Авиационные моторы

"Сталин спросил меня:
- Ну, как, надумали делать истребитель с двигателем Климова?
- Да, я связался с Климовым и получил все данные...
- Как вы его вооружите? Пушка на нем будет стоять?
- А как же! На нашем истребителе будет стоять пушка калибра 20 мм и два скорострельных пулемета.
- Это хорошо... - ответил Сталин, в раздумье похаживая по кабинету..."
Александр Николаев "А.С. Яковлев. Цель жизни."

Процитированный выше разговор состоялся, как следует из слов известного советского авиаконструктора, в середине лета 1939 г. Обстановка в мире складывалась тогда довольно скверно: в Испании франкисты с помощью немецких и итальянских союзников разгромили республику, которой СССР оказывал разнообразную, в том числе и военную помощь; в районе реки Халхин-Гол шли напряженные бои против наследников самураев; на западных границах страны с каждым днем нарастала угроза со стороны фашистской Германии.

Руководство СССР прилагало огромные усилия для ускоренного технического перевооружения РККА, и в первую очередь - авиации, ведь на последнем этапе боев в Испании определенно выявилось отставание наших "ястребков" от лучших германских истребителей "Мессершмитт" Bf109, особенно модификаций D и E. Японские пилоты также сумели доставить "сталинским соколам" немало неприятностей, поскольку их машины оказались примерно равноценными нашим "ишакам" и "чайкам". Необходим был резкий технический рывок, способный обеспечить качественное превосходство отечественных истребителей над самолетами "вероятного противника". Но такой рывок мог быть осуществлен только на основе внедрения авиационных двигателей нового поколения.

Однорядные "звезды" уступают дорогу

Оба советских истребителя - И-15 и И-16, производившихся во второй половине 30-х годов серийно, оснащались однорядными звездообразными девятицилиндровыми моторами воздушного охлаждения, представлявшими собой последовательные модификации американского двигателя Райт "Циклон" R-1820F-3. "Циклон", мощность которого составляла 625 л.с., был закуплен комиссией, возглавлявшейся начальником ЦИАМ И.И. Побережским и известным конструктором А.Д. Швецовым в ходе командировки в США в 1932-1933 гг. Первые отечественные моторы являлись точными копиями заморских образцов и имели обозначение М-25. В дальнейшем, после доработок и неоднократного форсирования Швецову удалось существенно улучшить характеристики двигателя, и в вариантах М-62 и М-63 довести его взлетную мощность до 1000 и 1100 л.с., соответственно. Кроме того, мотор получил двухскоростной центробежный нагнетатель (ПЦН), что существенно увеличило его высотность. Сохранив относительно небольшую массу (около 520 кг), двигатель обеспечивал истребителям И-153 и И-16 неплохую энерговооруженность - 0,48...0,58 л.с. на килограмм полетной массы. Для набора высоты 5000 м "чайкам" и "ишакам" последних вариантов требовалось всего 5,2...5,7 мин.

Однако из-за огромного "лба" (диаметр М-62 составлял 1,375 м) доля мощности, расходуемая на преодоление аэродинамического сопротивления, получалась слишком большой и не позволяла разогнать кургузый "ишак", не говоря уж о "чайке" с ее бипланной коробкой крыльев, до скорости хотя бы 500 км/ч . Значительное лобовое сопротивление двигателя негативно сказывалось, разумеется, и на разгонных характеристиках самолета. Между тем, именно высокая максимальная скорость полета в сочетании со скороподъемностью все рельефнее выделялась военными экспертами в качестве важнейшей характеристики истребителя.

Молодой немецкий летчик Вернер Мельдерс, одержавший в Испании 14 побед над республиканскими самолетами, по возвращении на родину был признан ведущим авторитетом в области способов боевого применения истребителей. Именно он настойчиво внедрял в люфтваффе принципы боя на вертикальном маневре. По мнению Мельдерса, атаку следовало выполнять сзади сверху, преимущественно при небольших ракурсах, на повышенной скорости, огонь вести длинными очередями с малой дистанции, после завершения атаки за счет кинетической энергии разгона снова уходить наверх, откуда готовить новое нападение. Этот "рецепт" фактически идентичен знаменитой покрышкинской формуле "высота - скорость - маневр - огонь", появившейся, впрочем, позднее. Важно, что в германских ВВС к моменту нападения на СССР подобная манера ведения боя не просто получила одобрение, а стала фактически эталоном, штампом. Доказав свою эффективность в Испании, она была проверена в боях с польскими, французскими и английскими противниками.

Основной немецкий одномоторный истребитель Bf 109 (в отечественной литературе его традиционно называют Ме-109, что некорректно) к моменту нападения Германии на Советский Союз прошел почти пятилетний путь развития. Летом 1941 г. в истребительных эскадрах люфтваффе, предназначенных для ведения войны на Востоке, имелось свыше тысячи "сто девятых", большей частью модификации Е (его неофициальное наименование "Эмиль" было связано именно с буквой, определяющей модификацию). Этот вариант машины оснащался двенадцатицилиндровым рядным двигателем жидкостного охлаждения Даймлер-Бенц DB 601A, развивавшим взлетную мощность 1175 л.с. По удельной нагрузке на мощность Bf 109Е уступал "ишаку" (0,45 л.с./кг), но благодаря лучшей аэродинамике обладал превосходством в максимальной скорости и разгонных характеристиках. Особенностями его мотора являлись размещение приводного нагнетателя сбоку, а также наличие так называемой "турбомуфты" в ПЦН, обеспечивавшей плавное увеличение оборотов турбины нагнетателя с высотой. Такое техническое решение позволило немецким конструкторам избежать провала мощности, характерного для двигателей с двухскоростными ПЦН.

