Реактивная авиация Второй мировой войны - Козырев Михаил Яковлевич (бесплатные версии книг .txt) 📗
МиГ-13 (И-250)
В мае 1944 г. ОКБ А.И. Микояна получило задание на разработку истребителя И-250 с комбинированной двигательной установкой в составе ВК-107А и ВРДК. Проектирование И-250 завершилось к концу ноября 1944 г., а в феврале 1945 г. была уже подготовлена к летным испытаниям опытная машина.
В передней части фюзеляжа самолета располагался двигатель ВК-107Р с трехлопастным воздушным винтом. Он представлял собой модификацию серийного мотора ВК-107А с коробкой приводов для отбора мощности на вращение компрессора ВРДК конструкции К.В. Холщевникова. Камера сгорания ВРДК располагалась за кабиной летчика и заканчивалась в хвостовой части фюзеляжа реактивным соплом с регулируемыми створками. Вооружение истребителя включало три пушки Б-20 калибра 20 мм.
Первый полет И-250 состоялся 3 марта 1945 г., в дальнейших испытаниях была достигнута максимальная скорость полета 825 км/ч, прирост скорости при включении ВРДК составил почти 150 км/ч. Высоту 5000 м самолет И-250 набирал за 3,9 минуты (с включенным ВРДК) и за 4,6 минуты (с выключенным), практический потолок составлял 11 900 м (без использования ВРДК – 10 500 м). К сожалению, в одном из полетов с первой опытной машиной из-за разрушения стабилизатора произошла катастрофа, при этом погиб летчик-испытатель. После катастрофы испытания были продолжены на второй опытной машине, у которой была увеличена площадь вертикального оперения и изменена схема уборки хвостового колеса. По результатам испытания второй машины в июле 1945 г. было принято решение о запуске самолета И-250 в серийное производство.
В конце 1946 г. был выдан заказ на постройку 16 истребителей, получивших обозначение МиГ-13. Заводские испытания состоялись в мае – июле 1947 г., испытания в НИИ ВВС проходили с 9 октября 1947 г. по 8 апреля 1948 г., после чего самолет был принят на вооружение, а истребители поступили в полки авиации Северного и Балтийского флотов. В 1950 г. самолеты МиГ-13 были сняты с вооружения, так как в СССР уже развернулось массовое производство значительно более совершенных истребителей с турбореактивными двигателями.
Характеристики МиГ-13: экипаж – 1 человек, силовая установка – 1 х ПД ВК-107Р и 1 х ВРДК, размах крыла – 9,5 м и его площадь – 15,0 м2, длина самолета – 8,19 м, вес пустого – 2935 кг, взлетный вес – 3680 кг, максимальная скорость – 825 км/ч, дальность – 920 км, практический потолок – 11 960 м, вооружение – 3 пушки Б-20 калибра 20 мм.
Су-5 (И-107)
В январе 1944 г. в ОКБ П.О. Сухого приступили к проектированию одноместного истребителя с комбинированной силовой установкой. Проект выполнялся в двух вариантах.
В первом варианте силовая установка состояла из основного поршневого двигателя М-107А с воздушным винтом и дополнительного ВРДК конструкции К.В. Холщевникова (ЦИАМ), компрессор ВРДК приводился во вращение от ПД при помощи двух валов и промежуточного редуктора. Забор воздуха для ВРДК осуществлялся двумя воздухозаборниками, расположенными в носках центроплана крыла. Сжатый воздух поступал в переднюю часть камеры сгорания с установленными в ней форсунками. Задняя часть камеры сгорания переходила в нерегулируемое реактивное сопло. Во втором варианте силовая установка истребителя также состояла из М-107А и ВРДК, но воздухозаборник ВРДК размещался под коком воздушного винта двигателя М-107А. ВРДК мог развивать тягу 300 кгс в течение 10 минут.
В начале июня 1944 г. в ОКБ приступили к проектированию самолета, первоначально получившего обозначение И-107, а уже в процессе заводских летных испытаний ему было дано обозначение Су-5. За основу был принят второй вариант эскизного проекта одноместного истребителя с М-107А и ВРДК. На самолете предусматривалась установка пушки Н-23 калибра 23 мм и двух пулеметов УБС калибра 12,7 мм.
Из-за неготовности силовой установки летный экземпляр самолета был передан на испытания лишь 24 марта 1945 г. Первый полет опытного образца истребителя Су-5 состоялся 6 апреля, во время одного из полетов самолет развил скорость 793 км/ч на высоте 4350 м, что на 25 км/ч превысило расчетные характеристики. Прирост скорости при работе ВРДК оценивался в 90 км/ч на низкой высоте и 110 км/ч на высоте 7800 м. Во время испытаний предполагалось достичь скорости 810 км/ч, но 15 июля 1945 г. из-за поломки двигателя М-107А испытания остановили. На самолет поставили новый двигатель, но и он в августе отказал. В результате в конце ноября 1946 г. все работы по Су-5 были прекращены.
