Целью данной статьи является раскрытие нескольких, как нам кажется, любопытных фактов и аспектов, влияющих на процесс создания военно-морских самолётов. Это базовый уровень, поэтому заранее просим прощения у тех читателей, для которых эта информация окажется не нова.

АКЦИЯ

C 19:00 29 октября до 19:00 30 октября

Скидка 10% на покупку:

F8F-1B, N1K2-Ja, Sea Meteor F3

скидка 20% на получение квалификации для этих самолётов

Очевидно, многие заметили, что P51 Mustang существенно отличается от F4U Corsair. И хотя оба американских самолёта времен Второй мировой используют общую схему с одним двигателем и местом для одного пилота, они спроектированы под разные задачи и вследствие этого имеют совсем иные характеристики и ограничения. Давайте же рассмотрим несколько факторов, учитываемых конструкторами самолётов военно-морской авиации. Это поможет нам разобраться, почему обтекаемый и элегантный «Мустанг» так отличается от грубоватого «Корсара», а также за что последнего прозвали «Длиннокрылым ублюдком из Коннектикута»…

При проектировании военно-морского самолёта либо же переделки ЛА наземного базирования необходимо учесть множество вещей. Возможно, самой важной из них являются «палубные работы» – то, с чего начинаются и чем заканчиваются все вылеты.

Палубные работы

Конечно, есть свои сложности и при взлёте, но самой сложной частью является посадка на авианосец. Проще говоря, посадка на палубу подвергает самолёт существенно большей нагрузке, чем приземление на аэродром. Во времена Второй мировой войны подавляющее большинство таких посадок совершалось с использованием аэрофинишёра: сзади самолёта размещался крюк, которым пилоты цеплялись за трос, натянутый поперёк палубы корабля. Тормозной путь в таком случае значительно меньше, чем при обычной посадке. Если бы не аэрофинишёр, большинство самолётов не смогло бы успеть затормозить и просто-напросто попадало за борт. 

Теперь вернёмся к «Корсару»: самолёт весом более 4000 килограммов (без топлива и снарядов!) снижается, заходя на рекомендованных 80-83 узлах. Чтобы остановить 4-тонный аппарат, летящий с такой скоростью, крюк и его крепление должны быть очень и очень прочными. Но даже если выдержит крюк, может не выдержать хвост самолёта – это следующая зона, подверженная колоссальной нагрузке. Без крепкой и продуманной конструкции хвост оторвётся, а оставшийся летательный аппарат продолжит движение. Таким образом, особенно надёжными должны быть крюк, его крепление и хвост самолёта, чтобы выдержать нагрузку при посадке с применением аэрофинишёра. Если же взглянуть на переделанные ЛА, то возникают новые проблемы…

Seafire (версия Spitfire для Воздушных сил флота Великобритании) подойдёт в качестве блестящего примера того, с какими трудностями приходилось сталкиваться конструкторам при переделке самолётов наземного базирования в пригодные для морских действий. Манёвренный и лёгкий Spitfire являлся одним из лучших самолётов того времени, но был слишком хрупок для нагрузок, описанных выше. Требовалось кардинальное усиление крюка, его крепления и самого хвоста. Повышение веса в задней части самолёта привело к смещению центра тяжести за допустимые пределы, что, в свою очередь, вылилось в необходимость закрепления противовеса в носу Seafire. В итоге Seafire IB весил на 5% больше, чем Spitfire V, на базе которого и был создан, что ухудшило его лётные характеристики. Однако его вес не был ограничен только лишь крюком и противовесом, но об этом чуть позже.

Хвостовая часть самолёта готова, теперь стоит обратить внимание на главные колёса шасси. Для того чтобы крюком зацепиться за трос при палубной посадке, необходимо расположить хвост ниже обычного – в этом случае нос будет задран. При таком крене воздушного судна довольно легко поймать трос крюком, когда главные колёса шасси всё ещё в воздухе, или при резком вертикальном перемещении. Однако в любом случае колёса ударяются о палубу с огромной силой, поэтому их также нужно усилить и уменьшить отдачу. Возвращаясь к проблеме хвостового крюка, можно представить, что нагрузка перейдёт к следующей слабой части ЛА - крыльям. Так что укреплять нужно всю зону целиком. Если брать мощные и быстрые истребители, то проблем становится ещё больше: для реализации всей мощи 2000 л.с. (и даже больше на последующих моделях), выдаваемых двигателем «Корсара» Pratt & Whitney R-2800 Double Wasp, требуется установка пропеллера большего диаметра. И тут возникает необходимость в очень длинном шасси, чтобы лопасти не били о палубу. Так длинная и тонкая главная опора может легко сломаться, поэтому было принято решение прибегнуть к конструкции крыла типа «обратная чайка» с как бы ломаными секциями, чтобы оставить стойки шасси короткими и прочными. Отсюда пошло прозвище самолёта «Длиннокрыл» (как летучая мышь). Подобная форма была придана крыльям в силу необходимости, а не ради лётных характеристик.

