Глава 2. Почему летают самолеты

Марк Солонин

Разгром 1941

 

 

Текст предоставлен правообладателем http://www.litres.ru/pages/biblio_book/?art=4938857

«Разгром 1941 / Марк Солонин. – 2‑е изд., перераб. и доп.»: Яуза, Эксмо; Москва; 2011

ISBN 978‑5‑699‑46779‑2

Аннотация

 

Почему, имея огромное численное превосходство, ВВС Красной Армии были разгромлены в первые же дни Великой Отечественной войны? Каким образом Люфтваффе удалось так быстро захватить полное господство в воздухе? Куда подевались хваленые «сталинские соколы», клявшиеся хранить «спокойствие наших границ», грозившие сокрушить врага «малой кровью, могучим ударом»?

Авиационный инженер по образованию, Марк Солонин убедительно, с цифрами и фактами, доказывает полнейшую несостоятельность советской версии событий 1941 года, объяснявшей сокрушительный разгром нашей авиации «внезапностью вражеского удара», и дает собственные ответы на самые сложные, острые и «неудобные» вопросы отечественной истории.

Первое издание книги выходило под заглавием «На мирно спящих аэродромах…»

 

Марк Солонин

Разгром 1941

 

Часть 1. Самолеты

 

Глава 1. 250 000

 

«С первых дней Великой Отечественной войны немецкая авиация захватила господство в воздухе». Этот тезис никогда не подвергался сомнению в советской военно‑исторической литературе. Всякий раз, как нашим военным историкам требовалось объяснять очередной разгром, очередную потерю людей и техники, очередное неисполнение приказов и срыв всех планов, появлялась она – несокрушимая и легендарная, всемогущая и вездесущая немецкая авиация. Подобно свирепой валькирии из древних скандинавских саг, проносятся по станицам отечественных научно‑исторических сочинений «Мессершмитты» и «Юнкерсы», уничтожая склады и вокзалы – сотнями, танки – тысячами, наземные войска – десятками дивизий… И все это – за пару дней, и что самое удивительное – безо всякого противодействия со стороны советской авиации.

Кстати, а где же она? Где «сталинские соколы», герои всех предвоенных фильмов, любимцы всех девушек, краса и гордость Страны Советов? Где самолеты, поставившие десятки рекордов, затмевавшие солнце над Москвой в дни воздушных парадов? Где продукт производства огромных авиазаводов, где результат труда миллионов людей, уже в «мирные» годы работавших в три смены, с рассвета до рассвета, под звуки веселого марша («Нас утро встречает прохладой…»)?

Вопрос серьезный. Без убедительного ответа на него традиционная версия причин небывалой военной катастрофы лета 1941 года начинает трещать и разваливаться. Коммунистические историки прекрасно это понимали и посему выстроили вокруг мифа о «молниеносном разгроме» советской авиации надежную, глубоко эшелонированную оборону. Прежде всего – твердость в голосе и никаких сомнений. Во всей советской историографии исчезновение авиации Красной Армии неизменно рассматривалось как событие абсолютно естественное, неизбежное и единственно возможное в сложившихся обстоятельствах («внезапное нападение… отсутствие радиосвязи… огромное численное превосходство врага… массированные удары по всем аэродромам западных округов …»).

В то же время главпуровские «историки» – как и положено людям в погонах‑готовили и вторую линию обороны, на которую они организованно (не так, как летом 41‑го года) отошли с началом перестройки, когда с рассекречиванием части архивов миф о численном превосходстве люфтваффе рассыпался, как карточный домик. Их новая, перестроечная «правда» выглядела следующим образом: «в свете последних публикаций мы совершенно неожиданно узнали, что советская авиация, оказывается, превосходила врага в численности, НО

– самолеты были безнадежно устаревшие, не идущие ни в какое сравнение с немецкими («плохо вооруженные… деревянные… горели, как свечи… моторы с ресурсом всего 100 часов… истребители не могли даже догнать немецкий бомбардировщик…»);

– асам люфтваффе, накопившим двухлетний опыт войны, противостояли необученные мальчишки («шестимесячные курсы… шесть часов налета «по коробочке»… готовили к парадам, а не к войне…, всего лишь 1192 экипажа были подготовлены к ночным полетам…);

– злобный и доверчивый (одновременно!) товарищ Сталин поверил в мирные намерения своего нового друга Гитлера (старых друзей он к тому моменту расстрелял почти поголовно) и поэтому готовиться к отражению врага запрещал, а честных командиров, которые пытались нарушить «приказ Сталина» (какой приказ? когда? о чем?) и привести части в боеспособное состояние, – казнил.

