Разгром 1941 - Марк Солонин

И вот только после того, как воздушный бой распадался на отдельные индивидуальные схватки, наступала (если наступала) очередь для того, о чем так любят дискутировать на всевозможных Интернет-форумах: для соревнования в скорости и маневренности самолетов.

Разумеется, исход этого соревнования зависит и от ТТХ самолетов. Но не только, и даже не столько от них. Истребители в воздушном бою не летают так, как описано в нашей Главе 2. Боевые самолеты маневрируют на так называемых «динамических режимах». Это режим полета, основанный на непрерывном преобразовании кинетической энергии (энергии движения) самолета в потенциальную энергию (энергию положения) и наоборот. Или, другими словами, превращении скорости в высоту и высоты в скорость. Самым простым примером такого преобразования скорости в набор высоты является маневр, называемый «горка» (см. рис. 9).

Исходя из фундаментального закона сохранения, сумма кинетической и потенциальной энергии в начальном и конечном состоянии должны быть равны друг другу.

Рис. 9

Например, реактивный самолет летел с начальной скоростью 2340 км/ч (650 м/с). За счет потери скорости до эволютивной (т. е. такой минимально допустимой скорости, при которой еще сохраняется эффективность действия аэродинамических рулей), равной 360 км/ч (100 м/с), он может подняться на 20 854 м. Конечно, этот расчет не учитывает действия как аэродинамического сопротивления, так и тяги работающего двигателя, поэтому он приведен только для иллюстрации. Реальным примером может быть советский истребитель «МиГ-25», который способен выполнить динамическую горку на 15 километров – с высоты статического потолка 20 км до 35 км.

Теперь от отвлеченных примеров перейдем к параметрам истребителей Второй мировой.

«Инструкция летчику по эксплуатации и технике пилотирования самолета «Ла-5» с мотором М-82» 1943 года предписывала производить горку следующим образом:

«После разгона самолета до максимальной скорости плавно выбрать ручку на себя и установить угол подъема около 60 гр. При достижении скорости 270 км/час по прибору плавно отжимать ручкой самолет в горизонтальный полет или в разворот с небольшим креном в 15–20 гр. в желаемую сторону, следя, чтобы скорость была не менее 250 км/час (это и есть эволютивная скорость для «Ла-5»). Набор высоты за горку около 1000 м. Время выполнения 12–15 секунд»

Набор высоты 1000 метров за 12–15 секунд на динамической горке означает достижение вертикальной скорости 67–83 м/сек.

Вертикальная скорость 67–83 метров в секунду.

Это не много, а невероятно много. Если мы посмотрим на те ТТХ истребителей начала Второй мировой войны, которые приведены во всех книгах и справочниках, то обнаружим, что типичный истребитель развивал вертикальную скорость 12–14 м/сек (700–850 м/мин). Недопустимо низкой могла считаться вертикальная скорость в 10–11 м/сек, исключительно высокой – вертикальная скорость порядка 15–17 м/сек. В конце войны огромными усилиями конструкторов и ученых были созданы истребители, способные развить вертикальную скорость в 19–22 м/сек («Ла-7», «Спитфайр» Mk-XIV, «Мессершмитт» Bf-109G-10). Причем все эти значения относятся к так называемой «начальной» вертикальной скорости или «вертикальной скорости у земли». По мере набора высоты и связанного с этим падения тяги винтомоторной установки вертикальная скорость быстро уменьшается. Так, вертикальная скорость истребителя «Ла-5ФН» у земли составляла 17,7 м/сек, на высоте 5 км она уменьшалась до 14 м/сек, а уже на высоте 7 км падала до 10 м/сек.

Большую вертикальную скорость и способность «взмывать в небо» истребители той эпохи достигали ТОЛЬКО на динамических режимах.

Например, в инструкции по эксплуатации «ЛаГГ-3» (того самого истребителя, который на всех фронтах называли «Лакированный Гарантированный Гроб») рекомендуемым углом набора высоты при выполнении фигуры, именуемой «ранверсман» (сочетание горки с разворотом и последующим пикированием), называется угол в 70–80 градусов к горизонту. Но и это еще не предел возможной динамической скороподъемности. Указанные режимы выполнения горки или ранверсмана предполагали, что выполнение фигуры начинается из горизонтального полета с максимальной скоростью. Но ведь возможен и полет с большей скоростью – со скоростью пикирования. Для «ЛаГГ-3» это 600 км/час, «Як-3» пикировал со скоростью 700 км/час. Переходя с такой скорости в динамическую горку, можно было действительно «свечой взмыть в небо».