Характеристики Су-5: экипаж – 1 человек, силовая установка – 1 х ПД ВК-107А и 1 х ВРДК, размах крыла – 10,56 м и его площадь – 17,0 м2, длина самолета – 8,51 м, высота – 3,53 м, вес пустого – 2954 кг, взлетный вес – 3804 кг, максимальная скорость – 810 км/ч, дальность – 600 км, вооружение – 2 пушки НС-23 калибра 23 мм и 2 пулемета УБС калибра 12,7 мм.
Япония
MXY7 (модель 22)
Как уже говорилось выше, в I морском арсенале ВМФ Японии был разработан самолет для летчиков-камикадзе, получивший обозначение МХY7 «Ока». Модель 22, предназначавшаяся для подвески под самолет-носитель P1Y1 или P1Y3, с целью увеличения дальности автономного полета вместо РДТТ оснащалась ВРДК Цу-11 с приводом компрессора от поршневого двигателя «Хитачи» Ха-II мощностью 100 л. с. Модель 22, разработка которой началась 15 февраля 1945 г., отличалась меньшим по сравнению с моделью 11 размахом крыла и боеголовкой весом только 600 кг.
Первый опытный экземпляр аппарата впервые взлетел 26 июня 1945 г. с помощью модифицированного носителя PIYI. Во время отцепки от самолета-носителя на высоте 3658 м у «Ока» случайно включились дополнительные подкрыльевые ускорители, что привело к столкновению аппарата с носителем. После этого потерявший управление аппарат начал падать, поэтому летчик-испытатель принял решение покинуть самолет, но его парашют только частично раскрылся, летчик погиб. Второй опытный самолет был готов в августе, но война закончилась прежде, чем он смог полететь. Хотя было построено пятьдесят машин «Ока» модель 22, предназначенный для них самолет-носитель PIY3 модель 33 так никогда и не сошел с чертежной доски.
Характеристики «Ока» модель 22: экипаж – 1 человек, силовая установка – 1 х ВРДК Цу-11 тягой 200 кгс, размах крыла – 4,11 м и его площадь – 4,0 м2, длина – 6,88 м, высота – 1,12 м, вес пустого – 545 кг, вес боеголовки – 600 кг, полетный вес – 1450 кг, максимальная скорость на высоте 4000 м – 445 км/ч, максимальная скорость при пикировании – 800 км/ч, практический потолок – 8500 м, дальность – 160 км.
7. Самолеты с турбореактивными двигателями
Турбореактивный двигатель (ТРД), хотя конструктивно и является наиболее сложным из рассмотренных выше типов реактивных двигателей (РДТТ, ЖРД, ПВРД, ПуВРД, ВРДК), но он имеет огромные преимущества по сравнению с ними в плане экономичности расхода топлива и управляемости режимами работы двигателя.
ТРД состоит из следующих основных частей: входного устройства (диффузора), компрессора, камеры сгорания, газовой турбины и выходного устройства (реактивного сопла). По типу компрессора ТРД делятся на двигатели с центробежным компрессором и на двигатели с осевым компрессором. Осевой компрессор, в отличие от центробежного компрессора, позволяет получить большую степень повышения давления воздуха и обеспечивает получение больших секундных расходов воздуха, что в итоге увеличивает реактивную тягу двигателя. Кроме того, применение осевого компрессора позволяет минимизировать диаметр ТРД, что приводит к снижению аэродинамического сопротивления самолета как в случае размещения двигателя в фюзеляже, так и в мотогондолах под крылом. Но преимуществом центробежных компрессоров является то, что они более просты в конструктивном отношении и менее трудоемки в изготовлении, чем осевые.
Как уже говорилось выше, в 1929 г. советский ученый Б.С. Стечкин опубликовал теорию ВРД, в которой впервые были даны уравнения для расчета тяги и кпд двигателя, а уже с 1930 г. под руководством В.В. Уварова начались практические работы по созданию таких двигателей. В результате в 1934 г. была построена и прошла длительные испытания первая высокотемпературная газотурбинная установка ГТУ-1, ставшая прообразом будущих турбореактивных и турбовинтовых двигателей. Установка состояла из одноступенчатого центробежного компрессора, кольцевой камеры сгорания и одноступенчатой газовой турбины. В 1936 г. в ХАИ разработали первый проект самолета с турбореактивным двигателем, спроектированным инженером А.М. Люлькой.