Наконец, Виктор Суворов, разворошивший своими книгами («Ледокол», «День М») стоялое болото советской историографии, выдвинул новый, весьма правдоподобный на первый взгляд аргумент. Сегодня уже только самый «ленивый и нелюбопытный» не знает, как все было «на самом деле»‑готовились к вторжению в Европу, выдвинули всю авиацию к пограничным столбам, а там ее немцы и накрыли. Первым же ударом. На рассвете 22 июня. Всю.

Миф о «первом уничтожающем ударе» пришелся по сердцу отечественному читателю. Его усердно тиражируют даже те, кто в симпатиях к В. Суворову замечен не был (скорее наоборот). Вот, например, вполне статусный историк Д. Хазанов публикует объемистое исследование под названием «Вторжение. Начало воздушной войны на советско‑германском фронте». (56) Все «вторжение» уложилось в один день 22 июня. 23 июня и последующих дней нет, они уже не интересны; на их месте появляется анализ причин состоявшегося разгрома. Вот менее известный широкой публике историк из Ульяновска М. Тимин пишет книгу «На острие главного удара. Причины поражения ВВС ЗапОВО». Описания событий одного‑единственного первого дня войны кажется автору вполне достаточным для того, чтобы начать анализировать «причины поражения». Второй, третий и все последующие дни привычно оставлены «за кадром»…

Спорить со всеобщим заблуждением трудно, но – попробуем. Прежде всего постараемся выяснить – было ли в реальности то событие, причины которого так горячо обсуждаются уже более полувека? Была ли советская авиация уничтожена в первые дни (или, в более сдержанном варианте, в первые недели) войны?

«…26 июня. Около 20 неприятельских бомбардировщиков атакуют нас. Взрывы раздаются со всех сторон. Наших истребителей не видно….

…27 июня. Бомбардировщики противника опять настигли нас. Становится очень тяжело…

…На рассвете дождь закончился, и сразу же появились самолеты, которые непрерывно атаковали части нашей дивизии… Каждый час количество вражеских налетов увеличивалось… противник, по меньшей мере здесь, имел абсолютное господство в воздухе…

…на пути к Дубно ударной группе пришлось пережить налет бомбардировщиков… наши зенитные пушки, которые все чаще обстреливали самолеты врага, не могли остановить постоянные воздушные атаки, число которых возрастало до 80 раз в день… Волна за волной бомбы ложились на колонны боевой техники. В дыму горящих машин…»

Не правда ли, уважаемый читатель, именно так, именно в таких выражениях и описываются события первых дней войны во всех тех книгах, которые Вам приходилось читать? Авторы процитированных выше мемуаров тоже рассказывают о событиях июня 1941 года, и война та же самая… Вот только «в дыму горящих машин» оказались не советские, а немецкие танковые колонны (конкретно речь идет о частях 2‑й танковой группы Гудериана и 1‑й танковой группы Клейста; в самом же густом дыму оказались в те дни колонны 3‑й танковой группы Гота, по которым 25 июня был нанесен массированный удар всеми силами ВВС Западного фронта и дальнебомбардировочной авиации).

Можно ли делать далеко идущие выводы на основании личных воспоминаний пары‑тройки солдат противника? Разумеется, нет. Поэтому обратимся к солидному источнику, к монументальному исследованию «1941 год – уроки и выводы». (3) Эта монография вышла в свет в конце 1992 года под эгидой Генерального штаба тогда еще «объединенных вооруженных сил СНГ», с необычно скромным для работ такого масштаба грифом (всего лишь «для служебного пользования»). Руководитель научного коллектива – доктор военных наук, старший научный сотрудник генерал‑майор В. П. Неласов. В конце книги – сотни ссылок на фонды ЦАМО (Центральный архив Министерства обороны). Так вот, на стр. 151 мимоходом, в придаточном предложении, авторы монографии обронили такую интересную фразу:

«…из 250 тысяч самолето‑вылетов, выполненных советской авиацией за первые три месяца войны…»

Двести пятьдесят тысяч самолето‑вылетов за три месяца.

Это – «уничтоженная» авиация?

Стоп. Может быть, в солидную работу вкралась ошибка? Девочка‑машинистка лишний нолик напечатала? Отнюдь. Все нули на месте. Открываем вышедшую в свет четверть века назад, еще во времена «застоя», монографию Кожевникова «Командование и штаб ВВС Красной Армии в Великой Отечественной войне» (27). Автор (опять же, со ссылками на архивные фонды) сообщает, что за первые 18 дней боев (до 10 июля) фронтовая авиация выполнила 45 тыс. боевых вылетов, еще 2112 вылетов совершили летчики ДВА (дальнебомбардировочная авиация). 47 тыс. вылетов за 18 дней очень точно «укладываются» в итоговую цифру 250 тысяч вылетов за три месяца.