Тем не менее, пусть у нас уже усилены главная опора и хвостовой крюк, а также уравновешена носовая часть, это ещё не всё. Для того чтобы уместить как можно больше летательных аппаратов в маленьком ангаре авианосца, необходимо сделать их как можно компактнее. Здесь-то и пригодятся складные крылья, которые были предусмотрены конструкцией многих самолётов военно-морской авиации. Таким крыльям нужны усиленные соединения в местах сгиба, а также надёжный механизм блокировки, препятствующий складыванию крыльев в воздухе.

Не всегда можно было реализовать какие-то дополнительные особенности для взлета и посадки на палубу. Так, например, FaireySwordfish имел расположение кокпита, дающее отличный обзор палубы, однако крупный двигатель «Корсара» ухудшал видимость, поэтому посадка осуществлялась по кривой траектории.

Морские операции

Даже после решения проблем со взлётом с палубы и посадкой на неё, могло произойти дальнейшее увеличение массы. Самолёты военно-морской авиации Великобритании были в обязательном порядке оборудованы ВЧ-радиосвязью помимо стандартных средств коммуникации, что позволяло им напрямую выходить на связь с военными кораблями флота. Даже истребители снабжались этим дополнительным тяжёлым оборудованием для корректирования дальности падения снарядов при морской огневой поддержке сухопутных войск во время высадки десанта.  

Кроме того, количество самолетов на борту авианосца было ограничено, что требовало максимально долго держать самолёты в воздухе. Fairey Fulmar был британским военно-морским истребителем. Он поступил на вооружение авиации флота в 1940 году. Как Hurricane и Spitfire, он был оснащен восемью 7.7 мм пулеметами Browning. Тем не менее, в то время как у Spitfire было всего 300 патронов на ствол, на каждый пулемёт Fulmar приходилось 1000 патронов. Вдобавок к этому, Fulmar был способен находиться на патрулировании в два раза дольше. Однако дополнительный вес привёл к пропорциональному ухудшению лётных характеристик, так как Fulmar был оснащен тем же двигателем Rolls-Royce Merlin, что и самолёты наземного базирования того времени, но весил в два раза больше.

Большой вес самолёту придавал не только большой объём боеприпасов и горючего. Даже при том, что он летал всего на одном двигателе Merlin, на борту Fulmar помимо пилота находился еще и лётчик-наблюдатель. Это было связано с убеждённостью британского адмиралтейства в том, что дальняя навигация над морем не могла осуществляться пилотом в то время, как он непосредственно управлял самолётом. В результате возникала необходимость во втором члене экипажа. Опять же, это было характерно лишь для морских операций.

Ограничения, которые накладывались на авиационное крыло авианосцев исключительно из-за ограниченного количества мест в ангаре, привело к новым соображениям. Посчитали, что следует заставить самолёты выполнять различные функции. Если один самолёт способен  выполнять несколько функций, то для решения конкретной задачи можно собрать большее количество единиц. А это гораздо разумнее бессмысленного простаивания во время операции самолётов, способных выполнять лишь одну функцию. Самолёты Grumman Hellcat и Vought Corsair совмещали в себе функции истребителя и поддержки наземных войск. Они могли нести как бомбы, так и ракеты, оказывать поддержку наземным войскам, а также вести бой с вражескими самолётами. В то же время злоупотребление данной концепцией приводило к возникновению излишних ограничений. Так, Blackburn Skua был неудачной попыткой совмещения функций истребителя и пикирующего бомбардировщика. В то время как Hellcat и Corsair просто увеличивали число бомб и ракет у самолётов с хорошей грузоподъёмностью, в самолёте Skua было реализовано компромиссное решение: экипаж из двух человек, аэродинамический тормоз и 230 кг бомба, но всего четыре 7.7 мм пулемёта. Невзирая на то, что он мог выполнять обе свои функции, делал он это весьма посредственно, так как не удалось соблюсти в одном самолёте баланс оптимальных конструктивных решений истребителя и пикирующего бомбардировщика.

