Предыдущий материалК содержанию номераСледующий материалСТРАНИЦЫ ИСТОРИИ

 


Сердце истребителя
 
"Сталин спросил меня:
- Ну, как, надумали делать истребитель с двигателем Климова?
- Да, я связался с Климовым и получил все данные...
- Как вы его вооружите? Пушка на нем будет стоять?
- А как же! На нашем истребителе будет стоять пушка калибра 20 мм и два скорострельных пулемета.
- Это хорошо... - ответил Сталин, в раздумье похаживая по кабинету..."
Александр Николаев
А.С. Яковлев. Цель жизни.


 

Процитированный выше разговор состоялся, как следует из слов известного советского авиаконструктора, в середине лета 1939 г. Обстановка в мире складывалась тогда довольно скверно: в Испании франкисты с помощью немецких и итальянских союзников разгромили республику, которой СССР оказывал разнообразную, в том числе и военную помощь; в районе реки Халхин-Гол шли напряженные бои против наследников самураев; на западных границах страны с каждым днем нарастала угроза со стороны фашистской Германии.

Руководство СССР прилагало огромные усилия для ускоренного технического перевооружения РККА, и в первую очередь - авиации, ведь на последнем этапе боев в Испании определенно выявилось отставание наших "ястребков" от лучших германских истребителей "Мессершмитт" Bf109, особенно модификаций D и E. Японские пилоты также сумели доставить "сталинским соколам" немало неприятностей, поскольку их машины оказались примерно равноценными нашим "ишакам" и "чайкам". Необходим был резкий технический рывок, способный обеспечить качественное превосходство отечественных истребителей над самолетами "вероятного противника". Но такой рывок мог быть осуществлен только на основе внедрения авиационных двигателей нового поколения.