Все познается в сравнении. Чтобы по достоинству оценить названные выше цифры, напомним, что за пять недель мая – июня 1940 года (т. е. практически за все время войны и разгрома Франции) истребители французских ВВС выполнили 10 тыс. с/в. (21) За первые три недели «битвы за Англию» немецкие истребители выполнили порядка 8 тысяч с/в. За три самых драматичных месяца грандиозного воздушного сражения в небе Британии (август, сентябрь, октябрь 1940 года) немецкая бомбардировочная авиация произвела всего 22 тысячи с/в. (78) Рекордным по интенсивности стал для люфтваффе июнь 1942 года, когда немцы на Восточном фронте выполнили (по данным советских постов ВНОС) 83 949 вылетов боевых самолетов всех типов. (76) Еще раз подчеркнем – это рекордный, пиковый уровень боевой активности немецкой авиации (обстановка обязывала – на земле шло решающее судьбу войны наступление от Харькова на Сталинград).

Для советских ВВС рекордным по интенсивности боевых действий стало сражение на Курской дуге. За 40 долгих летних дней 1943 года советские летчики выполнили 89 300 самолето‑вылетов. (25) Другими словами, «разгромленная и уничтоженная на земле» советская авиация летала летом 1941 года с такой интенсивностью, которую позднее и немцы, и советские ВВС смогли достигнуть только в одном месяце за всю войну!

Почему же в огромном количестве боевых донесений лета 41‑го года повторяются на все лады одни и те же фразы: «на протяжении всех боевых действий нет нашей авиации… авиация противника буквально терроризирует наши части, будучи безнаказанной… нашей авиации не видно… основные потери и, главное, паника наносится авиацией противника, которая, пользуясь отсутствием авиации на нашем участке, работает все время на бреющих полетах почти безнаказанно…»?

К 1944 году (не за три, а за все 12 месяцев года) истребители люфтваффе выполнили на Восточном фронте 69,8 тыс. вылетов, бомбардировщики и штурмовики – 226,5 тыс. вылетов. (131) Всего – 296 тысяч вылетов. За целый год. И хотя немецкая авиация к тому времени безвозвратно потеряла господство в воздухе над Восточным фронтом, никто и никогда не характеризовал ее состояние словами «уничтоженная»; никто и никогда не писал, что с 1944 года в небе войны нельзя было увидеть самолет со свастикой на киле…

У каждой медали есть, как известно, две стороны.

250 000 боевых вылетов – это непостижимо много. Много в сравнении с легендой об «уничтоженной авиации». Много в сравнении со скудными результатами, тем более – если сравнивать с эффективностью боевых действий люфтваффе, которые, как принято считать (подчеркнем это замечание самой жирной чертой!), нанесли огромный урон советским войскам.

С другой стороны, 250 000 боевых вылетов за три месяца – это удивительно мало. Точнее говоря – это раз в пять меньше того, что должно было быть, принимая во внимание исходную численность советских ВВС и те возможности восполнения потерь самолетов, которыми эти ВВС располагали. В настоящий момент эта статистика доступна всем желающим (подробный обзор будет дан в Части 3 данной книги).

По самой минимальной оценке (за исключением разведывательной, санитарной и транспортной авиации, не учитывая устаревшие бипланы «И‑15бис» и тихоходные гиганты «ТБ‑3», не считая гидросамолеты из состава ВВС флотов, не считая формирующиеся авиаполки и дивизии), группировка советской авиации, развернутая к 22 июня 1941 года на театре военных действий, насчитывала 4,8 тыс. истребителей и 3,5 тыс. бомбардировщиков. Исходя из средних – очень средних для середины лета с продолжительностью светового дня более 17 часов – показателей интенсивности использования боевой авиации (два вылета в день для истребителей, один вылет в день для бомбардировщиков), такая группировка должна была бы обеспечить выполнение 13 тыс. вылетов боевых самолетов вдень. Фактически же в первые 18 дней войны выполнялось в среднем порядка 2,5 тыс. вылетов.