Летом 1941 г. в распоряжении немцев, помимо хорошо изученного в СССР "Эмиля" , имелся тайный "козырный туз" - новый вариант мессершмиттовского истребителя Bf 109F-2, оснащенный форсированным двигателем DB 601N мощностью 1285 л.с. на одноминутном чрезвычайном режиме. "Фридрих", как его называли в люфтваффе, оказался исключительно удачной машиной, у которой оптимальным образом сочеталась высокая скорость (около 600 км/ч на высоте 6000 м) с великолепной маневренностью. Надо признать, что летом 1941 г. "Фридрих" заметно превосходил все советские серийные истребители (исключая МиГ-3 на больших высотах, где бои практически никогда не велись). Имелась у него, впрочем, и ахиллесова пята: сравнительно слабое вооружение, состоявшее из 15-мм пушки и двух 7,92-мм пулеметов. Кроме того, надежность чрезмерно форсированного двигателя оставляла желать лучшего.

В силу указанных выше особенностей "ишаки" и "чайки", даже имея в кабинах опытных воздушных бойцов, мало что могли противопоставить асам люфтваффе. Последние попросту избегали схваток на горизонталях, где советские истребители имели некоторое преимущество во времени виража. В случае неудачной атаки немецкий пилот всегда стремился оторваться "горкой". Только мгновенная реакция и отличные навыки в стрельбе позволяли отдельным нашим летчикам удачно "проводить" очередью уходящий вверх германский истребитель.

Виновники наших побед

В конце 30-х годов исчерпавшие свои возможности однорядные "звезды" на истребителях всего мира уступали место V-образным моторам жидкостного охлаждения. В Советском Союзе таких "движков" было два (имеются в виду только серийные моторы): М-105 и АМ-35А. Первый, разработанный в ОКБ В.Я. Климова, представлял собой серьезно модернизированный французский мотор "Испано-Сюиза" HS 12Ybrs, лицензия на производство которого была закуплена еще в 1932 г. Важной особенностью варианта М-105П являлась возможность размещения пушки в развале цилиндров и ведения огня из нее через полый вал редуктора. К середине 1940 г. Климову удалось довести взлетную мощность мотора до 1100 л.с. (на 32 % больше, чем у французского прототипа). Кроме того, отечественные конструкторы создали двухскоростной приводной центробежный нагнетатель, позволявший сохранять номинальную мощность 1050 л.с. до высоты 4000 м. К лету 1941 г. наиболее существенные дефекты, характерные для конструкции М-105, сумели устранить. Серийный двигатель надежно вырабатывал положенные ему 100 часов, после чего отправлялся на переборку.

В 1940-1941 гг. ОКБ Климова пыталось развить успех и на базе М-105 создавало два новых мотора, одинаковых по литражу и размерам цилиндров с прототипом. Увеличения мощности двигателя М-106 планировалось добиться за счет повышения наддува приблизительно на 200 мм.рт.ст., а М-107 форсировался по частоте вращения до 3200 об./мин. Следует подчеркнуть, что в том и другом случае без существенного увеличения массы и с сохранением габаритов М-105 Климов и его сотрудники намеревались получить взлетную мощность порядка 1350...1400 л.с., что давало бы самолету любого назначения заметные преимущества перед машиной, оснащенной "сто пятыми". Вот почему и Як-1 (И-26), и ЛаГГ-3 (И-301) проектировались первоначально в расчете на М-106, однако затянувшаяся доводка климовских новинок заставила А.С. Яковлева и триумвират "В.П. Горбунов - С.А. Лавочкин - М.И. Гудков" довольствоваться М-105П.

При создании своего первого истребителя Яковлев использовал весь опыт, накопленный за предшествовавший период, когда руководимый им небольшой конструкторский коллектив создал несколько образцов легкомоторных спортивных самолетов. Применение сварной фермы фюзеляжа в сочетании с цельнодеревянным неразъемным крылом, стремление минимизировать массу машины и при этом максимально облагородить ее обводы с целью уменьшения лобового сопротивления - таковы были важнейшие идеи, настойчиво проводившиеся в жизнь молодым авиаконструктором. Что касается использования мощного двигателя жидкостного охлаждения, то здесь у ОКБ опыт был очень скромным. Впервые яковлевцы познакомились с М-105 еще в конце 1939 г. при создании ближнего бомбардировщика ББ-22бис и, надо сказать, знакомство оказалось малоприятным. Мотор в то время еще не был серийным, не отличался надежностью, а система охлаждения не обеспечивала необходимых температурных режимов.
13 января 1940 г. в воздух поднялся первый опытный экземпляр истребителя И-26-1, на котором смонтировали двигатель М-105П опытной серии. Из-за недостаточной производительности откачивающей маслопомпы масло перегревалось, и его выбрасывало через суфлерное отверстие. Другим источником масляных выбросов являлись ненадежные уплотнения. В результате лобовое стекло фонаря покрывалось непрозрачными разводами, а замаслившиеся соты радиаторов ухудшали и без того напряженный тепловой режим. Часто выходила из строя система зажигания и свечи, которые приходилось менять чуть ли не перед каждым полетом. Отмечались и другие дефекты.
Из-за выбивания масла через суфлер и раскрутки винта двигатель М-105П часто выходил из строя, в его картере обнаруживали стружку. По этой причине за время заводских испытаний на первом И-26 было заменено пять двигателей. Но, несмотря на все трудности, 1 июня 1940 г. в НИИ ВВС поступил на госиспытания второй летный экземпляр И-26-2 . И хотя двигатель по-прежнему перегревался и "плевался" маслом, результаты испытаний сочли успешными: ведь будущий Як-1 показал максимальную скорость 585,5 км/ч, т.е. более высокую, чем имел Bf 109E. Интересно отметить, что его двигатель М-105П постановлением СНК был запущен в серию только 23 мая 1940 г., всего за неделю до начала госиспытаний И-26-2!