Однорядные "звезды" уступают дорогу
Оба советских истребителя - И-15 и И-16, производившихся во второй половине 30-х годов серийно, оснащались однорядными звездообразными девятицилиндровыми моторами воздушного охлаждения, представлявшими собой последовательные модификации американского двигателя Райт "Циклон" R-1820F-3. "Циклон", мощность которого составляла 625 л.с., был закуплен комиссией, возглавлявшейся начальником ЦИАМ И.И. Побережским и известным конструктором А.Д. Швецовым в ходе командировки в США в 1932-1933 гг. Первые отечественные моторы являлись точными копиями заморских образцов и имели обозначение М-25. В дальнейшем, после доработок и неоднократного форсирования Швецову удалось существенно улучшить характеристики двигателя, и в вариантах М-62 и М-63 довести его взлетную мощность до 1000 и 1100 л.с., соответственно. Кроме того, мотор получил двухскоростной центробежный нагнетатель (ПЦН), что существенно увеличило его высотность. Сохранив относительно небольшую массу (около 520 кг), двигатель обеспечивал истребителям И-153 и И-16 неплохую энерговооруженность - 0,48...0,58 л.с. на килограмм полетной массы. Для набора высоты 5000 м "чайкам" и "ишакам" последних вариантов требовалось всего 5,2...5,7 мин.
Истребитель И-16Однако из-за огромного "лба" (диаметр М-62 составлял 1,375 м) доля мощности, расходуемая на преодоление аэродинамического сопротивления, получалась слишком большой и не позволяла разогнать кургузый "ишак", не говоря уж о "чайке" с ее бипланной коробкой крыльев, до скорости хотя бы 500 км/ч . Значительное лобовое сопротивление двигателя негативно сказывалось, разумеется, и на разгонных характеристиках самолета. Между тем, именно высокая максимальная скорость полета в сочетании со скороподъемностью все рельефнее выделялась военными экспертами в качестве важнейшей характеристики истребителя.
Молодой немецкий летчик Вернер Мельдерс, одержавший в Испании 14 побед над республиканскими самолетами, по возвращении на родину был признан ведущим авторитетом в области способов боевого применения истребителей. Именно он настойчиво внедрял в люфтваффе принципы боя на вертикальном маневре. По мнению Мельдерса, атаку следовало выполнять сзади сверху, преимущественно при небольших ракурсах, на повышенной скорости, огонь вести длинными очередями с малой дистанции, после завершения атаки за счет кинетической энергии разгона снова уходить наверх, откуда готовить новое нападение. Этот "рецепт" фактически идентичен знаменитой покрышкинской формуле "высота - скорость - маневр - огонь", появившейся, впрочем, позднее. Важно, что в германских ВВС к моменту нападения на СССР подобная манера ведения боя не просто получила одобрение, а стала фактически эталоном, штампом. Доказав свою эффективность в Испании, она была проверена в боях с польскими, французскими и английскими противниками.
Основной немецкий одномоторный истребитель Bf 109 (в отечественной литературе его традиционно называют Ме-109, что некорректно) к моменту нападения Германии на Советский Союз прошел почти пятилетний путь развития. Летом 1941 г. в истребительных эскадрах люфтваффе, предназначенных для ведения войны на Востоке, имелось свыше тысячи "сто девятых", большей частью модификации Е (его неофициальное наименование "Эмиль" было связано именно с буквой, определяющей модификацию). Этот вариант машины оснащался двенадцатицилиндровым рядным двигателем жидкостного охлаждения Даймлер-Бенц DB 601A, развивавшим взлетную мощность 1175 л.с. По удельной нагрузке на мощность Bf 109Е уступал "ишаку" (0,45 л.с./кг), но благодаря лучшей аэродинамике обладал превосходством в максимальной скорости и разгонных характеристиках. Особенностями его мотора являлись размещение приводного нагнетателя сбоку, а также наличие так называемой "турбомуфты" в ПЦН, обеспечивавшей плавное увеличение оборотов турбины нагнетателя с высотой. Такое техническое решение позволило немецким конструкторам избежать провала мощности, характерного для двигателей с двухскоростными ПЦН.
Летом 1941 г. в распоряжении немцев, помимо хорошо изученного в СССР "Эмиля" , имелся тайный "козырный туз" - новый вариант мессершмиттовского истребителя Bf 109F-2, оснащенный форсированным двигателем DB 601N мощностью 1285 л.с. на одноминутном чрезвычайном режиме. "Фридрих", как его называли в люфтваффе, оказался исключительно удачной машиной, у которой оптимальным образом сочеталась высокая скорость (около 600 км/ч на высоте 6000 м) с великолепной маневренностью. Надо признать, что летом 1941 г. "Фридрих" заметно превосходил все советские серийные истребители (исключая МиГ-3 на больших высотах, где бои практически никогда не велись). Имелась у него, впрочем, и ахиллесова пята: сравнительно слабое вооружение, состоявшее из 15-мм пушки и двух 7,92-мм пулеметов. Кроме того, надежность чрезмерно форсированного двигателя оставляла желать лучшего.
В силу указанных выше особенностей "ишаки" и "чайки", даже имея в кабинах опытных воздушных бойцов, мало что могли противопоставить асам люфтваффе. Последние попросту избегали схваток на горизонталях, где советские истребители имели некоторое преимущество во времени виража. В случае неудачной атаки немецкий пилот всегда стремился оторваться "горкой". Только мгновенная реакция и отличные навыки в стрельбе позволяли отдельным нашим летчикам удачно "проводить" очередью уходящий вверх германский истребитель.