К столь же странным выводам приводит нас рассмотрение фактического числа вылетов, выполненных по отдельным частям и соединениям. Так, две тысячи вылетов, выполненных к 10 июля летчиками ДБА, означают (с учетом первоначальной численности девяти дивизий дальней авиации, развернутых на западном ТВД) всего один вылет в 11 дней. Термин «дальняя авиация» не должен смущать неискушенного читателя. Речь идет не об огромных «летающих крепостях», а о двухмоторных бомбардировщиках «ДБ‑Зф», взлетный вес которых был даже меньше веса «Юнкерсов» и «Хейнкелей», ежедневно и многократно бомбивших позиции наших войск.

Пресловутый «внезапный удар по мирно спящим аэродромам» численность ДБА не уменьшил ни на один самолет. Дальняя авиация накануне войны дислоцировались в районах Новгорода, Смоленска, Курска, Киева и Запорожья. 22 июня на эти аэродромы не было совершено ни одного налета, и о начале войны с Германией летчики ДБА узнали на митингах, прошедших во всех частях после выступления Молотова по Всесоюзному радио.

Также на митинге в полдень 22 июня 1941 года узнали о начавшейся войне летчики 202‑го БАП (бомбардировочный авиаполк) из состава 41‑й авиадивизии. Базировался этот полк в районе г. Кингисепп (Ленинградская область), и его аэродромы в течение первых дней войны не подверглись какому‑либо воздействию противника. В монографии, посвященной истории боевого пути полка, сказано, что «при наличии в полку всего 22 самолетов на каждый самолет выпадала нагрузка до трех‑четырех вылетов в день». А далее приводятся итоговые данные из отчета о боевой деятельности 202‑го БАП на Ленинградском фронте: «За период боевых действий с 22 июня по 28 августа 1941 года полк произвел 194 боевых вылета… На головы врага было сброшено 107 тонн бомб, уничтожено около 100 танков и самоходных орудий, 2 железнодорожных эшелона, 1400 различных автотранспортных средств и повозок...»(85)

Не будем даже обсуждать потрясающую эффективность боевых действий полка, не станем задумываться о том, что если 194 вылета легких бомбардировщиков «СБ» хватило для уничтожения «100 танков и 1400 автотранспортных средств и повозок» (т. е. примерно половины матчасти немецкой танковой дивизии), то как же в таком случае после 250 000 вылетов в вермахте остался хотя бы один живой солдат и одна уцелевшая повозка… Попытаемся разобраться в совершенно простом, чисто арифметическом вопросе. Указанное выше число самолето‑вылетов при указанной выше интенсивности («на каждый самолет выпадала нагрузка до трех‑четырех вылетов в день) полк должен был выполнить за три дня. К 25 июня. А вовсе не к 28 августа.

Ленинградский округ – это северный фланг войны. В небе над южным флангом воевали ВВС Одесского округа и ВВС Черноморского флота. Всего 900 истребителей и 350 бомбардировщиков. Этой воздушной армаде противостоял 4‑й авиакорпус люфтваффе, на вооружении которого 22 июня 1941 года числилось 116 «Мессершмиттов». Еще 47 «мессеров» было в составе истребительной авиагруппы III/JG‑52, прикрывавшей тыловые объекты Румынии. В одной из монографий, посвященных боевым действиям лета 41‑го на Украине, читаем: «В наиболее напряженные дни боев за Бердичев, начиная с 13 июля, в полосе 6‑й Армии действовала только авиация Южного фронта, совершая в день от 30 до 80 самолето‑вылетов». (40) От 30 до 80 вылетов в день во время «наиболее напряженных боев» могли бы выполнить одна‑две эскадрильи по 12 самолетов каждая, а не ВВС целого фронта…

Такая вот летом 41‑го была у нас «странная война». Огромная советская авиация таяла, как снег на весеннем солнце, а то немногое, что оставалось в строю, использовалось едва ли на одну пятую своих возможностей, но при этом число самолето‑вылетов исчислялось десятками и сотнями тысяч, но противника это отнюдь не останавливало…

После того как эти и многие, многие другие факты стали достоянием гласности, стало особенно понятно, сколь мудро и прозорливо поступили советские историки, заблаговременно заготовившие кучу баек про «безнадежную техническую отсталость» советской авиации. Без этих заготовок пришлось бы им отвечать на множество неприятных вопросов. А так и без вопросов все ясно – фанерные «этажерки», не идущие ни в какое сравнение с немецкими самолетами. Вот их и перебили как куропаток… Почему проиграли войну в воздухе? Да потому что самолеты были плохие. А из чего видно, что самолеты плохие? Потому что войну в воздухе проиграли…

Забегая далеко вперед, сразу же предупредим читателя о том, что вся дискуссия о тактико‑технических характеристиках советских самолетов начала войны совершенно бессмысленна. Автор глубоко убежден в том, что если бы нашу авиацию полностью перевооружили «мигами» – и не тогдашними «МиГ‑3», а современными «МиГ‑29», то результат был бы тем же самым. Самых же уважаемых читателей – то есть тех, кто никому не намерен верить на слово, – ждут следующие девять глав, в которых мы попытаемся достаточно подробно разобраться в двух вопросах: почему летают и как воюют самолеты.

