Авиация Второй мировой
На главнуюПоиск на сайте English
 
Моторы Статьи Конструкторы BMW VI - M-17 Моторы Микулина Моторы Климова Моторы Швецова Эволюция... ТВД в СССР Управление ВМГ Мощность ДВС English Rolls-Royce Merlin Rolls-Royce Merlin 25 Справка Авиадвигатели Нагнетатели «Циклон» SR-1820 Испано-Сюиза 12

Пара слов о шести рычагах

Особенности управления советских и немецких истребителей периода Второй мировой

Денис Белов

Как известно, история Великой Отечественной войны изобилует самыми разнообразными легендами и мифами. Одни из них со временем исчезают или забываются, но вместо них тут же возникают другие, порой противоположные по смыслу. В прежние времена общепринятым в нашей стране было мнение о полном техническом превосходстве новых советских истребителей, принятых на вооружение перед войной, над вражескими машинами. В 90-е годы маятник качнулся в обратную сторону и превозносить стали технику противника.

Как же найти истину среди этих взаимоисключающих точек зрения? Если сравнить графики изменения максимальной скорости или скороподъемности достаточно просто, то некоторые другие критерии оценить и сопоставить гораздо сложнее. Попробуем разобраться с тем, что обычно остается «за кадром» - особенностями управления советских и немецких самолетов. Важность этого параметра несомненна, ведь чем меньше пилот отвлекается на управление винтомоторной группой, триммерами, закрылками и т.д., тем больше внимания он может уделять воздушной обстановке, а соответственно - повышается его шанс вовремя заметить противника и атаковать, либо самому благополучно уйти из-под удара.

В журнале «Аэрохобби» № 1 -1993 была напечатана статья «Ла-5 глазами Люфтваффе», с отчетом немецкого летчика-испытателя Ганс-Вернера Лерхе об испытаниях трофейного Ла-5ФН. В частности, там говорилось: «Управление шагом винта, радиаторами, жалюзи, триммерами и т.п. - ручное при помощи различных тяг. Это ведет к отвлечению внимания летчика и снижению летных характеристик в ходе воздушного боя». Далее шел редакционный комментарий: «(например, для резкого увеличения скорости полета летчику Ла-5 необходимо было переместить последовательно шесть рычагов - прим. «Аэрохобби»)».

Попробуем разобраться, что же должен был регулировать в ходе боя пилот истребителя 40-х годов прошлого века?

Важнейшим параметром, определяющим характеристики самолета, помимо наддува двигателя (газ) и числа оборотов воздушного винта, является положение лопастей винта относительно набегающего потока воздуха, именуемое шагом винта. На большинстве истребителей того времени применялись винты изменяемого шага (ВИШ).

Для чего нужен ВИШ? Мощность двигателя регулируется дроссельной заслонкой карбюратора, управляемой рычагом газа. Однако мощность зависит и от того, какое сопротивление вращению оказывает винт. Если он «тяжелый» (то есть, с большим сопротивлением), то, несмотря на дачу полного газа, двигатель не разовьет номинальных оборотов и не удастся получить номинальную мощность. Обороты и мощность можно изменять не только дросселированием мотора, но и изменением внешней нагрузки на вал - «облегчением» и «затяжелением» винта.

Для полета на максимальной скорости, набора высоты, взлета и т. д., выгодно задавать максимально допустимые обороты, так как поддерживая их, двигатель отдает винту полную мощность. Но необходимости в сохранении максимальных оборотов при полете не на полной мощности нет, так как двигатель, работая на малой мощности с большими оборотами, имеет большой удельный расход горючего, а винт - пониженный к.п.д., поскольку его лопасти работают с очень малым углом атаки.

Управление шагом на советских истребителях Як, МиГ и Ла осуществлялось с помощью автоматического регулятора постоянных оборотов (РПО). Таким образом, у пилота не возникало необходимости вручную изменять шаг винта, двигая ручку, -это делал РПО, а пилот лишь выставлял требуемые обороты. Исключением был режим пикирования. Для достижения наибольшей скорости необходимо пикировать с полным газом, установив обороты ниже номинальных на 200-400 об/ мин. Для уменьшения скорости нужно, наоборот, убрать газ и «облегчить» винт.