Прототип другого отечественного истребителя И-301, оборудованного мотором М-105П, поступил на госиспытания 15 июня 1940 г. В отличие от Яка, конструкция этой машины была цельнодеревянной. Впрочем, применялась не простая древесина, а скорее - композиционный материал, как назвали бы его теперь, поскольку элементы крыла, фюзеляжа и оперения прессовались из шпона, пропитанного клеем ВИАМ-Б-3. Ведущий инженер НИИ ВВС Рабкин вспоминал: "Ажурные формы деревянных частей конструкции И-301 выглядели добротными и в то же время изящными. Они радовали глаз целесообразностью и гармоничным сочетанием элементов и, может быть, в силу этого не казались тяжеловесными, какими были в действительности". Опыт применения "композитов" в начале сороковых оказался негативным: серийный ЛаГГ-3 весил примерно на 300…350 кг больше, чем Як-1.

Очевидно, что при одинаковой силовой установке по летным данным ЛаГГ неизбежно должен был уступать яковлевской машине. Так и случилось: если серийный Як-1, выпущенный осенью 1941 г., имел максимальную скорость порядка 570 км/ч, то современный ему ЛаГГ-3 - не более 550 км/ч. Заметно отставал он и по скороподъемности, набирая высоту 5000 м за 8,5 мин. И все же, поскольку делать ставку только на Як руководство НКАП в то время не решилось (опытный И-301 благодаря тщательной отделке показал очень высокую максимальную скорость - свыше 600 км/ч, но в серии обеспечить такое качество поверхности оказалось невозможно; вероятно, в НКАП считали снижение ТТХ ЛаГГа временным явлением).

Созданный под руководством А.А. Микулина двигатель АМ-35А являлся чисто отечественным продуктом и вел свою историю от М-34 - первого серийного микулинского мотора, в 1936-1937 гг. являвшегося самым мощным в мире. В погоне за еще более высокой мощностью при сохранении относительно простой технологии изготовления АМ-35А получился очень тяжелым (830 кг) и крупногабаритным (удельный лоб 0,0698 дм2/л.с.). Впрочем, и другие его относительные показатели не блистали: по удельной массе и расходу топлива мотор прочно закрепился в последних рядах мирового рейтинга. Однако одно неоспоримое достоинство АМ-35А перевесило все его минусы, когда Н.Н. Поликарпов решил оснастить им свой новый истребитель, впоследствии превратившийся в И-200, а затем - в МиГ-3. Этим достоинством была уникальная высотная характеристика двигателя, сохранявшего мощность 1350 л.с. вплоть до высоты 6000 м. Благодаря использованию в односкоростном нагнетателе поворотных "лопаток Поликовского" обеспечивалось плавное регулирование давления воздуха на выходе из ПЦН с высотой. Такое техническое решение давало неоспоримые преимущества.
Опытный истребитель И-200, оснащенный двигателем Микулина, с первых дней испытаний произвел неизгладимое впечатление на руководство НКАП и ВВС РККА. Еще бы: на большой высоте он был способен летать почти вдвое быстрее "ишака" и легко обгонял "мессера". В соответствии с бытовавшими в то время среди авиационных специалистов взглядами роль большой высотности для истребителя значительно преувеличивалась, поэтому машина, созданная под руководством А.И. Микояна и М.В. Гуревича, сразу оказалась в центре всеобщего внимания. Выйдя на госиспытания последним в "тройке призеров", И-200 (в декабре 1940 г. ему было присвоено наименование МиГ-3 ) быстро опередил "конкурентов" по массовости и степени освоенности в войсках. На момент нападения Германии на СССР отечественная авиапромышленностьуспела построить чуть менее тысячи МиГов, почти полтысячи ЛаГГов и четыреста с небольшим Яков.

Двигатель АМ-35А был запущен в производство еще в 1940 г., но только весной 1941 г. на нем выявился серьезный дефект: отказ электромеханического управления лопатками Поликовского. В строевых частях произошел ряд катастроф, в том числе и по вине мотора. Около месяца вся армада новеньких МиГ-3 простояла без движения на земле, пока не нашли метод "лечения" капризных лопаток: управление ими заменили на чисто механическое. С апреля в частях возобновилось переучивание, которое, впрочем, не удалось завершить к началу войны. Многие авиационные полки утром 22 июня 1941 г. располагали двумя комплектами техники: старенькими "ишаками" и МиГами, на которых, как говорится, "муха не сидела".