 

Пламенный мотор

 

Для создания качественно нового истребителя с большей скоростью и достаточной маневренностью нужен был не просто двигатель с большей мощностью (тягой), а качественно новый двигатель со значительно большей удельной мощностью (мощность, деленная на вес двигателя). Или, другими словами, нужен был двигатель, который при прежнем весе развивал бы большую мощность. Радикально решить эту задачу удалось только в эпоху реактивной авиации.

Ситуация же в конце 30‑х годов сложилась такая, что конструкция поршневого авиамотора была уже доведена до совершенства, а удельная мощность моторов истребителей нового «скоростного» поколения была примерно одинаковой и уже достигла технически возможного предела. Оставался на тот момент лишь один, последний неиспользованный резерв – выхлопная труба.

В выхлопную трубу вылетает до 40 % энергии сгорающего в двигателе топлива. Если использовать эту энергию, заставив раскаленные выхлопные газы вращать турбину, а на ось этой турбины поставить компрессор, нагнетающий избыточный воздух в цилиндры мотора, то все параметры двигателя заметно улучшатся. В начале 40‑х годов решить эту задачу практически – не в штучных экспериментальных образцах, а в серийном производстве – не удалось никому, кроме американцев. Т. е. «приводные» центробежные нагнетатели стояли на всех без исключения авиамоторах рассматриваемого периода, но для вращения компрессора приходилось отбирать мощность с вала двигателя. Другими словами – увеличение высотности покупалось за счет снижения полезной мощности на винте, в полном соответствии с принципом «вытянул хвост‑голова увязла». Стоит отметить, что американский Госдепартамент по достоинству оценил уникальное достижение своих инженеров и запретил продавать самолеты с турбокомпрессорной установкой даже ближайшим союзникам!

Еще одной проблемой, связанной с двигательной установкой боевого самолета, был выбор между использованием моторов «жидкостного» или «воздушного» охлаждения.

Кавычки стоят совсем не случайно. Любой авиамотор, в том числе и так называемый двигатель «жидкостного охлаждения», охлаждается воздухом. Больше некуда сбросить образующееся при работе мотора тепло, кроме как в окружающую атмосферу. Вот только сброс этот организован по‑разному. В двигателе «воздушного охлаждения» тепло непосредственно уносится набегающим потоком воздуха с ребристой поверхности головок цилиндров, при этом для большей эффективности обдува цилиндры располагаются поперек потока, а сам мотор собран в виде многолучевой «звезды». В двигателе так называемого «жидкостного охлаждения» цилиндры расположены в ряд, один за другим вдоль потока; тепло первоначально «снимается» омывающей блок цилиндров охлаждающей жидкостью, которая затем прокачивается насосом через обдуваемый воздухом радиатор.

Авиация начиналась с использования моторов «воздушного охлаждения» – простых, легких и надежных (нет радиатора, нет трубопроводов, нет насоса прокачки жидкости, которые могут сломаться или дать течь). Затем, в погоне за все большей и большей скоростью, конструкторы всего мира обратились к двигателю «жидкостного охлаждения». В самом деле, вытянутый в длину рядный двигатель входит в воздух «как нож в масло», в то время как радиальная «звезда» воздушного охлаждения превращает фюзеляж самолета в тупоносое бревно. Казалось бы, преимущества мотора «жидкостного охлаждения» для снижения аэродинамического сопротивления очевидны и бесспорны: девять цилиндров радиальной «звезды» имеют гораздо большую площадь поперечника, нежели те же девять цилиндров, но выстроенные в ряд вдоль потока. Увлечение двигателем «жидкостного охлаждения» стало повальным, а характерный «остроносый» фюзеляж – обязательной приметой скоростного истребителя нового поколения.

Американский истребитель «Хоук» Р‑36 с двухрядным двигателем

 

Скоро, однако же, конструкторам пришлось убедиться в том, что в погоне за модой они многое упустили из виду. Во‑первых, 9–12 цилиндров в один ряд не выстроишь. Мощные двигатели «жидкостного охлаждения» стали двухрядными, с расположением двух блоков цилиндров в виде латинской буквы «V». Кроме того, в поршневом двигателе есть немало других агрегатов, которые навешиваются на блок цилиндров и увеличивают площадь поперечного сечения. С другой стороны, разработчики двигателей «воздушного охлаждения» научились делать мотор в виде двух «звезд», расположенных одна задругой, и при этом обеспечивать достаточный обдув головок второго ряда цилиндров.