С другой стороны, все книги и справочники, все «таблички» приводят значения вертикальной скорости на «статическом» режиме набора высоты, т. е. в полете с постоянной горизонтальной (относительно земли, а не относительно воздушного потока) скоростью. Оптимальной скоростью при статическом наборе высоты для самых разных по конструкции самолетов («ЛаГГ-3», «Ла-5», «Як-3», «Киттихоук» «Р-40», «Мессершмитт» «Bf-109» G-2) инструкции по эксплуатации называют примерно одну и ту же скорость в 270–275 км/час. При таких значения горизонтальной и вертикальной скорости статический набор высоты происходил: у «безнадежно-устаревших» истребителей типа английского «Харрикейна» или французского «Блох» «MB -152» под углом 6–7 градусов к горизонту, а у наиновейшего «Спит-файра» или «Мессершмитта» – под углом 12–13 градусов к горизонту. Ни то, ни другое, ни 6, ни 13 градусов, не имеет ничего общего с энергичным маневрированием в воздушном бою.

Типовые траектории набора высоты типичных истребителей Второй мировой войны при статическом и динамическом режимах показаны на рис. 10

Рис. 10

Уважаемый читатель, посмотрите на рис. 10 как можно внимательнее. Он того заслуживает. В предыдущих главах мы отметили реальный, бесспорный ФАКТ: летая на совершенно одинаковых самолетах, одни летчики сбивали вражеские самолеты десятками, а другие (и таких было абсолютное большинство) не сбили за всю войну ни одного самолета. Рис. 10 является наглядным объяснением одной из многих причин, объясняющих этот факт. Рис. 10 показывает, что в воздушном маневрировании практически все зависело от тактики организации боя (заблаговременный набор высоты и внезапность атаки) и индивидуального мастерства летчика (умение летать на динамических режимах).

«Скороподъемность, так же как и скорость, находится в очень большой зависимости от превышения. Если истребитель находится вверху, то он после атаки с пикирования может на короткий период дать огромную скороподъемность и уйти вверх чрезвычайно крутой горкой.

Летчик, видя «Ме-109», проскакивающий мимо него с большой скоростью и уходящий свечой вверх, иногда не учитывает, что все это достигается не столько за счет качеств самолета, сколько за счет тактики, за счет преимущества в высоте, дающего на короткий период резкое увеличение скорости и скороподъемности…» (Наставление по ведению воздушного боя 1943 г.)

Динамическая горка, позволяющая увеличить реальную скороподъемность истребителя в 5–6 раз по сравнению со статическим режимом набора высоты, не является единственным видом динамического режима боевого маневрирования. Скорость (т. е. запас кинетической энергии) можно превратить не только в набор высоты, но и в «дополнительную тягу двигателя», резко повышающую горизонтальную маневренность самолета.

«Боевой разворот. Для выполнения боевого разворота разогнать самолет до максимальной скорости. Вводить самолет в боевой разворот с креном 15–20°; одновременно увеличивать угол набора и плавно давать полный газ. Выводить самолет из боевого разворота в горизонтальный полет на скорости 280 км/час с работающим на полной мощности мотором. После вывода из разворота газ сбавить до нормального. При выполнении боевого разворота самолет набирает высоту 800 м».

В чем физический смысл этого маневра? Кинетическая энергия, накопленная перед началом боевого разворота («разогнать самолет до максимальной скорости»), в дальнейшем расходуется на преодоление резко возрастающего при полете с большими углами атаки аэродинамического сопротивления. Можно сказать так: к тяге двигателя при динамическом развороте добавляется «сила инерции» (хотя школьные учителя физики очень не любят упоминания об этой не существующей в природе силе). Кроме того, за счет значительного падения скорости (с максимальной 500–565 км/час до указанной в инструкции 280 км/час) на боевом развороте обеспечивается одновременно и набор высоты (т. е. прирост потенциальной энергии, которую в следующую секунду боя можно будет снова превратить в прирост скорости на пикировании).

Полноценное использование огромных возможностей динамических режимов («огромных» – это значит улучшающих характеристики маневренности не на проценты, а в разы) отнюдь не просто. Кроме того, что от пилота требуется высокая летная и физическая подготовка, необходима опять же соответствующая тактика боевого применения.