В апреле 1941 г. один из немецких дальних разведчиков Ju 88, входивший в состав известной "команды Ровеля", из-за технической неполадки вынужден был прекратить выполнение тайной миссии и приземлиться в районе Винницы. Экипаж немедленно арестовали, но вскоре отпустили. Более того, спустя несколько дней германское министерство авиации получило приглашение посетить Советский Союз. В мае 1941 г. возглавляемая военно-воздушным атташе в Москве полковником Ашенбреннером делегация пприехала на считавшийся лучшим в стране завод № 1, где серийно производился МиГ-3. Потом немецким специалистам показали два аэродрома, где, выстроившись в линейку, стояли новенькие длинноносые истребители. Самолет произвел на немцев сильное впечатление. Они хорошо знали, что дававший им пояснения главный конструктор машины А.И. Микоян был братом члена Политбюро ВКП(б) Анастаса Микояна, поэтому одну фразу авиаконструктора Ашенбреннер привел в своем отчете Генеральному штабу люфтваффе дословно: "Мы показали вам, что мы имеем и чем занимаемся. И тот, кто попробует напасть на нас, будет уничтожен!" Реакцией Гитлера на отчет была следующая резолюция: "Хорошо, вы посмотрели, как далеко они продвинулись. Мы должны начинать немедленно!"

Еще осенью 1939 г., вскоре после заключения советско-германского пакта, в Германию отправилась представительная делегация во главе с наркомом тяжелого машиностроения И.Ф. Тевосяном. В задачу авиационной части делегации входила закупка современных самолетов и двигателей, выпускавшихся немецкой авиационной промышленностью. Немцы приоткрыли для советских специалистов двери конструкторских бюро и авиазаводов, рассчитывая, во-первых, произвести впечатление дружелюбия, а во-вторых, на всякий случай припугнуть новоявленного "союзника".

Разумеется, наиболее важным для авиационной части делегации было посещение фирмы "Байерише Флюгцойгверке", где серийно выпускался основной германский истребитель Bf 109Е, разработанный под руководством Вилли Мессершмитта. По воспоминаниям А.С. Яковлева, этот "типичный фашист" принимал русских неохотно, но под давлением руководства министерства авиации был вынужден показать не только серийные машины, но и некоторые перспективные новинки. После осмотра было решено закупить самолеты Мессершмитта трех типов: тренировочный Bf 108, одномоторный истребитель Bf 109E и двухмоторный истребитель Bf 110C. Две последние машины оснащались 12-цилиндровыми перевернутыми V-образными двигателями жидкостного охлаждения DB 601A взлетной мощностью по 1175 л.с. Одной из отличительных особенностей этих моторов являлась система непосредственного впрыска топлива в цилиндры, примененная вместо традиционных карбюраторов.

В мае 1940 г. пять контейнеров с истребителями Bf 109E ("Эмилями") были доставлены на московский Центральный аэродром, где сотрудники НИИ ВВС под наблюдением немецкого специалиста их собрали. "Надсмотрщику" русские были явно антипатичны, поэтому он с особым удовлетворением зафиксировал факт вскрытия без его ведома одного из самолетных ящиков: "Фирма не несет ответственности за эту машину!" Впрочем, наши специалисты и без его помощи, и даже без инструкции по сборке (!) собрали первый "мессер". Все другие машины принимали "как положено", с оформлением приемо-сдаточных документов. Немец тоже сумел удивить: когда обнаружилось, что на одном из моторов неисправно магнето, и руководитель работ с советской стороны не без ехидства поинтересовался, несет ли фирма ответственность за этот инцидент, последовал ответ: "Послезавтра в 12.45 вам доставят новое магнето!" И действительно, в указанный день за пятнадцать минут до назначенного срока на Центральном аэродроме совершил посадку "юнкерс", на борту которого был доставлен нужный агрегат.

Осенью 1939 г. советская делегация посетила также завод Эрнста Хейнкеля в Мариенэхе, где ей был показан экспериментальный истребитель Не 100, оснащенный двигателем DB 601A. Самолет имел интересную особенность: вместо "нормального" водо-воздушного радиатора конструктор применил так называемую испарительную систему охлаждения. Конденсация пара, поступавшего от двигателя, происходила в двухслойной обшивке центроплана крыла. Такое техническое решение позволило существенно уменьшить лобовое сопротивление машины. В марте 1939 г. на специально подготовленном Не 100 с форсированным до предела двигателем был установлен мировой рекорд скорости - 746,6 км/ч.

По имевшимся в то время в СССР сведениям, немцы готовили истребитель к серийному производству. Об этом свидетельствовала, в частности, постройка фирмой "Хейнкель" очень большого числа опытных машин. Истребитель Не 100 весьма заинтересовал руководителей советской делегации и особенно летчика-испытателя С.П. Супруна, который после десятиминутной консультации с немецким пилотом совершил на истребителе получасовой полет. По воспоминаниям тогдашнего директора ЦАГИ генерала И.Ф. Петрова, Супрун поразил всех мастерством пилотирования совершенно незнакомой машины. Интересно, что полету предшествовало подписание двух документов: обязательства советской стороны оплатить стоимость Не 100 в случае аварии и расписки в том, что немецкая сторона не будет нести ответственности, если советский летчик-испытатель погибнет.