Виновники наших побед
В конце 30-х годов исчерпавшие свои возможности однорядные "звезды" на истребителях всего мира уступали место V-образным моторам жидкостного охлаждения. В Советском Союзе таких "движков" было два (имеются в виду только серийные моторы): М-105 и АМ-35А. Первый, разработанный в ОКБ В.Я. Климова, представлял собой серьезно модернизированный французский мотор "Испано-Сюиза" HS 12Ybrs, лицензия на производство которого была закуплена еще в 1932 г. Важной особенностью варианта М-105П являлась возможность размещения пушки в развале цилиндров и ведения огня из нее через полый вал редуктора. К середине 1940 г. Климову удалось довести взлетную мощность мотора до 1100 л.с. (на 32 % больше, чем у французского прототипа). Кроме того, отечественные конструкторы создали двухскоростной приводной центробежный нагнетатель, позволявший сохранять номинальную мощность 1050 л.с. до высоты 4000 м. К лету 1941 г. наиболее существенные дефекты, характерные для конструкции М-105, сумели устранить. Серийный двигатель надежно вырабатывал положенные ему 100 часов, после чего отправлялся на переборку.
Истребитель И-26-2 (прототип Як-1)В 1940-1941 гг. ОКБ Климова пыталось развить успех и на базе М-105 создавало два новых мотора, одинаковых по литражу и размерам цилиндров с прототипом. Увеличения мощности двигателя М-106 планировалось добиться за счет повышения наддува приблизительно на 200 мм.рт.ст., а М-107 форсировался по частоте вращения до 3200 об./мин. Следует подчеркнуть, что в том и другом случае без существенного увеличения массы и с сохранением габаритов М-105 Климов и его сотрудники намеревались получить взлетную мощность порядка 1350...1400 л.с., что давало бы самолету любого назначения заметные преимущества перед машиной, оснащенной "сто пятыми". Вот почему и Як-1 (И-26), и ЛаГГ-3 (И-301) проектировались первоначально в расчете на М-106, однако затянувшаяся доводка климовских новинок заставила А.С. Яковлева и триумвират "В.П. Горбунов - С.А. Лавочкин - М.И. Гудков" довольствоваться М-105П.
Истребитель ЛаГГ-3При создании своего первого истребителя Яковлев использовал весь опыт, накопленный за предшествовавший период, когда руководимый им небольшой конструкторский коллектив создал несколько образцов легкомоторных спортивных самолетов. Применение сварной фермы фюзеляжа в сочетании с цельнодеревянным неразъемным крылом, стремление минимизировать массу машины и при этом максимально облагородить ее обводы с целью уменьшения лобового сопротивления - таковы были важнейшие идеи, настойчиво проводившиеся в жизнь молодым авиаконструктором. Что касается использования мощного двигателя жидкостного охлаждения, то здесь у ОКБ опыт был очень скромным. Впервые яковлевцы познакомились с М-105 еще в конце 1939 г. при создании ближнего бомбардировщика ББ-22бис и, надо сказать, знакомство оказалось малоприятным. Мотор в то время еще не был серийным, не отличался надежностью, а система охлаждения не обеспечивала необходимых температурных режимов.
В.Я. Климов13 января 1940 г. в воздух поднялся первый опытный экземпляр истребителя И-26-1, на котором смонтировали двигатель М-105П опытной серии. Из-за недостаточной производительности откачивающей маслопомпы масло перегревалось, и его выбрасывало через суфлерное отверстие. Другим источником масляных выбросов являлись ненадежные уплотнения. В результате лобовое стекло фонаря покрывалось непрозрачными разводами, а замаслившиеся соты радиаторов ухудшали и без того напряженный тепловой режим. Часто выходила из строя система зажигания и свечи, которые приходилось менять чуть ли не перед каждым полетом. Отмечались и другие дефекты.
Из-за выбивания масла через суфлер и раскрутки винта двигатель М-105П часто выходил из строя, в его картере обнаруживали стружку. По этой причине за время заводских испытаний на первом И-26 было заменено пять двигателей. Но, несмотря на все трудности, 1 июня 1940 г. в НИИ ВВС поступил на госиспытания второй летный экземпляр И-26-2 . И хотя двигатель по-прежнему перегревался и "плевался" маслом, результаты испытаний сочли успешными: ведь будущий Як-1 показал максимальную скорость 585,5 км/ч, т.е. более высокую, чем имел Bf 109E. Интересно отметить, что его двигатель М-105П постановлением СНК был запущен в серию только 23 мая 1940 г., всего за неделю до начала госиспытаний И-26-2!
А.А. МикулинПрототип другого отечественного истребителя И-301, оборудованного мотором М-105П, поступил на госиспытания 15 июня 1940 г. В отличие от Яка, конструкция этой машины была цельнодеревянной. Впрочем, применялась не простая древесина, а скорее - композиционный материал, как назвали бы его теперь, поскольку элементы крыла, фюзеляжа и оперения прессовались из шпона, пропитанного клеем ВИАМ-Б-3. Ведущий инженер НИИ ВВС Рабкин вспоминал: "Ажурные формы деревянных частей конструкции И-301 выглядели добротными и в то же время изящными. Они радовали глаз целесообразностью и гармоничным сочетанием элементов и, может быть, в силу этого не казались тяжеловесными, какими были в действительности". Опыт применения "композитов" в начале сороковых оказался негативным: серийный ЛаГГ-3 весил примерно на 300…350 кг больше, чем Як-1.
