Самолеты и моторы
СССР был чудесной страной, в которой хорошие самолеты не запускались в серию под предлогом того, что для них нет подходящего мотора — а моторы не запускались в серию якобы потому, что «для них нет самолетов».
Собственно, именно так и выглядит «работа», которую никто не хочет делать — и лишь ищет способ отмазаться от ответственности. Конструкторы в КБ разрабатывали новое — а заводы ничего не хотели производить. Ну еще со скрипом были готовы как-то гнать план по валу старых примусов — но вот осваивать новое «да ну его нафиг».
Это не было единичными случаями — это было системой. И эту систему даже Сталин не мог сломать никакими расстрелами — наоборот, чем больше расстреливали, тем сильнее все отмораживались от нового, перепихивая ответственность на смежников.
Сейчас я вам покажу, как это происходило — на примере предвоенного советского авиапрома.
В 1933 году СССР заключил с фирмой «Райт» (США) соглашение о производстве 9-цилиндрового американского звездообразного двигателя Райт «Циклон» R-1820. Освоение двигателя поручили новому заводу № 19 в Перми. К 1934 году двигатель «Циклон» уже не являлся мировой новинкой (зато как раз был по силам для достаточно технологически отсталых моторостроителей СССР), поэтому для усовершенствования двигателя при заводе № 19 был сразу организован конструкторский отдел. Главным конструктором назначили А. Д. Швецова.
Двигатель М-25 (так в СССР назвали копию Райт «Циклон» R-1820 F3) постоянно усовершенствовался, всё больше удаляясь от прототипа — так появились моторы М-62 и М-63. С 1937 года разрабатывался двигатель М-70 — 18-цилиндровый мотор на базе М-25. Дальнейшим развитием М-70, уже на базе узлов М-63, стал двигатель М-71.
Собственно, М-71 это тупо сдвоенный М-63. Сам М-63 совершенно серийный, с 1939 г. двигатель серийно выпускался на заводе № 19 в городе Перми, выпущено больше 3000 штук, никаких особых проблем в этом моторе не было. Мощность 1100 л.с. (809 кВт) на 2300 оборотах.
Что могло пойти не так с М-71?
Существовали следующие модификации двигателя.
М-71 — получена мощность номинальная — 1700 л.с., максимальная — 2000 л.с., тогда как по проекту должна была составить 1800/2000 л.с. Вес двигателя составил 970 кг. (проектировался — 900 кг.)
М-71 ТК — вариант М-71 с турбонагнетателями ТК-М. Мощность номинальная — 1500 л.с., максимальная — 2000 л.с.
М-71Ф — вариант, форсированный по оборотам. Получена номинальная мощность 1850 л.с., максимальная — 2200 л.с. Изготовлен малой серией.
М-71Ф-ТК — вариант М-71Ф с турбонагнетателями ТК-3.
Так вот: c моторами М-71 и М-71Ф никаких существенных проблем не было. Проблемы были с турбонагнетателями — тогдашний СССР не мог даже тупо скопировать американские турбины, потому что не было подходящих материалов. Стали жаростойкой не было, прежде всего.
Райт «Циклон» R-1820 F3 исходно имел для наддува приводной центробежный нагнетатель — простую центробежную воздуходувку (как в бытовых пылесосах) с приводом от коленвала через повышающий планетарный редуктор. Вот это — мотор АШ-62ИР, вид сзади на центробежный нагнетатель:
АШ-71 выглядит сзади очень похоже, только у него патрубки подачи воздуха к цилиндрам СДВОЕННЫЕ — они идут сразу на два ряда цилиндров.
И до тех пор, пока на АШ-71 никто не городил турбонаддув, с мотором всё было хорошо. Что наглядно демонстрирует в том числе и так называемый «АШ-73 без ТК» на гидросамолёте Бе-6 (это по сути и есть АШ-71 без турбокомпрессоров). Летчики морской авиации отмечали высокую надежность этих моторов, особенно на фоне остальных советских.
И-185 с мотором М-71, т. н. «образцовый для серии» или «эталон», с улучшенной аэродинамикой, на заводских испытаниях, завершившихся 12 октября 1942 года, достиг максимальной скорости 577 км/ч с форсажем у земли и 667 км/ч на высоте 6100 м.