В результате цилиндров стало больше («двойные звезды» делали 14– или даже 18‑цилиндровыми), но при этом сами цилиндры стали короче, а общий диаметр двигателя – меньше. Так, например, радиальный двигатель воздушного охлаждения АШ‑82 при рабочем объеме 41,2 литра имел диаметр 1,26 метра, а рядный двигатель жидкостного охлаждения AM‑35 с объемом 46,6 литров имел ширину 0,876 м и высоту 1,09 м. Чуда, как видим, не произошло, площадь поперечника радиального двигателя все равно оказалась больше площади поперечного сечения V‑образного двигателя «жидкостного охлаждения», но эта разница была отнюдь не девятикратной.

Самое же главное заключалось в том, что почти вся экономия сопротивления, достигнутая за счет использования двигателя «жидкостного охлаждения», теряется в радиаторе. Законы физики отменить невозможно, охлаждение двигателя «жидкостного охлаждения» по сути своей остается воздушным, поэтому площадь теплопередачи радиатора должна была быть ничуть не меньшей, чем совокупная площадь оребрення цилиндров радиальной «звезды». Точнее говоря, площадь оребрения «воздушника» может быть даже значительно меньшей. Почему? Теплоотдача зависит от разности температур. Допустимая температура двигателя воздушного охлаждения определяется физико‑химическими параметрами моторного масла и может достигать 200 и более градусов. А вот максимально допустимая температура двигателя «жидкостного охлаждения» ограничена температурой закипания этой самой жидкости, т. е. уровнем в 110–120 градусов (с применением в качестве охлаждающей жидкости не воды, а этиленгликоля).

Весьма весомым (6 тонн взлетного веса) подтверждением всему вышесказанному стал американский истребитель P‑47D «Тандерболт». Огромный тупорылый «кувшин» (так его называли летчики) с двухрядной «звездой» воздушного охлаждения имел коэффициент аэродинамического сопротивления меньший (!!!), чем у остроносого «Мессершмитта», и, развивая на большой высоте скорость в 690 км/час, «Тандерболт» стал одним из самых быстрых поршневых истребителей Второй мировой войны.

До самого конца войны «спор» между радиальными и рядными моторами так и не был разрешен. Англичане отвоевали с 1939‑го по 1945‑й годы исключительно на истребителях с моторами жидкостного охлаждения, японцы – воздушного. ВВС США, Германии и СССР закончили мировую войну, имея на вооружении пару истребителей (один с радиальным, другой – с рядным двигателем): «Тандерболт» и «Мустанг», «Фокке‑Вульф» и «Мессершмитт», «Ла» и «Як». Все американские бомбардировщики были оснащены только двигателями воздушного охлаждения, почти все немецкие и английские – жидкостного. Советская авиация в конце войны имела на вооружении два типа бомбардировщика с моторами воздушного охлаждения («ДБ– Зф» и «Ту‑2»), но самым массовым был легкий бомбардировщик «Пе‑2» с двигателем жидкостного охлаждения…

 

Уравнение существования

 

Мы подошли к самому главному. Главным для понимания процесса проектирования самолета является закон природы, который в авиации получил изящное название «уравнение существования». Этот закон (подобно II закону термодинамики) имеет множество совершенно непохожих друг на друга формулировок. Например: «невозможно изменить вес любой составляющей самолета (двигатель, планер, топливо, шасси, вооружение) без того, чтобы для сохранения исходных летных характеристик не пришлось изменить вес всех остальных компонентов». Например, дополнительная пушка весом в 50 кг потребует (если мы хотим сохранить исходную тяговооруженность и связанные с ней разгонные и маневренные характеристики) небольшой «добавки» мощности двигателя. Чуть более мощный двигатель будет и несколько тяжелее. Для него потребуются более тяжелый винт и лишние литры топлива (если мы хотим сохранить исходную дальность и продолжительность полета). Потяжелевший самолет потребует усиления конструкции шасси, а для сохранения исходной удельной нагрузки на крыло потребуется увеличить площадь крыла, что приведет к росту аэродинамического сопротивления, для преодоления которого (если мы хотим сохранить максимальную скорость исходного самолета) придется увеличить мощность двигателя, который станет еще тяжелее…

Закончится ли в конце концов эта «цепная реакция». Да. Чем? Появлением нового самолета, в котором относительные доли веса каждого агрегата в общем весе самолета останутся точно такими же, как и раньше, но весь самолет в целом станет тяжелее. Это еще одна возможная формулировка «уравнения существования».