РПО являлся гидравлическим механизмом. Изменение угла установки лопастей осуществлялось за счет давления масла, отбираемого из картера двигателя и нагнетаемого во втулку винта специальным насосом.*

На немецком истребителе Bf 109 также применялось автоматическое управление «шаг-газ», но его пропеллер фирмы VDM имел не гидравлический, а электрический механизм изменения установочного угла лопастей.

Какая из систем лучше? Явным преимуществом электрического управления шагом являлась его неподверженность раскрутке и более высокая устойчивость к повреждениям - генератор и электропроводка менее уязвимы, чем маслосистема. Кроме того, гидравлическое управление ВИШ было аналоговым, управляющее воздействие менялось непрерывно, но с некоторой задержкой, что приводило к небольшому забросу оборотов. Управляющие воздействия на лопасти в системе с электрическим управлением имели меньшую временную задержку.

Воздушные бои велись, как правило, на максимальной мощности двигателей. В этом режиме максимальная тяга, снимаемая с винта, достигалась на предельно допустимых оборотах двигателя, то есть - при полностью «облегченном» винте. Пилот двигал ручку РПО вперед до упора и более не заботился об изменении шага: РПО сам удерживал обороты в заданном режиме (исключение - раскрутка ВИШ). Точно так же поступали и германские летчики.

Поэтому встречающееся кое-где утверждение, что на советских самолетах, в отличие от немецких, пилотам приходилось постоянно вручную управлять шагом винта, неверно.

На «Фокке-Вульфе» FW 190 устанавливалась гидравлическая система управления шагом, включенная в единую автоматическую систему управления двигателем (так называемый «командный пост» - Kommandogerat). Kommandogerat также регулировал включение/ выключение на заданной высоте второй ступени нагнетателя и работу топливного (высотного) корректора. Фактически пилот FW 190 управлял всеми параметрами работы винтомоторной группы только одной ручкой газа.

Авиадвигатели в период Второй мировой войны, как правило, оборудовались системами форсирования (временного повышения мощности). Но если на наших машинах включение форсажа заключалась лишь в повышении наддува, то на немецких начиная с 1942-43 годов нередко использовались различные дополнительные системы (MW-50, GM-1), осуществлявшие впрыск в цилиндры двигателя водометанольной смеси или закиси азота. Причем включались они с целым рядом ограничений. Несоблюдение этих режимов приводило к выходу двигателя из строя, но даже при нормальном функционировании расход топлива резко увеличивался, а моторесурс заметно снижался. Кроме того, выход мотора на форсированный режим при включении дополнительных систем происходил не мгновенно, а через 30-60 сек.

На немецких самолетах было автоматизировано использование высотного корректора и переключение ступеней нагнетателя. Именно из-за неисправности системы управления нагнетателем (возможно, вследствие микротрещины в анероидной коробке барометрического высотного индикатора) трофейный Bf 109F-2 на испытаниях в НИИ ВВС так и не показал реальных характеристик на больших высотах, введя в заблуждение наших специалистов. Впоследствии подобные системы стали применяться у союзников, хотя и не на всех машинах. Советские же пилоты до конца войны включали вторую скорость нагнетателя вручную, следя за показаниями альтиметра.

Следующим важнейшим параметром является температура двигателя. Без сомнения, здесь управление было удобней на немецких самолетах - уже с 1941 г, на Bf 109F стали использовать автоматическое управление створками радиатора. Позже подобные устройства появились на английских «спитфайрах» и на некоторых американских истребителях. А пилот Як-1, Як-7 или ЛаГГ-3 должен был делать это вручную, что, действительно, неудобно. Неопытные летчики часто перегревали двигатель, не открыв вовремя створки радиатора.

Только с лета 1944 г. автоматы регулирования температуры АРТ-41, скопированные с немецеого образца, появились на истребителях Яковлева, но на лавочкинских машинах с моторами воздушного охлаждения летчику по-прежнему приходилось вручную поддерживать температурный режим.

Вот, что говорит об этом летчик-истребитель, ветеран Отечественной войны Д.А. Алексеев: «Весь полет что-то делаешь, ежеминутная работа. Всё ж механическое, на тягах. В ходе полета, летчик постоянно регулировал охлаждение двигателя, это жалюзи впереди, да еще боковые створки. Плюс - масляный радиатор, тоже створка была. В набор идешь - на охлаждение крутишь, снижаешься - крутишь обратно, тепло сохраняешь». Когда уж тут следить за воздухом...**

Встречается утверждение, что автоматическое управление радиатором повышает максимальную скорость самолета, так как полностью открытые створки снижали скорость самолета на 30-35 км/ч. Однако, автоматический регулятор так же открывает створки радиатора при работе двигателя на максимальной мощности. На самом деле автоматическое управление створками уменьшает нагрузку на пилота, снижает опасность перегрева, но скорости оно не добавит.