15 декабря Стефановский получил на высоте 6100 м (граница высотности 2-й скорости ПЦН) скорость 680 км/ч, хотя вес самолёта в этом полёте был 3735 кг, что больше, чем на заводских испытаниях 3650 кг. Утверждается, что в отдельных проходах скорость достигла 708 км/ч, но устойчиво держать площадку не удавалось из-за невысотных магнето, низкого качества свечей, плохой работы карбюратора АК-71ВП. Самолёт госиспытания успешно прошёл и был рекомендован к серийному производству.
И чо? И хрен в ручо. Самолет И-185 не стали выпускать массово якобы из-за отсутствия для него моторов.
В то же время незапуск М-71 в серийное производство объясняли его ненужностью ввиду отсутствия самолётов под него.
Это СССР, детка.
Самолет И-185 летал, он даже был на фронте — в количестве 4 штук.
Согласно письму А.С. Яковлева и Н.Н. Поликарпова наркому авиапромышленности А.И. Шахурину от 23 декабря 1941 г. предлагалось организовать выпуск И-185 с мотором М-71 на заводе № 51 в Новосибирске малой серией с апреля 1942 г. К августу-сентябрю того же года количественный выпуск мог достичь двух машин в сутки — по 60 самолетов в месяц, по 720 самолетов в год. Это очень приличные количества.
И чо? И снова хрен в ручо.
У СССР не было столько дюраля, сколько у США. Но Поликарпов, понимая это — придумал делать фюзеляж И-185 в виде монокока, выклеенного на форме из шпона (вот они, технологии полимерных композитов!) Конструкция фюзеляжа и киля составляли единый агрегат. Моторама сварная из стальных труб. Дополнительную жесткость фюзеляжа создавали четыре лонжерона, шпангоуты и стрингеры. Панели обшивки за мотоотсеком дюралевые в верхней части и стальные на бортах за выхлопными патрубками. В общем — всё вполне экономично.
Кстати, судя по фото — одной из ошибок Поликарпова был большой кок винта.
Хэллкет сначала тоже имел такой же кок. Но от него отказались ради улучшения охлаждения мотора. Немцы сохранили кок на FW190, но для улучшения охлаждения BMW801 были вынуждены ввести дополнительный вентилятор. А вот Поликарпов тормознул — это и вызывало проблемы с перегревом мотора.
В советских источниках пишут, что мотор М-71 «прошёл гос. испытания осенью 1942-го и был выпущен малой серией». Типа в большую серию его решили не пускать якобы из-за недоведенности. Однако на самом деле было выпущено более 3000 моторов М-71 — это правда «малая серия»? И это соответствует официальной отмазке «для И-185 не было моторов»?
Я напомню — И-185 предлагалось делать в Новосибирске с темпом около 720 самолетов в год. То есть моторов было выпущено более чем на 4 года выпуска этого истребителя. Но нет — советские «историки авиации» упорно перепечатывают отмазку «не было моторов».
В моторе М-71 нет ничего особо авангардного — это просто М-70, который разрабатывался с 1937 года (18-цилиндровый мотор, сдвоенный М-25), всё отличие М-71 от М-70 заключается в использовании ЦПГ от более современного М-63 (который тоже суть М-25 с установленным ПЦН — приводным центробежным компрессором).
К началу войны М-63 был полностью доведен, одно- и двухскоростные ПЦН на нем работали отлично. Ан-2 до сих пор на этих моторах летает.
Поэтому и М-71 тоже не вызвал никаких проблем. Ну вот совсем никаких. В отличие от М-82, который из-за плотной компоновки перегревался — М-71 с самого начала работал уверенно, и с самого начала это был мотор ДЛЯ ИСТРЕБИТЕЛЯ — точно так же, как моторы М-25 и М-63 были в СССР моторами для истребителей, а на остальных самолетах их использовали постольку поскольку.
Логика советского авиапрома (из-за которой М-71 не пошел в массовое производство) была подробно описана. Мотор М-71 не имел никаких серьезных проблем (в отличие от М-82, например) — но его выпускали ограниченно, потому что под него якобы не было самолетов. А самолетов не было, потому что якобы не было моторов. И вот эту хреноту повторяют из книжки в книжку пседоисторики авиации и диванные «эксперды».
