Битва за скорость. Великая война авиамоторов - Валерий Августинович

Дважды Героев Советского Союза было больше среди штурмовиков (24), чем среди истребителей (17). В Берлинской же операции штурмовики вообще сыграли решающую роль при прорыве знаменитых своей обороной Зееловских высот, когда на них завязли под губительным огнем вначале пехота, а потом и танки. Господство же немцев в воздухе в 1941–1942 гг., в частности, приводило к тому, что передислокацию и отступление войск (пешим маршем!) приходилось осуществлять по ночам, когда «немец» спал, а утром без отдыха вступать в бой — усталость была нечеловеческая, не говоря уже о резком уменьшении подвижности войск, а следовательно, и потери темпа. Плюс непрерывные бомбежки.

Писатель К. Симонов вспоминал, как во время подготовки отчаянного наступления в сентябре 1942 г. севернее Сталинграда с целью облегчить тяжелейшее положение оборонявшихся советских войск в городе (самые критические дни обороны): «В небе с утра до вечера висела немецкая авиация и бомбила все кругом. День был настолько тяжелый, что даже не лежала душа что-нибудь записывать, и я, сидя в окопе, только помечал палочками каждый немецкий самолет, заходивший на бомбежку над степью в пределах моей видимости. И палочек в блокноте к закату набралось 398.

А когда потом мы шли с НП обратно через это поле, на котором сосредоточивалась и с которого переходила в наступление пехота, вокруг было страшное зрелище бесконечных воронок и разбросанных по степи кусков человеческого тела».

По свидетельству участников войны (генерал Москаленко), потери от немецкой авиации достигали 50 % от общих потерь. Немцы очень серьезно подготовились к реализации доктрины Дуэ в ее локальном (на поле боя) варианте. Хорошей школой для них оказалась и воздушная битва за Англию. Авиация придала боевым действиям необычайную мобильность — 8-й авиакорпус штурмовой авиации Рихтгофена «мгновенно» перемещался по фронту.

В начале войны (1941 г.) авиационная промышленность была эвакуирована на восток: в Поволжье, на Урал и в Сибирь. Московский завод им. Фрунзе (№ 24) — в Самару (там он и остался под тем же именем Фрунзе), Рыбинский № 26 — в г. Черниковск вблизи Уфы (сегодня это единый город Уфа), Тушинский — в Казань, Запорожский завод № 29 — в Омск. Однако уже в 1942 г. началась реэвакуация заводов. При этом база эвакуированных заводов осталась на местах. Таким образом, авиапромышленность фактически удвоилась за время войны. В Москве появились завод № 45 (на месте № 24), в Тушино — завод № 500. Появились и новые ОКБ: № 300 Микулина, № 165 Люльки в Москве и № 117 Климова в Ленинграде.

Ниже дана таблица основных авиамоторов периода Второй мировой войны. Лучше всего прослеживается родословная моторов по размерам диаметра цилиндра и хода поршня — диаметр цилиндра при модификации лицензионных моторов старались не трогать. Принципиальным отличием моторов жидкостного охлаждения англо-саксонской и германской школ являлась схема развала рядов цилиндров: V-образная в первом случае и перевернутая V-образная (схема () во втором случае. Перевернутая V-образная схема была выбрана немецкими конструкторами еще до Первой мировой войны исходя из лучшего обзора из кабины летчика и лучшего охлаждения наиболее горячей части цилиндров, располагающейся в этом случае внизу. Из-за разности температур более холодная вода в рубашке охлаждения тоже оказывалась внизу, увеличивая тем самым отвод тепла.

