Читаем Supermarine Spitfire. Часть 1 онлайн бесплатно

«Война в воздухе» № 93, 2001 г. Периодическое научно-популярное издание для членов военно-исторических клубов. Редактор-составитель Иванов С. В. При участии ООО «АРС». Лицензия Л В № 35 от 29.08.97 © Иванов С. В., 2002 г.

Издание не содержит пропаганды и рекламы. Отпечатано в типографии «Нота» г. Белорецк, ул. Советская. 14 Тираж: 300 экз.

Реджинальд Джозеф Митчелл родился 20 мая 1895 года в деревне Тейк неподалеку от Стоук-он-Трент. Он был первым из пяти детей в семье учителя Герберта Митчелла. Реджинальд рано заинтересовался авиацией и уже в молодости строил летающие модели. В 1911 году он начал работать на фирме «Керр Стюарт amp; Ко» в Стоуке. Фирма выпускала паровозы. В 1916 году он перешел на работу на фирму «Пембертон Биллинг Лтд.» в Вулстоне под Саутгемптоном. Эта фирма занималась главным образом ремонтом самолетов морской авиации. Кроме того, на фирме построили несколько собственных прототипов, которые отличались оригинальностью конструкции, но серийно не выпускались. Незадолго до начала Первой Мировой войны фирма сменила свое название на «Супермарин Эйвиейшн Уоркс».

На новом месте Реджинальд Митчелл быстро сделал карьеру. Уже в 1919 году в возрасте 24 лет он стал главным конструктором фирмы. В то время самолеты создавались «на глаз». Эскизы деталей Митчелл имел привычку делать мягким карандашом с толстым грифелем. Чертежники, позднее создававшие по эскизам чертежи, отсчитывали расстояние по середине линий, которые на эскизах Митчелла могли иметь ширину 5 мм и больше.

Фирма «Супермарин» занималась ремонтом и проектированием гидросамолетов. Первым крупным успехом фирмы стала победа в конкурсе Шнайдера в 1922 году, когда летающая лодка «Си Лайон» развила в горизонтальном полете среднюю скорость 233 км/ч. Спустя три года одномоторный гидросамолет «Супермарин S.4» развил среднюю скорость 364 км/ч. Этот рекордный результат удалось получить благодаря необычайно чистой для того времени аэродинамике самолета. К сожалению при подготовке к очередному конкурсу Шнайдера самолет разбился из-за возникшего флаттера крыла. Летчик-испытатель сумел уцелеть в произошедшей катастрофе. В этом же году фирма создала самолет, который пошел в серию. Двухмоторная разведывательная летающая лодка «Саутгемптон» выпускалась серией в 79 машин, для Королевских ВВС и иностранных заказчиков.

Гидросамолеты фирмы «Супермарин» продолжали ставить рекорды. В 1927 году самолет S.5 выиграл очередные соревнования, развив скорость 452 км/ч. На конкурсе Шнайдера 1929 года очередной гидроплан S.6 показал максимальную скорость 574 км/ ч. В 1931 году гидроплан S.6B на конкурсе Шнайдера развил скорость 655 км/ч.

Все эти успехи принесли фирме «Супермарин» мировую известность, но почти никаких заказов. Достаточно сказать, что рекордные самолеты S.4, S.5 и S.6B были выпущены общей серией в восемь машин. На протяжении описываемого периода фирма получала доходы в основном за счет выпуска и ремонта летающих лодок «Саутгемптон». В 1928 году контрольный пакет акций компании приобрел концерн «Виккерс», но первое время после покупки дела на фирме шли по прежнему.

Осенью 1931 года Министерство авиации выдало техническое задание F.7/30 на новый истребитель, предназначенный на замену устаревшего истребителя «Бристоль Бульдог». Многостраничный документ сыграл заметную роль в истории «Спитфайра». В первом из четырнадцати параграфов определялись характеристики, которыми будущий самолет должен был обладать:

Максимальная скороподъемность;

Максимальная скорость на высоте более 15000 футов (4600 м);

Хороший обзор из кабины;

Маневренность;

Технологичность, позволяющая простое и массовое производство;

Простота технического обслуживания.

Вооружение состояло из четырех пулеметов и бомбодержателей для четырех 20-фунтовых (9-кг) бомб. Разрешалось использовать на самолете любой двигатель английского производства.

В момент появления спецификации F.7/30 страна находилась в состоянии экономического кризиса, который особенно больно ударил по английской авиационной промышленности. Поэтому возможность получить крупный правительственный заказ и, возможно, иностранных клиентов, породила ожесточенную конкуренцию между английскими авиастроительными фирмами. В течение трех лет было создано по меньшей мере восемь самолетов самых разных конструктивных схем. Пять моделей представляли собой бипланы: «Бристоль 123», «Хоукер PV.3», «Уэстленд PV.4», «Блэкберн F.7/30» и «Глостер SS 37». Три других самолета выполнили по схеме моноплана: «Бристоль 133». «Виккерс Джокки» и «Супермарин 224».