Поясним сказанное простым, но при этом вполне реалистичным числовым примером. Предположим, что на неком «исходном самолете» был двигатель мощностью в 1000 л.с. и две пушки общим весом 100 кг, при этом вес пушек составлял 4 % от общего веса (т. е. самолет весил 2,5 тонны). Добавка третьей пушки весом в 50 кг (при сохранении всех летных параметров исходного самолета!) приведет к появлению нового самолета, в котором вес пушек по‑прежнему будет составлять 4 % от общего веса, но этот новый самолет будет иметь вес в 3,75 тонны и потребует двигатель мощностью в 1500 л.с. (по умолчанию мы предполагаем, что вес мотора, его мощность и тяга винтомоторной установки связаны прямой пропорциональной зависимостью). Хорошо, если двигатель такой единичной мощности существует. В противном случае создать трехпушечный самолет (при сохранении всех летных параметров исходного) не удастся, так как установка двух моторов (по 750 л.с. каждый) на крыло радикально меняет аэродинамику (большее сопротивление) и маневренность (больший момент инерции и снижение угловой скорости крена).

Заслуживает внимания и удивительно малая доля вооружения в общем весе истребителей начала Второй мировой войны.

«Веллингтон»

 

Стремление к невозможному, т. е. желание сохранить высокую горизонтальную маневренность (на уровне лучших бипланов середины 30‑х годов) и при этом добиться скорости, значительно превосходящей скорость новейших бомбардировщиков, потребовало значительного увеличения тяговооруженности, т. е. использования все более и более мощных моторов. Вес винтомоторной группы дошел до половины от веса пустого самолета, и истребитель превратился в «мотор с крыльями», где не осталось места для того главного, ради применения которого истребитель и взлетает в небо, – вооружения. Двигатель «съел» самолет…

Надеюсь, что все это не слишком сложно. Из «уравнения существования» следует множество интересных выводов. В частности, на каждом определенном этапе развития техники соотношение относительного веса планера, двигателя, топлива, полезной нагрузки у самолетов с одинаковыми летными характеристиками (скорость, дальность, скороподъемность, располагаемая перегрузка) будет почти одинаковым.

Возьмем, например, бомбардировщик, способный переместить 1 тонну бомб на расстояние в 2–3 тысячи километров с крейсерской скоростью 300–360 км/час. Этим требованиям в конце 30‑х годов отвечали английский «Веллингтон», немецкие «Хейнкель‑111» и «Юнкерс‑88», советский «ДБ‑Зф», итальянский «Савойя‑Маркетти‑79». Внешне это очень разные самолеты, с разным числом и типом охлаждения двигателей, разными аэродинамическими и конструктивно‑силовыми схемами, сделанные из различных материалов и по‑разному вооруженные.

Но – доля веса топлива в нормальном взлетном весе выражается весьма сходными цифрами: 21,2 %, 27,6 %, 27,6 %, 32,5 %, 24,8 %. Из общего ряда, как видно, выпадают два самолета: «Веллингтон» (21,2 %) и «ДБ‑Зф» (32,5 %). Но это как раз тот случай, когда «исключения подтверждают правило». «Веллингтон» летал медленнее всех (крейсерская скорость всего 290 км/час), потому и расходовал топливо экономичнее, а «ДБ‑Зф» имел значительно большую дальность полета (до 3300 км).

Вернемся теперь к сравнению параметров истребителей. Относительный вес конструкции (планер + двигатель + шасси) на протяжении всей войны практически не изменился, и у трех десятков самых разных по характеристикам и внешнему виду истребителей укладывался в диапазон 74–82 % от общего взлетного веса самолета. Другими словами, на топливо и полезную нагрузку оставалось порядка 18–26 % от взлетного веса. Например, вес конструкции истребителя «Мессершмитт» «Bf‑109»Е‑3 составлял 2016 кг; полезная нагрузка (592 кг, или 22,8 % от взлетного веса) состояла из топлива и масла (330 кг), вооружения с боеприпасами (172 кг), летчика с парашютом (90 кг).

А теперь сравним весовые характеристики «Мессершмитта» серии Е (один из самых легких истребителей начала войны) с весом самого тяжелого одномоторного истребителя конца войны.