На М-71Ф летал тяжелый штурмовик Су-8, и никаких проблем при испытаниях моторы не доставили.
Моторы был настолько хороши, что был построен так называемый Ла-5 М-71, а затем и Ла-7 М-71 — экспериментальная модификация с мотором М-71. Получилась, разумеется, чушь — потому что не соблюдалось правило площадей. Истребитель с достаточно крупным мотором М-71 должен был быть неизбежно похож на американские машины с такими же крупными моторами — на Хэлкет или P47 тандерболт.
Внизу — «Хеллкэт», вверху — его ровесник Ла-5, впервые взлетевший в конце марта 1942 года. Изображения даны в едином масштабе. Американец построен согласно правилу площадей и приближен по форме к водяной капле (которая, как известно аэродинамикам, представляет из себя идеальную аэродинамическую форму для дозвуковых скоростей течения воздуха). А советский самолет построен исходя из ошибочной идеи «максимального обжатия миделя» — да еще исходно и под другой мотор, под рядный мотор водяного охлаждения, который длинный и узкий (да-да, поскольку Ла-5 это просто ЛаГГ-3, на который от безнадёги приделали мотор М-82).
ЛаГГ исходно проектировали под V-образный мотор М-105П (сильно задроченный клон французского мотора Hispano-Suiza 12Y). Мотор этот длинный и узкий, поэтому мидель фюзеляжа предельно обжат (особенно по ширине) под размеры этого мотора, а кабина пилота сдвинута назад. Когда до советских конструкторов дошло, что мотор М-105 слишком слабый и не имеет перспектив роста мощности, и вдобавок этих моторов тупо не хватает — уже в сентябре 1941 года ОКБ-301 под руководством Гудкова М. И. впервые оснастило ЛаГГ-3 звездообразным двигателем воздушного охлаждения АШ-82 и успешно его испытало (это так называемый Гу-82). Затем эту идею собезьянничал Лавочкин, слепив Ла-5.
И вот смотрите — мы имеем совершенно бездарный переход от широкого носа самолета Поликарпова И-185 (откровенно стыренного Лавочкиным — это даже не скрывается), к зауженному фюзеляжу от ЛаГГ.
Кстати, нос Ла-5 можно было бы укоротить — но тогда уйдёт центровка! Поэтому в Ла-5 между мотором и пилотом мы видим полтора метра пустоты, занятой всяким хламом. А бездарная реализация выхлопа мотора по бокам фюзеляжа привела к перегреву кабины — но на это уже было всем плевать, ведь шла война.
И-185 существенно короче, чем Ла-5. Потому, что в нем нет этих странных «остатков» от Хиспано-Суизы. Собственно говоря, линейка поздних истребителей Поликарпова вообще вся растет из И-16 — сначала там был так называемый И-180, который суть тот же «тряпочный» И-16 тип 24-29, только под двухрядный мотор воздушного охлаждения М-88, семейства Гном-Рон 14K Mistral Major. Сильно недооцененный самолет, который погубили плохие украинские моторы М-88.
Когда Поликарпов сообразил, что от тарасов ничего хорошего ждать не следует — он переключился на русско-американские моторы Швецова, а заодно перешел от тряпочки к выклейке монококка из шпона. Это и есть И-185 с мотором М-71.
А теперь пара слов о том, откуда взялся мотор М-82 и как он оказался на самолетах Лавочкина.
Вредители, окопавшиеся в советском авиапроме, решили полностью свернуть производство звездообразных моторов на заводе в Перми, и заставить его выпускать те самые задроченные Хиспано-Суизы М-105. Аргументом было — слишком большое поперечное сечение звездообразных моторов, создающее излишнее лобовое сопротивление.
Вот этот-то аргумент Швецов и попытался парировать, создав мотор с компактным «лбом». Для этого он уменьшил количество цилиндров в «звезде» с 9 до 7, уменьшил ход поршней, и собрал цилиндры максимально плотно — как только позволяли шатуны. А чтобы получить нужную мощность — звезду пришлось сделать двухрядной, как на М-70 и М-71. Это не было собственным озарением — Швецов просто попятил основные компоновочные идеи у немецкого мотора BMW-801, но не стал копировать немца, а переложил его компоновку на уже освоенные американские технологии Райт «Циклон» R-1820. Вот так получился мотор М-82.