Особняком стоит система охлаждения двигателя, примененная на истребителе FW 190A, F, и G. Она представляла собой 12-лопастной вентилятор, вращаемый от коленвала с повышающей передачей. На небольших скоростях он улучшал охлаждение, однако регулировка охлаждения отсутствовала. При постоянном числе оборотов вентилятора на больших скоростях происходило торможение потока, что снижало максимальную скорость, к тому же часть мощности двигателя расходовалась на вращение вентилятора.

Весьма своеобразно был решен вопрос и с охлаждением масла. Маслосистема FW 190 A/F/G отличалась от обычных не только по расположению и конструкции агрегатов, но и по принципу работы. Регулирующих температуру створок маслорадиатора не было. Масло из двигателя поступало в бак, а из него - в радиатор, расположенные кольцеобразно внутри передней части моторного капота по всему периметру, образуя общий узел с передними броневыми кольцами капота. Охлаждение масла осуществлялось за счет вентилятора, который одновременно охлаждал и двигатель.

Конечно, броня в какой-то мере защищала маслорадиатор и маслобак, от боевых повреждений, однако 3-5 мм бронезащиту трудно назвать надежной, а поражаемая площадь увеличилась, по сравнению с обычным маслорадиатором, в несколько раз. В результате двигатель воздушного охлаждения лишался одного из своих главных преимуществ - надежности, а вес бронеколец и вентилятора с приводом сводили на нет преимущества перед обычной системой охлаждения с отклоняемыми створками.

Без сомнения, два радиатора, утопленные в нижнюю плоскость крыла Bf 109, были удачным решением - они создавали минимальное аэродинамическое сопротивление, а в случае повреждения одного из них пилот мог отключить его специальным краном-отсекателем и продолжить полет. «Коробка» радиатора, расположенная под фюзеляжем истребителей Яковлева, создавала большее сопротивление, а при вынужденной посадке без шасси радиатор неизбежно выходил из строя.

Поговорим о триммерах и закрылках. Критикуя Лавочкина за использование тяг и тросов в системе управления Ла-5ФН, обычно «забывают» о способе управления закрылками на Bf 109. Эту систему трудно назвать совершенной даже для своего времени: по левую руку на борту кабины располагались два колеса, одно из которых с помощью цепного привода управляло закрылками (для полного выпуска необходимо было сделать четыре оборота), другое - углом установки стабилизатора.

Управление триммерами на многих самолетах того времени было аналогичным, но выпуск и уборка закрылков уже производились пневмо-, гидро- или электроприводом. Эта архаичная система без изменений просуществовала на всех модификациях «Мессершитта» с 1936 по 1945 год.

Для сравнения, на FW 190 управление углом установки стабилизатора, закрылками, выпуском и уборкой шасси осуществлялось с помощью электроприводов, причем закрылки имели три фиксированных положения (0°,10°,60°), каждое из которых выставлялось простым нажатием одной из трех соответствующих кнопок.

Вернемся теперь к началу нашей статьи и посмотрим, насколько соответствует действительности утверждение журнала «Аэрохобби» о необходимости переместить последовательно шесть рычагов для увеличения скорости истребителя Ла-5. Вот выдержка из «ИНСТРУКЦИИ ЛЕТЧИКУ ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ САМОЛЕТА Ла-5 С МОТОРОМ М-82» изданной в 1942 году:

При встрече с противником для достижения максимальной скорости полета необходимо:

1. Убрать сектор высотного корректора.

2. При высоте полета больше 3500 м включить вторую скорость нагнетателя.

3. Дать полный газ, при этом число оборотов в минуту должно быть равно 2400.

4. Закрыть фонарь кабины, что увеличит скорость на 10 км/час.

5. Прикрыть створки капотов и заслонку маслорадиатора до положения «по потоку» (при полном их открытии максимальная скорость снижается на 30-35 км/час).

6. Включить форсаж (непрерывно пользоваться форсажем при Рк, равном 1140 мм рт.ст., разрешается не более 5 мин.).

7. Следить за показаниями термометров, не допуская повышения температуры головок цилиндров выше 215° Ц, а температуры масла выше 125° Ц.