«Супермарин 224» представлял собой цельнометаллический низкоплан, что в то время было новинкой. Самолет оснастили 670-сильным двигателем «Госхоук» фирмы «Роллс-Ройс». Такой же двигатель использовался на конкурентах «Бристоль 123», «Хоукер PV3», «Уэстленд PV4» и «Блэкберн». Двигатель «Госхоук» был в то время самым мощным английским авиационным двигателем. Повысить мощность двигателя удалось за счет оригинальной системы охлаждения, работающей при повышенном давлении. Вода в рубашку двигателя подавалась под давлением, что повышало температуру ее кипения. Покинув двигатель, перегретая вода тут же испарялась, а пар направлялся в конденсационные камеры у передней кромки крыла. Оттуда конденсат собирался в промежуточный бак и снова подавался в двигатель.

Истребитель «Супермарин 224» был единственным монопланом с двигателем «Госхоук». Конденсационные камеры простирались почти до законцовок крыла. Промежуточные баки находились в верхней части обтекателей неубирающихся стоек шасси. Чтобы увеличить рабочую охлаждающую поверхность, переднюю кромку крыла выполнили из гофрированного дюраля.

По сравнению со своим предшественником самолет «Тип 224» не отличался совершенством ни в плане конструкции, ни в плане аэродинамики. Конструкторы, опасаясь флаттера и не имея опыта создания свободнонесущих конструкций, перестарались, сделав крыло излишне толстым и тяжелым.

Прототип облетали в феврале 1934 года. Быстро обнаружились проблемы с охлаждением двигателя. Если конкуренты-бипланы имели достаточно пространства для охлаждения пара в верхнем крыле, то на «типе 224» все было гораздо сложнее. Из верхнего крыла вода бесперебойно самотеком поступала в промежуточный бак. На моноплане циркуляцию воды приходилось обеспечивать принудительно с помощью пары насосов. Температура конденсата была немногим ниже температуры кипения, поэтому любое падение давления приводило к вскипанию воды. В результате двигатель не охлаждался. Такие случаи отмечались достаточно часто в ходе предварительных испытаний.

Но и при адекватной работе насосов двигатель «Госхоук» перегревался при быстром наборе высоты. Когда самолет набирал высоту 4500 м, конденсационные камеры в крыльях переполнялись паром. При этом срабатывали предохранительные клапаны на законцовках крыла. Заметив белые струйки пара, пилот должен был перевести машину в горизонтальный полет и подождать, пока давление в конденсационных камерах придет в норму. Обслуживание самолета затруднялось тем обстоятельством, что обшивка крыла в районе камер раскалялась на столько, что требовалось довольно много времени пока она остынет и к ней можно будет прикасаться голыми руками.

Со всеми этими недостатками можно было бы мириться, если бы характеристики самолета оказались лучше, чем у конкурентов. Но, к сожалению, все было совсем не так. Максимальная скорость «Супермарина 224» составляла всего 383 км/ч, а высоту 15000 футов он набирал 8 минут. Победителем конкурса стал биплан «Глостер SS 37», который пошел в серию под названием «Глостер Гладиатор». Победитель развивал максимальную скорость 390 км/ч, а высоту 15000 футов набирал за 6,5 минут.

После всесторонних испытаний на армейском полигоне в Мартлсхем-Хит, самолет передали в исследовательский центр в Фарнборо. В 1937 году самолет использовали в качестве учебной цели на полигоне Орфорднесс.

Весной или летом 1935 года самолету «Тип 224» присвоили собственное имя — «Спитфайр». В разговорном английском слово «spitfire» означает «злобный, нервный, вспыльчивый человек» или в данном случае даже «человек, писающий кипятком».

Летом 1934 года, когда еще шли испытания самолета «тип 224», фирма «Супермарин» приступила к переговорам с Министерством авиации, предлагая новую, более совершенную машину. Новый самолет «тип 300» представлял собой развитие «типа 224». Ожидалось, что за счет использования убирающегося шасси, устранения выступающих деталей, замену гофрированной обшивки гладкой и уменьшения размаха крыла удастся увеличить максимальную скорость самолета примерно на 50 км/ч. В конце 1934 года проект «Супермарин № 425а» представили в Министерство авиации.