Под который, внезапно, не было самолетов. Хуже того — и сам мотор из-за плотной компоновки оказался склонен к перегреву.
Но тут вылезли Лавочкин и Гудков — которых Яковлев задушил, оставив их самолеты без моторов М-105. В связи с этим, к январю 1942 разработка и производство истребителей ЛаГГ была на грани закрытия. И именно от этой безнадёги Гудков и Лавочкин поставили на свои истребители (спроектированные под мотор М-105) новый мотор М-82.
Вот тут-то «малый лоб» М-82 и сыграл свою роль. Самолеты всё равно получились кривые — но М-82 был самым компактным из доступных звездообразных, с ним кривизна аэродинамики Лавочкина не была настолько вопиющей, как при установке мотора М-71 (что и показали испытания Ла-5 М-71).
Напомню, что И-185 устойчиво выдавал на высоте 6100 м (граница высотности 2-й скорости ПЦН) скорость 680 км/ч, хотя вес самолёта в этом полёте был 3735 кг, что больше, чем на заводских испытаниях (3650 кг). Утверждается, что в отдельных проходах скорость достигла 708 км/ч (а неустойчивость работы мотора на такой высоте была вызвана хреновым карбюратором, свечами и магнетто — потом их довели, но это было уже потом).
Максимальная скорость Ла-5 М-71 у земли составила 612 км/ч, на высоте 5500 м — 685 км/ч, что было на 50 и 37 км/ ч больше соответствующих показателей Ла-5ФН с мотором М-82ФН (с непосредственным впрыском топлива).
Другими словами, деревянный И-185 даже со старым карбюраторным М-71 превосходил оригинальный Ла-5ФН (и превосходил Ла-5ФН с таким же мотором) — потому что сразу проектировался под мотор с большим лбом.
Но Лавочкин вообще был довольно странным конструктором даже по меркам СССР. Хотя, конечно, на фоне Ильюшина все остальные меркнут.
Впрочем, речь не о них, а об общем подходе «менеджеров советской индустрии» — озабоченных чем угодно, кроме производства доброкачественных изделий.



Качественных резинотехнических изделий №2!
Раскрас лагговский на картинке) Львиная голова и 43 номер — ЛаГГ-3 тип 66 пилота ЧФ Юрия Щипова, разные источники дают разный камуфляж — как на картинке, и тона серого, элементы быстрой идентификации — желтые или белые, в зависимости от цветов камуфляжа)
Наиболее точный боковик И-185 давала картинка из Моделиста худ.Петровского)
Это, видимо, предположительный вид И-185 в случае, если бы машина пошла в серию в качестве элитного истребителя — соответственно тогда Ла-5 скорее всего не было бы вовсе, ну или Юрий Щипов летал бы на И-185.
Ну и фонарь — явно миговский, ну а сам МиГ-1/3 явно поликарповская машина)
Планер имеет характерные формы и решения. Видать Николай Николаевич не люб был наркомату авиации — конструкторский раб.
>>ну а сам МиГ-1/3 явно поликарповская машина
Так это же и не секрет.
Изначально самолет, получивший обозначение И-200, проектировался в конструкторском бюро Поликарпова. Работы начались в июне 1939 года под руководством Николая Поликарпова и его помощника М. Тетивкина. Сам Поликарпов предпочитал радиальные двигатели и в то время продвигал свой проект И-180, но когда появился мощный рядный двигатель Микулина АМ-37, он решил использовать его в истребителе. Он решил создать самолет с максимально компактной силовой установкой, тем самым минимизировав вес и лобовое сопротивление, — такова была концепция легкого истребителя. Согласно техническому заданию, самолет должен был развивать скорость до 670 км/ч (417 миль в час). В августе 1939 года Поликарпов впал в немилость у Иосифа Сталина, и в результате, когда в ноябре 1939 года Поликарпов отправился осматривать авиационные заводы Германии, советские власти решили распустить его конструкторскую группу и создать новое опытно-конструкторское бюро (ОКБ) под руководством Артема Микояна и Михаила Гуревича, которое формально подчинялось конструкторскому бюро Поликарпова до июня 1940 года. Дальнейшую работу над проектом И-200 поручили Микояну и Гуревичу, которые впоследствии были признаны — пусть и не вполне заслуженно — его разработчиками.