История создания и боевого применения американского «Тандерболта» (вес пустого 4452 кг, нормальный взлетный вес 5961 кг) может послужить отличной иллюстрацией сразу нескольких основополагающих правил самолетостроения. Высокая удельная нагрузка (214 кг на кв. м) позволила самому тяжелому истребителю Второй мировой стать одновременно и рекордсменом скорости. Четвертая часть от 6 тонн взлетного веса американского истребителя составляет 1500 кг, но летчик, пилотирующий 6‑тонный самолет, ничуть не толще и не тяжелее других. Вместе с парашютом он весит не более 100 кг. В результате на вооружение, приборное оборудование и топливо в «Тандерболте» остается 1400 кг – в три раза больше, чему «мессера» серии Е.

Вот поэтому на борту «Тандерболта» мы и обнаруживаем 6 или 8 крупнокалиберных пулеметов с огромным боекомплектом (в перегрузочном варианте – до 3400 патронов); в кабине летчика – полный комплект всевозможного оборудования (от писсуара до автопилота и средств радионавигации); за спиной пилота – мощное бронирование, под ногами – совершенно уникальная стальная «лыжа», сберегающая жизнь летчика при вынужденной посадке на фюзеляж. Для штурмовки наземных целей «Тандерболт» мог поднять 900 кг бомб и 10 ракет калибра 127 мм (это соответствует боевой нагрузке двух наших штурмовиков «Ил‑2»). Максимальная дальность полета в 3780 км (с подвесными баками) позволяла сопровождать любой бомбардировщик, даже тот, который в Германии или СССР назывался бы «дальним».

Таким образом, огромные усилия американских ученых и инженеров, создавших для «Тандерболта» двигатель с турбонаддувом единичной мощностью в 2300 л.с., были потрачены не зря. Они позволили создать одноместный одномоторный самолет, который при вполне приемлемых летных характеристиках (и даже рекордной скорости) имел взлетный вес в 6 тонн. Большой взлетный вес (а значит, и большой вес полезной нагрузки) позволил создать на базе этого самолета высокоэффективную многоцелевую систему вооружения, способную на огромных пространствах выполнять самые разнообразные боевые задачи.

Шеститонный самолет и двигатель мощностью в 2300 л.с. – это не только огромное достижение конструкторской мысли. Это еще и огромные финансовые затраты, огромный расход топлива на каждый вылет. Нельзя ли решить задачу проще и дешевле? «Уравнение существования» подсказывает несколько возможных путей. Во‑первых, всегда можно «купить» рост одних характеристик ценой снижения других. Вернемся к примеру с установкой дополнительной третьей пушки на легкий истребитель весом в 2,5 тонны. Совсем необязательно запускать «цепную реакцию» роста абсолютного веса всех агрегатов самолета. Самый простой и быстрый способ – залить в топливный бак на 50 кг бензина меньше. При этом сохранятся все летные характеристики исходного самолета. Кроме одной – дальности полета. Приемлемая ли это цена за увеличение огневой мощи вооружения? В ряде случаев – да. А если далеко летать не надо, то можно и часть приборного оборудования снять, а за счет экономии веса «купить» дополнительный боекомплект.

Есть и гораздо лучший способ разумного использования «уравнения существования». Совсем необязательно улучшать одни параметры ценой ухудшения других. Можно (и нужно) пойти другим путем. 50 и более кг веса можно сэкономить за счет снижения веса конструкции. Так как вес планера (фюзеляж, крыло, хвостовое оперение) составлял для истребителей эпохи Второй мировой войны порядка 35–40 % веса пустого самолета, то даже самое скромное облегчение конструкции позволяло найти «лишние» 2–3 % веса, позволяющие очень заметно увеличить полезную нагрузку.

«Самое главное глазами не увидишь». Эти слова знаменитого летчика, писателя и философа А. Экзюпери очень точно отражают главные проблемы и возможности в проектировании самолета. Выбор оптимальной конструктивно‑силовой схемы, тщательная проработка конструкции каждого узла и детали, создание высокопрочных материалов – вот те невидимые постороннему глазу усилия, которые в конечном итоге и определяют летные характеристики самолета. Удивительно, но факт: скучный сопромат (занудное учение о прочности гаек, болтов, стержней и оболочек) оказался по меньшей мере столь же важен, как и все красоты аэродинамики.

Приведем еще один показательный пример. На рубеже 30 – 40‑х годов разрабатывался и поступал на вооружение ВВС ведущих стран мира ряд истребителей с двигателями мощностью 1050–1100 л.с. При почти одинаковых мощности двигателя и максимальной скорости вес этих с