Пункты 4 и 5 не являются обязательными, ведь фонарь мог быть закрыт заранее, а створки капота и радиатора уже установлены «по потоку». Не является необходимым пользование высотным корректором при патрулировании на малых и средних высотах, а при наборе высоты нагнетатель нужно включить один раз. На более поздних моделях Ла-5Ф и ФН ограничения по времени пользования форсажем были сняты.

Что же остается? Дать полный газ, предварительно облегчив винт ручкой РПО и следить за температурой. В общем, никаких «шести рычагов». А пилот Яка перед боем, вообще, делал только одну операцию - передвигал одновременно рукоятки наддува и РПО вперед до упора. И все!

Подробно для самолета Ла-7 управление ВМГ.

Подводя итог нашего краткого обзора, можно сделать вывод, что управление советскими истребителями в целом было несколько сложнее, чем немецкими (особенно - FW 190). Однако эта сложность была не столь значительной, чтобы оказывать серьезное влияние на исход воздушного боя.

* Прим. админ. - Долго не удавалось завершить эпопею с упрощением управления двигателем М-82ФН. Еще в 1942 г. один Ла-5 оснастили опытным мотором М-82А с гидравлическим агрегатом объединенного управления шагом винта и газом «82-ВГ», который заменил 2 рычага. Старое управление было не только неудобно, но и вело к перерасходу топлива — даже опытный летчик не всегда мог четко соотносить оптимальные положения «газа» и шага винта. Наземная отработка совместного управления на заводе № 21 затянулась из-за отсутствия специалистов, и машину передали в ЛИИ. Полеты на ней начались только летом 1943 г. У агрегата оказалось много недостатков, но все они были устранимыми. Сложнее было увязать «82-ВГ» и регулятор оборотов Р-7. Для этого пришлось совершенствовать не только управление, но и сам мотор. Эталонный М-82Ф с «82-ВГ» начали испытывать в августе 1943 г., а в начале следующего года под объединенное управление переоборудовали опытный М-82ФН, с которым Ла-5 № 392116161 прошел в июле Государственные испытания. С августа 1944 г. агрегат «82-ВГ» внедрили в серию.

** Тот же Алексеев (см. по ссылке) об управлении в воздушном бою - "Всё лимитировалось температурой головок цилиндров – 220°С. Если ты сумел температуру головок не превысить, т.е. двигатель не перегреть, то на «ручках до упора» хоть весь полет проведи, ничего не будет. У меня было два тяжелейших воздушных боя, которые я провел именно так – газ «до упора», жалюзи максимально открыл, винт максимально облегчил, двумя руками в ручку вцепился и пошёл «кренделя» «выписывать». И, до тех пор, пока из боя не вышел, второй руки с ручки не снял. И нормально, ничего с двигателем не случилось. И не сбили меня в этих боях во многом благодаря тому, что во время боя я не на что в кабине не отвлекался. Один бой, помню минут 10-12-ть, вот так, на «полном газу», «крутились». "

и на эшелоне - "...прозрачность фонаря была нормальной, но когда через него в сторону солнца смотришь, то «плекс» блики давал, а это мешало, ведь самая опасная атака противника именно со стороны солнца. Иногда закрытый фонарь запотевал, что опасно по той же причине снижения обзора. Я ж ведомым в большей части вылетов был. Ведомый это щит пары, поэтому, первая атака врага – по мне. Ведомому надо во все глаза смотреть, любой возможность пользоваться, чтобы врага первым увидеть. Вот я и пользовался – фонарь открывал. Что касается комфорта, то могу сказать, что тогда об этом просто не задумывались. Весь полет что-то делаешь, ежеминутная работа. Всё ж механическое, на тягах. В ходе полёта, летчик постоянно регулировал охлаждение двигателя, это жалюзи впереди, да еще боковые створки, большие и маленькие. Плюс – масляный радиатор, тоже створка была. В набор идешь – на охлаждение крутишь, снижаешься – крутишь обратно, тепло сохраняешь. Плюс – триммера руля поворота и руля глубины. Плюс – смотришь вокруг во все глаза, а это значит «змейка» и крены, тоже руками-ногами работаешь. А ещё – шаг винта, высотный корректор, сектора газа. Ни единой секунды покоя. А вдруг «образуется» передышка, то рацию пытаешься подстроить…"

Источники

  • "Авиамастер." /№8 2006/

©AirPages
2003-