Еще раз отмечу, что И-180 — незаслуженно обойденная вниманием машина. По сути это И-16 тип 20-24, но к которому вместо однорядной звезды М-63 приделали двухрядную звезду. К сожалению, Поликарпову навязали украинско-французский мотор М-88 вместо русско-американского М-70/М-71 — что и привело к последующим проблемам (плюс откровенный саботаж тарасов).
И-180 — это хороший массовый самолет, с недефицитными материалами, хорошо освоенными технологиями, который существующие авиазаводы, выпускавшие И-16, могли начать делать массово без всяких затруднений.
Ну а И-200 — это была попытка Поликарпова сделать самолет по существовавшим тогда в СССР идеям «максимально обжатого миделя». То ли нашим разведчикам не удалось пробраться в NACA, то ли они там ничего не поняли — но спереть американские принципы аэродинамики (правило площадей, каплеобразные формы) не получилось, и СССР обеими ногами влез во французский тупик.
Характерный американский стиль проектирования самолетов. Обрати внимание, что американцы не используют большие коки винта — хотя казалось бы, они же аэродинамически выгодны. Но нет — достижения их аэродинамики затронули и капоты моторов, и они обнаружили, что выгоднее применять обжатые капоты (типа NACA) без коков винта — что, среди прочего, улучшило охлаждение моторов.
Поэтому даже на P47 ты видишь винт без кока.
А вот на каком-нибудь Мустанге или Аэрокобре — кок огромного размера. Потому что моторы-то жидкостного охлаждения, там не надо подавать поток воздуха к двигателю.
По тогдашним советско-французским понятиям Мустанг, кстати, довольно уродливая машина. Это сейчас стала понятна его специфическая красота.
Американская аэродинамика — жестокая штука.
Поликарпов отличался от остальных советских конструкторов специфическим чувством формы — он инстинктивно ощущал, что хорошая форма должна быть каплеобразной. Но не мог подкрепить это теорией. ЦАГИ в этом смысле сильно недоработало.
Среди прочего, применение больших коков винта заставило перенести воздухозабор радиаторов под брюхо самолета или в носок центроплана крыла — вблизи от носа воздух просто не получалось эффективно забирать, проклятый кок отжимал потоки.
Видишь, какую огромную «бороду» пришлось делать на P-40 под мотором:
И всё равно воздуха радиаторам не хватало. Ну, американские аэродинамики эту проблему решили довольно быстро.
Кстати, чтобы оценить уровень экспериментирования американцев — вот вам Curtiss XP55 Ascender образца 1943 года:
Самолет успешно летал, и с мотором всего в 1100 кобыл показал весьма обнадеживающие характеристики. Но в конце концов его доводку и запуск в серию сочли нецелесообразной, ввиду множества теоретических проблем, требовавших изучения — в то время как классическая форма North American P-51 была уже хорошо обсчитана, и с ней было всё понятно.
Национальный консультативный комитет по воздухоплаванию (англ. National Advisory Committee for Aeronautics, сокр. NACA, сокр. рус. НАКА) — федеральное агентство США, занимавшееся проведением исследований в области авиации. Стало предшественником NASA.
NACA было создано в 1915 году в связи с необходимостью координации авиационной отрасли в условиях участия США в Первой мировой войне.
В 1922 году число сотрудников NACA достигло 100 человек, в 1938 году — 426. Их усилиями в NACA были разработаны собственные модели обтекателя, аэродинамических труб, воздухозаборников.
В структуру NACA входили:
Langley Memorial Aeronautical Laboratory (Хэмптон, Виргиния)
Ames Aeronautical Laboratory (аэродром Моффет)
Aircraft Engine Research Laboratory (Lewis Research Center)
Muroc Flight Test Unit (авиабаза Эдвардс)
Как видите, американцы работали над аэродинамикой самым серьезным образом — причем начали рано, и сразу сделали ставку на госбюджет и централизацию.
Это при том, что во всяких Боингах и Дугласах были собственные очень мощные аэродинамические исследователи, трубы и так далее.
В конце концов это дало эффект.
Лавочкин был странный…. Еще бы он был не странный, будучи в девичестве Магазинером…
Смищно пошутилъ.