Силовая установка

Сами двигатели самолетов морской авиации заслуживают особого внимания. Одной из главных проблем военно-морских летчиков является отказ двигателя. В то время как потеря мощности у любого самолета является предметом серьезного беспокойства, по крайней мере, небольшой самолёт можно попытаться посадить в поле, если полет проходит над подходящей местностью. Но над водой этот вариант перестает быть благоприятным и надежность двигателя становится еще важнее. Поэтому во многих самолётах морской авиации используются кольцевые двигатели вместо однорядных. Цилиндры кольцевого двигателя располагаются блоками или рядами, в результате чего получается более эффективный двигатель с жидкостным охлаждением. Как правило, у двигателей с жидкостным охлаждением форсаж лучше, что особенно важно на больших высотах, но всего лишь попадание одной пули в систему охлаждения может вывести двигатель из строя. В радиальных двигателях цилиндры располагаются по кругу и направлены наружу от центрального коленчатого вала. Страдала компактность и аэродинамика, но зато не требовалось водяное охлаждение.   

Бытует много рассказов о пилотах, возвращавшихся на лётное поле на самолётах, из двигателей которых были выбиты целые цилиндры. Однорядный двигатель не мог справиться с такими серьёзными повреждениями, поэтому почти на всех самолётах военно-морской авиации в США и Японии устанавливались кольцевые.

Мы уже упомянули, что однорядные двигатели демонстрируют лучшие характеристики на большой высоте. Это вызывало меньше беспокойств над морем, чем в боях над землёй, по одной простой причине - бомбардировщики. Часто высоту воздушного боя определяла крейсерская высота полёта бомбардировщиков. Если тяжелые бомбардировщики выполняли атаку с 10 000 метров, то истребителям противника необходимо было подняться на эту же высоту, чтобы вступить с ними в бой. Соответственно и характеристики истребителей сопровождения должны были позволять им летать на такой высоте. Но на практике морской авиации редко это требовалось. Палубные бомбардировщики были способны атаковать корабли противника с более высокой точностью, чем тяжёлые бомбардировщики наземного базирования. Сброс торпед производился обычно на высоте менее 3000 метров, и пикирующие бомбардировщики начинали атаку в соответствии со стандартами, принятыми в их государстве, но обычно на высоте до 3000 метров.      

Поэтому военно-морские истребители и бомбардировщики были специально оборудованы для полётов на малой и средней высоте. Двигатели были откалиброваны соответствующим образом. Воздух плотнее на низких высотах, и такие параметры, как ёмкость нагнетателя или размеры его рабочего колеса, могут изменяться, чтобы наделить самолёт оптимальными лётными характеристиками на высотах до 3000 метров. Оптимизации двигателя можно посветить целый цикл статей. Здесь нам пришлось прибегнуть к грубым упрощениям. Ключевым моментом является тот факт, что двигатели аппаратов военно-морской авиации всегда выбираются и настраиваются для обеспечения лучших лётных характеристик на малой высоте. Такие правила диктует природа морских операций. Хотя это относится не только к авиации ВМФ – многим боевым самолётам наземного базирования тоже необходимы отличные лётные характеристики на малых высотах. 

Также было множество других факторов, влияющих на конструкцию летательных аппаратов того времени. Так, японский A6MZero, пожалуй, является лучшим примером того, как национальный подход привёл к созданию чего-то настолько уникального. В основе японской концепции конструирования истребителей лежала манёвренность, а не мощность. Как следствие, малый вес и высокая манёвренность превалировали над мощностью двигателя. Более того, вопрос выживания как пилота, так и техники отходил на второй план: в жертву лётных характеристик были принесены защита кокпита и самозатягивающиеся топливные баки. Перелёты на дальние расстояния также считались важными в силу географических особенностей и связанных с ними трудностями, с которыми приходились сталкиваться японской военно-морской авиации. Экономия веса вылилась в увеличение показателя дальности полёта. В результате A6M хоть и имел ряд особенностей, о которых мы уже рассказали, но всё-таки он кардинально отличался от других летательных аппаратов своего времени. Однако по мере эволюции японский «Зеро» приобрёл броню и самозатягивающиеся топливные баки, что сделало самолёт значительно менее манёвренным.

Надеемся, данный экскурс пролил свет на то, почему техника военно-морской авиации зачастую так сильно отличается от самолётов наземного базирования, созданных для выполнения схожих функций.

Обсуждение на форуме