Очевидно, что при одинаковой силовой установке по летным данным ЛаГГ неизбежно должен был уступать яковлевской машине. Так и случилось: если серийный Як-1, выпущенный осенью 1941 г., имел максимальную скорость порядка 570 км/ч, то современный ему ЛаГГ-3 - не более 550 км/ч. Заметно отставал он и по скороподъемности, набирая высоту 5000 м за 8,5 мин. И все же, поскольку делать ставку только на Як руководство НКАП в то время не решилось (опытный И-301 благодаря тщательной отделке показал очень высокую максимальную скорость - свыше 600 км/ч, но в серии обеспечить такое качество поверхности оказалось невозможно; вероятно, в НКАП считали снижение ТТХ ЛаГГа временным явлением).
АМ-35АСозданный под руководством А.А. Микулина двигатель АМ-35А являлся чисто отечественным продуктом и вел свою историю от М-34 - первого серийного микулинского мотора, в 1936-1937 гг. являвшегося самым мощным в мире. В погоне за еще более высокой мощностью при сохранении относительно простой технологии изготовления АМ-35А получился очень тяжелым (830 кг) и крупногабаритным (удельный лоб 0,0698 дм2/л.с.). Впрочем, и другие его относительные показатели не блистали: по удельной массе и расходу топлива мотор прочно закрепился в последних рядах мирового рейтинга. Однако одно неоспоримое достоинство АМ-35А перевесило все его минусы, когда Н.Н. Поликарпов решил оснастить им свой новый истребитель, впоследствии превратившийся в И-200, а затем - в МиГ-3. Этим достоинством была уникальная высотная характеристика двигателя, сохранявшего мощность 1350 л.с. вплоть до высоты 6000 м. Благодаря использованию в односкоростном нагнетателе поворотных "лопаток Поликовского" обеспечивалось плавное регулирование давления воздуха на выходе из ПЦН с высотой. Такое техническое решение давало неоспоримые преимущества.
Истребитель И-200 (прототип МиГ-3)Опытный истребитель И-200, оснащенный двигателем Микулина, с первых дней испытаний произвел неизгладимое впечатление на руководство НКАП и ВВС РККА. Еще бы: на большой высоте он был способен летать почти вдвое быстрее "ишака" и легко обгонял "мессера". В соответствии с бытовавшими в то время среди авиационных специалистов взглядами роль большой высотности для истребителя значительно преувеличивалась, поэтому машина, созданная под руководством А.И. Микояна и М.В. Гуревича, сразу оказалась в центре всеобщего внимания. Выйдя на госиспытания последним в "тройке призеров", И-200 (в декабре 1940 г. ему было присвоено наименование МиГ-3 ) быстро опередил "конкурентов" по массовости и степени освоенности в войсках. На момент нападения Германии на СССР отечественная авиапромышленностьуспела построить чуть менее тысячи МиГов, почти полтысячи ЛаГГов и четыреста с небольшим Яков.
Двигатель АМ-35А был запущен в производство еще в 1940 г., но только весной 1941 г. на нем выявился серьезный дефект: отказ электромеханического управления лопатками Поликовского. В строевых частях произошел ряд катастроф, в том числе и по вине мотора. Около месяца вся армада новеньких МиГ-3 простояла без движения на земле, пока не нашли метод "лечения" капризных лопаток: управление ими заменили на чисто механическое. С апреля в частях возобновилось переучивание, которое, впрочем, не удалось завершить к началу войны. Многие авиационные полки утром 22 июня 1941 г. располагали двумя комплектами техники: старенькими "ишаками" и МиГами, на которых, как говорится, "муха не сидела".
В апреле 1941 г. один из немецких дальних разведчиков Ju 88, входивший в состав известной "команды Ровеля", из-за технической неполадки вынужден был прекратить выполнение тайной миссии и приземлиться в районе Винницы. Экипаж немедленно арестовали, но вскоре отпустили. Более того, спустя несколько дней германское министерство авиации получило приглашение посетить Советский Союз. В мае 1941 г. возглавляемая военно-воздушным атташе в Москве полковником Ашенбреннером делегация пприехала на считавшийся лучшим в стране завод № 1, где серийно производился МиГ-3. Потом немецким специалистам показали два аэродрома, где, выстроившись в линейку, стояли новенькие длинноносые истребители. Самолет произвел на немцев сильное впечатление. Они хорошо знали, что дававший им пояснения главный конструктор машины А.И. Микоян был братом члена Политбюро ВКП(б) Анастаса Микояна, поэтому одну фразу авиаконструктора Ашенбреннер привел в своем отчете Генеральному штабу люфтваффе дословно: "Мы показали вам, что мы имеем и чем занимаемся. И тот, кто попробует напасть на нас, будет уничтожен!" Реакцией Гитлера на отчет была следующая резолюция: "Хорошо, вы посмотрели, как далеко они продвинулись. Мы должны начинать немедленно!"