиха в поръчките на „Летящите крепости“, унищожавайки всичко по пътя си (FW.190A-8 / R8 „Штурмбок“). За разлика от леките "Messerschmitts", чиито двигатели умират от едно попадение на куршум от 50 калибър.
Повечето от Messerschmitts са оборудвани с 12-цилиндрови двигатели на Daimler Benz от линията DB600, екстремни модификации на които развиват излитателна мощност над 1500 к.с. Най -бързите серийни модификации достигнаха максимална скорост от 640 км / ч.
Ако всичко е ясно с Messerschmitts, следната история се случи с Focke-Wolfe. Новият изтребител с радиално задвижване се представи добре през първата половина на войната, но до началото на 1944 г. се случи неочакваното. Германската супериндустрия не е усвоила създаването на нови радиални двигатели с въздушно охлаждане, докато 14-цилиндровото BMW 801 е достигнало „тавана“в своето развитие. Арийските дизайнери на uber бързо намериха изход: първоначално проектиран за радиален двигател, изтребителят Focku-Wolfe завърши войната с V-двигатели с течно охлаждане (гореспоменатите Daimler-Benz и зашеметяващия Jumo-213).
Оборудвани с Jumo-213 Focke-Wolves, модификациите D са достигнали големи висоти във всеки смисъл на думата. Но успехът на "дългоноса" FW.190 в никакъв случай не беше свързан с радикалните предимства на системата за течно охлаждане, а с баналното съвършенство на двигателите от ново поколение, в сравнение с остарялото BMW 801.
1750 … 1800 к.с. при излитане. Над две хиляди "коне", когато се инжектират в бутилките с Methanol-Wasser 50!
Макс. скоростта на голяма надморска височина за Focke-Wulfs с двигател с въздушно охлаждане се колебае около 650 km / h. Последният от FW.190 с двигател Jumo 213 може за кратко да развие скорост от 700 км / ч или повече на голяма надморска височина. По-нататъшното развитие на Focke-Wolf, Tank-152 със същия Jumo 213 се оказа още по-бързо, развивайки 759 km / h на границата на стратосферата (за кратко време, използвайки азотен оксид). Този изключителен боец обаче се появи в последните дни на войната и сравнението му с почетни ветерани е просто неправилно.
Великобритания
Кралските военновъздушни сили летяха изключително на двигатели с течно охлаждане. Този консерватизъм се обяснява не толкова с лоялност към традицията, колкото със създаването на изключително успешния двигател на Roll-Royce Merlin.
Ако поставите един "Merlin" - получавате "Spitfire". Два - лек бомбардировач против комари. Четири Мерлин - стратегически Ланкастър. Подобна техника би могла да се използва за получаване на изтребител „Ураган“или торпеден бомбардировач „Баракуда“- повече от 40 модела бойни самолети за различни цели.
Който и да е казал нещо за недопустимостта на такова обединение и необходимостта от създаване на високоспециализирано оборудване, изострено за конкретни задачи, такава стандартизация е от полза само за Кралските военновъздушни сили.
Всеки от изброените самолети може да се счита за стандарт на своя клас. Един от най -мощните и елегантни изтребители на Втората световна война, Supermarine Spitfire по нищо не отстъпва на своите връстници, а характеристиките му на полет всеки път се оказват по -високи от тези на колегите му.
Екстремните модификации на Spitfire, оборудвани с още по-мощен двигател на Rolls-Royce Griffin (V12, 37 литра, течно охлаждане), имаха най-високи показатели. За разлика от германския "wunderwaffe", британските двигатели с турбокомпресор имаха отлични характеристики на височината, можеха да произвеждат над 2000 к.с. за дълго време. ("Griffin" на висококачествен бензин с октаново число 150 произвежда 2200 к.с.). Според официални данни "Spitfire" от подсерия XIV развива скорост от 722 км / ч на височина 7 километра.
Хокерска буря
В допълнение към легендарния Мерлин и по-малко известния Грифин, британците имаха още един 24-цилиндров супермотор-Napier Sabre. Изтребителят Hawker Tempest, оборудван с него, също се смяташе за един от най -бързите изтребители на британската авиация на последния етап от войната. Рекордът, който той постави на голяма надморска височина, беше 695 км / ч.