По результатам посещения было принято решение о закупке пяти (по другим данным - шести) Не 100, которые были поставлены в Советский Союз весной 1940 г. Три из них поступили на испытания в НИИ ВВС, где получили, в общем, не слишком лестную оценку из-за недостаточной продольной устойчивости, высокой посадочной скорости и ряда эксплуатационных недостатков. Так, после нескольких часов налета герметичность испарительной системы нарушалась настолько, что заруливший после посадки "хейнкель" окутывался облаком пара.
История имела продолжение: в 1941 г. ведомство Геббельса сумело внедрить в западные авиационные издания дезинформацию о том, что запущен в серийное производство и принят на вооружение "люфтваффе" истребитель Не 113, представлявший собой, якобы, усовершенствованный Не 100. Результаты предвоенных испытаний "хейнкеля" в НИИ ВВС и его ТТХ были доведены до специалистов авиапромышленности и широкого круга летчиков-испытателей, а затем довольно легко "проникли" в строевые части ВВС Красной Армии. В конце 1940 г. подробную информацию о Не 100 опубликовал журнал "Техника воздушного флота". Наиболее важной характеристикой машины считалась, естественно, максимальная скорость, достигавшая на границе высотности 650 км/ч. По этому показателю массовый истребитель Bf 109E-3 с тем же мотором заметно уступал "хейнкелю".

Внезапное появление на советско-германском фронте истребителя Bf 109F-2, более скоростного и внешне заметно отличавшегося от "Эмиля", в сочетании с ложной информацией о Не 113 привело к закономерному результату: боевые документы советских частей и соединений, относящиеся к 1941 г., запестрели сообщениями о воздушных боях с несуществовавшими "Хе-113". Летчики отмечали, что с последним бороться гораздо труднее, чем с хорошо известным "мессером".

Недоразумение могло быть развеяно в конце июля 1941 г., когда в районе поселка Молосковицы (100 км южнее Лениграда) совершил вынужденную посадку Bf 109F-2 ("Фридрих"), оснащенный двигателем DB 601N. В результате повышения степени сжатия с 6,9 до 8,2 и применения бензина марки С3 с октановым числом 96 (DB 601A "питался" топливом В4 с октановым числом 87) этот мотор на 1-минутном боевом режиме развивал мощность 1270 л.с., что давало "мессеру" заметную прибавку в скорости и скороподъемности. Однако тщательно изучить захваченную немецкую новинку в то время не удосужились. Машину поместили на выставку трофейной техники, развернутую на одной из площадей северной столицы, но, судя по всему, не идентифицировали как "Хе-113".

В августе советские специалисты получили возможность ознакомиться с новыми модификациями "мессершмитта": немецкий пилот Эдуард Кромм был взят в клещи нашими истребителями и принужден был приземлиться на советском аэродроме; еще один германский летчик дезертировал и совершил посадку в районе Вязьмы. Однако в обоих случаях в руки советских специалистов попали машины модификации Bf 109E-7, менее интересные с точки зрения летных качеств. Впрочем, они также оснащались двигателями DB 601N.

Первым "Фридрихом", доставшимся советским ВВС в летном состоянии, стал самолет капитана Рольфа Пингела из эскадры JG51, совершивший вынужденную посадку осенью 1941 г. неподалеку от Москвы. Отремонтированный в мастерских 47-й истребительной авиадивизии истребитель передали в НИИ ВВС, где его облетал капитан А.Г. Прошаков. Результаты проведеных полномасштабных испытаний машины оказались весьма настораживающими. В письме начальника НИИ ВВС генерала Федорова заместителю наркома авиапромышленности А.С. Яковлеву, датированном 24 декабря 1941 г., с тревогой отмечалось: "Сегодня мы не имеем истребителя, равного Ме-109Ф!"

Усовершенствования в области аэродинамики истребителя в совокупности с форсированным двигателем и переходом к 96-октановому горючему позволили увеличить скорость Bf 109F-2 у земли до 510 км/ч, а на высоте 2750 м - до 560 км/ч. Заметно улучшились также и маневренность и скороподъемность машины. По этим показателям "Фридрих" столь существенно оторвался от советских самолетов, в том числе и новейших серийных, что впору было предпринимать экстренные меры. От специалистов НИИ ВВС потребовали срочно разработать рекомендации по ведению воздушного боя с Bf 109F-2 для строевых частей. Увы, рекомендации, выработанные в НИИ, оказались катастрофически неправильными!

Дело в том, что в результате вынужденной посадки на захваченном "мессере" оказалось повреждено управление турбомуфтой ПЦН, плавно регулировавшей давление наддува. Грамотно отремонтировать незнакомый агрегат ни в мастерских 47-й авиадивизии, ни в НИИ ВВС не сумели, поэтому мотор на высотах, превышавших границу включения турбомуфты, фактически работал в нештатном режиме. Ведущий инженер НИИ по испытаниям Bf 109F инженер-капитан Розанов отметил этот факт в кратком отчете, но не поместил его в разделе "выводы", поэтому его предупреждение все "потребители", включая руководство НИИ, проигнорировали.