В Японии, как и во многих странах, развитие собственного моторостроения начиналось со сборки и освоения лицензионных образцов. «Мицубиси» начала в 1918 г. с мотора воздушного охлаждения «Рено» (70 л.с.) и в 1920 г. — водяного охлаждения «Испано-Сюиза» (300 л.с., 140x150). К 1930-м гг. японская промышленность стала производить собственные модели. Из таблицы видно хорошее качество конструирования японских «звезд» воздушного охлаждения (минимальный ход поршня 150 мм и, следовательно, минимальный лоб мотора: «Хомаре» и «Сакае» — для самых лучших японских истребителей: палубного «Зеро» и армейского Ki-84). Эту схему японские конструкторы, выйдя из авиации, предпочитали жидкостному охлаждению из-за лучших весовых характеристик, особенно для палубных самолетов. Из таблицы понятно, почему советский мотор АМ-35 оказался тяжел для истребителя МиГ-3: мотор жидкостного охлаждения с максимально возможным (как показала практика конструирования) по условиям надежности диаметром цилиндра 160 мм, да еще с ходом поршня 190 мм! Наследие устаревшего BMW-VI и реализация принципа безыскусного проектирования микулинского АМ-35 — мощность любой ценой.

Форсирование моторов повсеместно осуществлялось несколькими способами:

• увеличением оборотов за счет имеющихся запасов прочности;

• повышением давления воздуха на входе (нагнетатель — лопаточный компрессор с механическим или турбинным лопаточным приводом) — это уже были, по сути, гибридные, турбопоршневые моторы, переходный вид моторов к полностью турбореактивным;

• уменьшением потерь давления воздуха на входе (замена карбюратора непосредственным впрыском топлива в цилиндры);

• повышением коэффициента наполнения за счет лучшей очистки цилиндров от выхлопных газов (усовершенствование клапанной коробки, например увеличение количества клапанов).

Кто же выиграл войну моторов? Войну моторов технически выиграла Германия (хотя и проиграла войну в целом): за немыслимо короткий отрезок времени (около десяти лет) для разработки таких сложных технических систем, как авиамотор, немецкая конструкторская школа и авиапромышленность с помощью государства с нуля разработала серию инновационных турбореактивных двигателей, обеспечивших в потенциале непревзойденные на то время характеристики самолетов (скорость и высоту). Показателем этого является беспрепятственный пролет (оказавшийся последним в этой войне) самолета-разведчика «Арадо-234» над территорией Шотландии всего за месяц до окончания войны 10 апреля 1945 г. Вся авиационная промышленность Германии к этому времени лежала в развалинах от массовых бомбардировок союзной авиации, а топлива для моторов уже не было. Наследством Германии в разработках реактивных двигателей в полной мере воспользовались США и СССР по праву победителей. Великобритания же сумела создать собственную конструкторскую школу разработок: ее первый истребитель «Глостер Метеор» с турбореактивным двигателем «Welland» совершил первый боевой вылет 16 апреля 1945 г. Но это — уже другая история.

Историю развития поршневых авиамоторов можно систематизировать, как это сейчас принято, по поколениям. Ниже в таблице представлены типичные представители поколений авиамоторов. Очевидно, что каждое новое поколение содержало в себе технологические инновации, без которых переход на следующий уровень был бы невозможен.

Номер поколения, год Типичные образцы поколения Мощность л.с. Удельная мощность л.с./кг Примечание 1 (1910) «Гном-Рон» 150 0,5 Воздушное охлаждение 2 (1920) «Либерти» 400 1.0 Жидкостное охлаждение 3 (1930) «Райт-Циклон» 1000 1.5 Воздушное охлаждение 4(1940) «Кертис-Райт» R-3350 2000 2,0 Воздушное охлаждение, турбонаддув 5(1945) «Пратт-Уитни» Wasp Major 4000 2,0 Воздушное охлаждение, турбонаддув, 4-рядная «звезда», 28 цил.

Не мешает и выделить «десятку» наиболее талантливых конструкторов мирового авиамоторостроения, внесших большой вклад в развитие поршневой авиации. Эти имена легко выделить по их частой упоминаемости в настоящей главе. Ниже мы просто подытоживаем результаты их работы. Среди советских конструкторов А.Д. Швецов выбран неслучайно. Моторы его конструкции явили миру образцы долгожительства и широты сферы применения от боевых и транспортных самолетов времен Второй мировой войны до вертолетов, бомбардировщиков и пассажирских самолетов послевоенного периода.