САЩ
„Капитаните на небето“използваха най-широката гама изтребители: Kittyhokes, Mustangs, Corsairs … Но в крайна сметка цялото разнообразие от американски самолети беше сведено до три основни двигателя: Packard V-1650 и Allison V-1710 с водно охлаждане и чудовищни "двойни звезди" Pratt & Whitney R-2800 с въздушно охлаждане.
Индексът 2800 му е присвоен по някаква причина. Работният обем на "двойната звезда" беше 2800 кубически метра. инча или 46 литра! В резултат на това мощността му надвишава 2000 к.с., а в много модификации достига 2400 … 2500 к.с.
R-2800 Double Wasp се превърна в огненото сърце на изтребителите на носачите Hullcut и Corsair, изтребителя-бомбардировач Thunderbolt, нощния изтребител Black Widow, бомбардировача на носача Savage, наземните бомбардировачи A-26 Invader и B -26 "Marader" - около 40 вида бойни и транспортни самолети!
Вторият двигател Allison V-1710 не спечели толкова голяма популярност, но беше използван при изграждането на мощните изтребители P-38 Lightning, също в семейството на известните Кобра (основният боец на Lend-Lease). Оборудван с този двигател, P-63 "Kingcobra" се развива на височина 660 км / ч.
Много по-голям интерес е свързан с третия двигател Packard V-1650, който при по-внимателно разглеждане се оказва лицензирано копие … на британския Rolls-Royce Merlin! Предприемчивите янки го оборудват само с двустепенен турбокомпресор, което дава възможност да се развие мощност от 1290 к.с. на надморска височина 9 километра. За такива висоти това се смяташе за невероятно голям резултат.
Именно с този изключителен двигател беше свързана славата на бойците на Mustang. Най -бързият американски изтребител от Втората световна война се развива на височина 703 км / ч.
Концепцията за лек изтребител е генетично чужда за американците. Но създаването на големи, добре оборудвани самолети беше възпрепятствано от основното уравнение на авиацията. Най -важното правило, според което е невъзможно да се промени масата на един елемент, без това да повлияе на останалите структурни елементи (при условие, че първоначално посочените експлоатационни характеристики са запазени). Инсталирането на нов оръдие / резервоар за гориво неизбежно ще доведе до увеличаване на повърхността на крилото, което от своя страна ще доведе до допълнително увеличаване на масата на конструкцията. "Тежестната спирала" ще се навива, докато всички елементи на самолета увеличат масата, а съотношението им стане равно на първоначалното (преди инсталирането на допълнително оборудване). В този случай летателните характеристики ще останат на същото ниво, но всичко ще почива на мощността на електроцентралата …
Оттук - яростното желание на янките да създадат свръхмощни двигатели.
Изтребителят-бомбардировач Ripablik P-47 Thunderbolt (изтребител с ескорт на дълги разстояния) имаше излитаща маса два пъти по-голяма от тази на съветския Як, а бойното му натоварване надвишаваше натоварването на два щурмови самолета Ил-2. С оборудването на пилотската кабина „Thunderbolt“може да даде шанс на всеки изтребител от своето време: автопилот, многоканална радиостанция, кислородна система, писоар … 3400 патрона бяха достатъчни за 40-секунден изстрел от шест „Браунинг“50 калибър. При всичко това непохватно изглеждащият „Thunderbolt“беше един от най-бързите бойци на Втората световна война. Неговото постижение е 697 км / ч!
Появата на "Thunderbolt" не беше толкова заслуга на авиоконструктора Александър Картвелишвили, колкото свръхмощната двойна звезда "Double Wasp". Освен това производствената култура изигра роля-благодарение на компетентния дизайн и високото качество на изграждане, коефициентът на съпротивление (Cx) на дебелопръстния Thunderbolt беше по-малък от този на остроносия немски Messerschmitt!
Япония
Самураите воюваха във войната единствено с двигатели с въздушно охлаждане. Това няма нищо общо с изискванията на кода Бушидо, а само индикатор за изостаналостта на японския военно-промишлен комплекс. Японците влязоха във войната с много успешен изтребител Mitsubishi A6M Zero с 14-цилиндров двигател Nakajima Sakae (1130 к.с. на височина). Със същия изтребител и двигател Япония прекрати войната, като безнадеждно загуби надмощие във въздуха до началото на 1943 г.
Любопитно е, че благодарение на двигателя с въздушно охлаждане японският "Zero" не е имал толкова ниска оцеляваща способност, както се смята. За разлика от същия немски "Месершмит", японският изтребител не можеше да бъде деактивиран, като удари един бездомен куршум в двигателя.