Реально максимальная скорость "Фридриха" возрастала до 595-605 км/ч на высоте 5000 м, а кривая, снятая Розановым и летчиком майором Николаевым, имела уже упоминавшийся максимум на высоте включения турбомуфты (2750 м). Сравнивая высотные зависимости скоростей отечественных истребителей с этой кривой, "спецы" из НИИ легко выявили тот факт, что выше 3...3,5 км наши машины должны получить преимущество, поэтому рекомендации свелись к "затягиванию" немецкой новинки на большие высоты. Но на самом деле на этих высотах "немец" еще в большей степени превосходил в скорости советские истребители! Таким образом, ошибка испытателей "вышла боком" для строевых частей ВВС КА.

А немцы, между тем, не стояли на месте. Поздней осенью 1941 г. на вооружение "люфтваффе" стал поступать истребитель Bf 109F-4, оснащенный еще более форсированным двигателем DB 601E. Этот вариант "мессера" вооружался 20-мм пушкой и парой 7,92-мм пулеметов, что приблизительно уравняло его по мощи огня с "Яками", в то время как по скорости и вертикальной маневренности он превосходил их во всем диапазоне высот!

У Курта Танка, главного конструктора фирмы "Фокке-Вульф", истребитель Bf 109 ассоциировался со скаковой лошадью, горячей, резвой, но весьма "нежной" и капризной в обращении. Таким, в сущности, "мессер" и являлся; особенно часто его подводило шасси с весьма узкой колеей. При рулении по неровным фронтовым аэродромам самолет "переваливался" как пьяный, зацепляя за землю законцовками крыльев, нередко стойки складывались при грубой посадке. По статистическим данным свыше половины построенных Bf 109 были потеряны из-за небоевых причин, в результате того, что пилоты не справлялись со своими норовистыми "конями".

Применительно к массовому истребителю Танк считал более перспективной концепцию "кавалерийской" лошади, неприхотливой, выносливой, пусть и менее резвой. Это касалось в первую очередь двигателя: нетребовательный и значительно более живучий звездообразный мотор конструктор предпочитал "ужатому" V-образному с жидкостным охлаждением. На новейшем FW 190A устанавливалась 14-цилиндровая двойная звезда BMW 801D. Ни по абсолютным, ни по удельным характеристикам этот двигатель не поражал воображение специалистов, зато имел несколько несомненных "изюминок", выдвигавших его в разряд "звезд" первой величины.

Во-первых, он оснащался автоматизированным агрегатом управления, сводившим задачу пилота к перемещению всего одного рычага. Остальные параметры: наддув, частота вращения, шаг винта, подача топлива, переключение скоростей нагнетателя и др. подбирались автоматически в зависимости от положения рычага управления. Такое техническое решение значительно разгружало летчика в ходе маневренного воздушного боя, в буквальном смысле слова давая ему "свободу рук". Во-вторых, система охлаждения мотора включала 12-лопастный вентилятор, который на малых скоростях полета эффективно обдувал нагретые части, а при больших скоростях, наоборот, - подтормаживал воздушный поток и предупреждал их переохлаждение. В-третьих, оригинально был решен маслоохладительный контур: нагретое масло вначале подавалось в маслобак, где очищалось от воздушных пузырьков, а уже затем - в маслорадиатор (сегодня эта схема применяется почти повсеместно).

Интерес к BMW 801 со стороны советских специалистов проявился еще в период упоминавшихся выше визитов делегаций в Германию. В частности, генерал И.Ф. Петров в своих мемуарах сокрушался о том, что закупить этот двигатель в то время не удалось. Вероятно, близкое знакомство с особенностями немецкой новинки действительно могло бы быть полезным для отечественных моторостроителей. Но изучать "восемьсот первый" им пришлось уже в сложнейших условиях войны - на боевых трофеях.

Впервые FW 190A-2 появились на советско-германском фронте поздней осенью 1941 г. под Ленинградом в составе эскадры JG51. Однако и сами машины, и их моторы были еще недостаточно доведенными, а в условиях начинавшейся русской зимы - попросту неработоспособными. Не совершив ни единого боевого вылета, "фоккеры" (так, не совсем корректно, их называли наши бойцы) вернулись в Германию, чтобы вновь появиться на Восточном фронте лишь год спустя.

В сентябре 1942 г. первая группа эскадры JG51 "Мельдерс" вернулась из Германии после переучивания на FW 190A-3. Появление сильно вооруженного и довольно скоростного (630 км/ч на второй границе высотности) истребителя особенно сильно сказалось на потерях советских бомбардировщиков. Так, в конце января 1943 г. четверка "Фокке-Вульфов" обер-лейтенанта Шака внезапно атаковала и сбила всю девятку Пе-2, возвращавшуюся с задания без истребительного прикрытия.