Военные не слишком заинтересовались предложением фирмы. Но Митчелл не сдавался и его коллектив продолжал совершенствовать «тип 300». Ранней осенью самолет оснастили более тонким крылом размахом всего 11,3 м. Кабину закрыли фонарем, а конструкцию облегчили за счет использования работающей обшивки. Двигатель планировалось оставить прежним. Ожидалось, что скорость самолета составит около 450 км/ч. С более мощным двигателем самолет мог развить и большую скорость. На подходе были 700- и даже 800-сильные двигатели «Напьер Даггер». 6 ноября 1934 года руководство концерна «Виккерс» вмешалось в работу фирмы, предложив оснастить самолет перспективным двигателем «Роллс-Ройс PV XII» (в будущем этот двигатель прославился под названием «Мерлин»). Но в то время мотор PV XII еще был сыроват и не годился для установки на самолет. В июле 1933 года двигатель прошел 100-часовое испытание, показав стартовую мощность 635 л.с. и максимальную мощность 800 л.с. на высоте 12000 футов (3700 м). Ожидалось, что мощность мотора удастся довести до 1000 л.с. В ноябре 1934 года Митчелл получил согласие на продолжение работ над самолетом «тип 300» с двигателем PV XII. Это решение утвердил директор концерна «Виккерс (Эйвиейшн) лтд.» сэр Роберт Маклин. Концерн взял на себя финансирование проектных работ, ожидая получить правительственный заказ. Министерство авиации поддержало идею оснастить самолет двигателем PV XII. 1 декабря 1934 года фирма получила заказ AM 361140/34 на выпуск прототипа «доработанного самолета F.7/30» суммой 10000 фунтов стерлингов. Новый самолет следовало представить к октябрю 1935 года.

3 января 1935 года Министерство авиации опубликовало техническое задание F.37/ 34, во многом основанное на предложениях Митчелла. Эта спецификация представляла собой двухстраничное дополнение к прежнему техзаданию F.7/30. Конкретных требований к характеристикам самолета по-прежнему не предъявлялось. Утверждалось лишь, что они должны быть максимально возможными.

Двигатель PV XII оказался почти на треть тяжелее, чем «Госхоук». Чтобы скомпенсировать смещение центра тяжести вперед, значительно уменьшили стреловидность передней кромки крыла. При этом логичным шагом стало придание крылу эллиптической формы, ставшей отличительной чертой нового самолета. Такая форма крыла обеспечивала минимальное сопротивление (теоретически идеальную аэродинамику имеет именно овальное крыло). Но не это было главным. Эллиптическое крыло имеет больший внутренний объем, чем аналогичное по свойствам крыло трапециевидной формы. Именно это обстоятельство учитывалось прежде всего, так как в крыле предполагалось разместить убирающееся шасси и вооружение. Для крыла выбрали про-)иль NACA 2200 переменной высоты от. — фюзеляжа до 6 % на законцовках. Некоторые авторы утверждают, что английские конструкторы позаимствовали крыло у немецкого самолета «Хейнкель Не 70». Но это не так. Не 70 был самолетом совсем другого типа, другого предназначения и других скоростных характеристик.

Несмотря на определенную похожесть, крыло Не 70 имело совсем другую форму, профиль и толщину. Но Митчелл, все же позаимствовал кое-что из конструкции Не 70 — а именно заклепки с потайными головками. Совместить максимальную прочность и жесткость крыла с минимальной массой оказалось нелегко. Главный лонжерон составили из двух балок закрытого сечения, составленных из нескольких профилей, вставленных друг в друга. Лонжерон соединялся с нервюрами, установленными на одинаковом расстоянии друг от друга. Обшивку передней кромки крыла выполнили из толстого дюралевого листа. В результате вдоль передней части крыла образовалась удлиненная камера, имевшая D-образное сечение. Камера играла роль основной несущей конструкции крыла, одновременно работая и в качестве конденсационной камеры. Четыре пулемета установили в крыле. Пулеметные стволы находились внутри трубок, проходивших через камеру. Так удалось создать прочное и в то же время легкое крыло, во многом обеспечившее успех всего самолета.

Другой необычной чертой крыла была его скрученность. Угол атаки у основания крыла составлял +2 гр и постепенно изменялся до -0,5 гр у законцовок. В результате срыв воздушного потока начинался у основания крыла. При этом возникала характерная вибрация, предупреждавшая пилота о необходимости выйти из маневра. При этом воздушный поток у законцовок еще оставался нормальным, и самолет слушался элеронов.

Стойки шасси прикрепили к задней поверхности главного лонжерона. Стойки убирались наружу и назад, так что их ниша находилась в задней части крыла, не испытывающей серьезных нагрузок. Колею шасси решили сделать узкой, чтобы при касании не перегружать лонжерон.