Первый FW 190 попал в руки советских авиационных специалистов 13 января 1943 г. В этот день четверке истребителей капитана С.С. Литаврина удалось сбить сразу два зазевавшихся "фоккера"; один из них, пилотировавшийся унтер-офицером Хельмутом Брандтом, совершил вынужденную посадку на лед озера Ладога неподалеку от Шлиссельбурга. Неприятельский пилот вытащил из закабинного отсека лыжи и ушел на них в сторону берега, занятого финнами. Предпринятая немцами попытка уничтожить практически целый истребитель не удалась, а ночью он был вывезен на ленинградский Комендантский аэродром. Капитану Литаврину, "добывшему" неприятельскую новинку, 28 января 1943 г. было присвоено звание Героя Советского Союза. Весной и летом 1943 г. еще несколько малоповрежденных "фоккеров" были захвачены советскими войсками, и наконец, в августе немецкий летчик Густав Хеулер перелетел на советский аэродром на совершенно исправном FW 190A. Все это позволило тщательно изучить достоинства и недостатки немецкого истребителя. Кроме того, для новых советских истребителей Ла-5ФН и Як-9 были найдены эффективные способы ведения как оборонительного, так и наступательного боя с "фоккером".

Технические характеристики некоторых отечественных и германских авиационных двигателей

Тип мотора Число цилиндров Объем цилиндров, л Мощность, л.с. Масса, кг Литровая мощность, л.с./л. Удельная масса, кг/л.с. Удельный расход, г/л.с.-ч. взлетная номинальная на 1-й ск. ПЦН, м на 2-й ск. ПЦН, м
М-62 9 R 29,8 1000 870 / 1550 820 / 4200 490 33,5 0,49 320
М-105П 12 V 35 1100 1100 / 2000 1050 / 4000 600 31,4 0,545 310
АМ-35А 12 V 46,6 1350 1350 / 6000 - 830 28,9 0,615 315
М-105ПФ 12 V 35 1200 1250 / 700 1180 / 2700 600 34,3 0,5 290
М-82 12 V 41,2 1700 1540 / 2050 1330 / 5400 850 41,3 0,5 325
DB 601A 12 V 33,9 1175 1100 / 2100 - 590 34,7 0,502 232
DB 601N 12 V 33,9 1215 1120 / 1500 1085 / 4000 700 35,8 0,58 -
DB 601E 12 V 33,9 1350 1250 / 2000 1200 / 5100 715 42,8 0,493 225
DB 605AM 12 V 35,7 1560 1450 / 2000 1350 / 6000 745 46,3 0,45 -
BMW 801D 14 V 41,8 1580 1490 / 700 1460 / 4970 1014 43,5 0,557 270

Ki-43-II оказался весьма удачным и простым в производстве - его строили массовой серией почти два года (с ноября 1942 г. по октябрь 1944 г.), выпустив около 2500 машин. Конечно, максимальная скорость 530 км/ч на высоте 4000 м в 1943-1944 гг. уже не могла считаться удовлетворительной. Однако при нагрузке на крыло около 120 кгс/м2 и нагрузке на мощность 2,25 кгс/л.с. истребитель отличался прекрасной горизонтальной и вертикальной маневренностью. Привычка японских летчиков летать и воевать на легких машинах помогала им уверенно чувствовать себя в "собачьих свалках" - для этой цели "Хаябусы" подходили как нельзя лучше. Наиболее известным и грозным для врага в начальный период войны стал истребитель императорского флота Мицубиси А6М "Зеро". Группа инженеров, возглавлявшаяся Й. Хорикоши, получила в 1937 г. техническое задание на палубный истребитель, во многом аналогичное тому, по которому создавался Ki-43. Однако для морского истребителя повышенное значение имела продолжительность полета самолета - ее потребовали довести до 6:8 ч на экономическом режиме (с подвесными баками). Кроме того, если "Хаябусы" имели только пулеметное вооружение, то "Зеро" оснастили крыльевыми пушками.

Первый экземпляр А6М2 с двигателем Накадзима NK1C "Сакае12" поднялся в воздух 28 декабря 1939 г. 14-цилиндровый мотор воздушного охлаждения развивал взлетную мощность 940 л.с. и немного большую - 950 л.с. на границе высотности 4200 м. Отличные характеристики пилотирования, "предупредительное поведение" при потере скорости, легкость освоения летчиками - все это укрепило японцев во мнении, что они получили в свое распоряжение незаурядный истребитель. "Зеро" зарекомендовал себя с лучшей стороны во время боев над Китаем. В декабре 1941 г. императорский флот располагал 521 авианосным истребителем, 328 из них были типа А6М2.

"Зеро" многое роднило с ранней "Хаябусой" - малая удельная нагрузка на крыло и на мощность, отсутствие бронезащиты и протекторов бензобаков. Конструкторы Хорикоши вскоре заменили мотор с односкоростным нагнетателем на более совершенный Накадзима NK1F "Сакае21", который развивал на взлете мощность 1130 л.с. и 950 л.с. на границе высотности 6000 м. Максимальная скорость модифицированных моделей А6М3 и А6М5 составляла 540:560 км/ч против 533 км/ч у ранних "Зеро". Эти машины олицетворяли японскую экспансию в бассейне Тихого океана, в Индокитае и Австралии. Ни один другой самолет императорского флота не получил такой известности по обе стороны фронта, как "Зеро".

Совершенно другими соображениями руководствовались конструкторы при создании еще одного массового армейского истребителя Японии первого периода войны. Если для всех предыдущих истребителей они опирались на тезис "маневренность превыше всего", то при постройке истребителя Ki-44 от этой концепции отказались. Группа конструкторов фирмы "Накадзима", возглавляемая Т. Коямой, получила задание создать машину с наилучшей скороподъемностью, высокой нагрузкой на крыло и тяжелым вооружением. В качестве силовой установки они выбрали двухрядный звездообразный 14-цилиндровый мотор Накадзима На-41 мощностью на взлете 1200 л.с., оснащенный односкоростным нагнетателем.

Длительная доводка мотора и самолета позволила значительно уменьшить аэродинамическое сопротивление. Осенью 1941 г. истребитель Ki-44 был запущен в серийное производство. Летчики считали, что название "Шоки" ("Демон") вполне соответствовало машине, поскольку широкий мотор практически лишал летчика обзора вперед при разбеге, а полосы аэродрома длиной 1000 м было недостаточно для посадки. Однако с этими недостатками пришлось примириться, поскольку в ВВС армии Ki-44 в то время оказался самым быстроходным истребителем, способным развить скорость 580 км/ч на высоте 3700 м.

Не успели японцы закончить войсковые испытания новинки и принять ее на вооружение, как уже в начале 1942 г. штаб ВВС выдвинул фирме "Накадзима" требование о замене мотора На-41 усовершенствованным вариантом с двухскоростным нагнетателем - На-109. Размеры двигателей практически совпадали, но последний имел взлетную мощность 1520 л.с. и номинальную 1320 л.с. на высоте 5250 м. Правда, и весил он на 90 кг больше. Неудивительно, что со столь мощным мотором истребитель Ki-44-II разгонялся до скорости 605 км/ч на высоте 5200 м.

Первоначально императорские летчики не смогли использовать всех достоинств новой машины. "Демоны" поступали на вооружение частей-ветеранов, где на них летали хорошо подготовленные в 30-х годах пилоты. Они привыкли вести маневренные бои на горизонталях и считали Ki-44 "смертельно опасными" из-за большой посадочной скорости и ограниченного обзора. Молодые летчики из вновь сформированных частей имели совершенно иное мнение. Они сразу начинали воевать на скоростных монопланах, привыкли к ним и научились использовать отличную вертикальную маневренность "Демона". Хорошие отзывы получили эти истребители и из частей ПВО.

На фоне многообразия армейских и флотских истребителей, оснащенных моторами воздушного охлаждения, исключением являлся самолет Кавасаки Ki-61 "Хиен" ("Ласточка") с мотором Кавасаки На-40. Последний являлся еще одной модификацией лицензионного DB 601А. Истребитель создавался конструкторами Т. Дои и Ш. Овада по традиционной для страны формуле: легкое вооружение, малая нагрузка на крыло, большая дальность.

Первые же полеты машины в начале 1942 г. показали, что конструкторам удалось соединить приемлемую маневренность с высокой скоростью (590 км/ч на высоте 6000 м). Отличной считалась и вертикальная маневренность истребителя. Учебные воздушные бои с импортным Bf 109E, трофейными P-40E и ЛаГГ-3, предсерийным Ki-44-I показали абсолютное превосходство "Ласточки". Лишь серийный Ki-43-I продемонстрировал преимущество в маневренном бою, хотя и уступал Ki-61 по другим показателям.

Самолет строился массовой серией, широко применялся на всех фронтах, хорошо зарекомендовал себя в боях с американскими истребителями, но не поколебал японской приверженности к звездообразным моторам воздушного охлаждения. Возможно, дело было в том, что японцам не удалось добиться надежной работы моторов На-40. В ходе переучивания и освоения произошло множество аварий и даже катастроф, вызванных разрушением опорных подшипников и отказами системы охлаждения. Как известно, DB 601A надежно работал на немецких и итальянских истребителях, а вот для японцев он оказался крепким орешком.

Истребители из Франции

Накануне Второй Мировой войны французская авиастроительная промышленность при создании самолетов-истребителей могла рассчитывать на два основных поставщика моторов: фирму "Гном-Рон", выпускавшую звездообразные двигатели воздушного охлаждения, и фирму "Испано-Сюиза", специализировавшуюся на рядных моторах с жидкостным охлаждением.

На истребителе MB-152С1, созданном конструкторами фирмы "Марсель Блох" в конце 1939 г., устанавливался двигатель Гном-Рон GR 14N25 взлетной мощностью 1100 л.с., либо GR 14N49 взлетной мощностью 1060 л.с. С последним самолет мог развить максимальную скорость 520 км/ч на высоте 4500 м, уступая основному противнику - немецкому истребителю Bf 109E на 30:40 км/ч. В феврале 1940 г. началось серийное производство MB-152С1, а к моменту германского нападения в боевых подразделениях французских ВВС имелись 93 машины этого типа. Достоинством "Блоха" считалось мощное вооружение (две 20-мм пушки и два 7,5-мм пулемета), его очевидным недостатком являлась невысокая скороподъемность - для набора высоты 4000 м требовалось более 6 мин.

Фирмы "Девуатин" и "Моран-Солнье" при разработке своих истребителей сделали ставку на мотор Испано-Сюиза HS 12Y, позволявший смонтировать пушку в развале цилиндров. Современная цельнометаллическая конструкция Девуатина D-520C1 в сочетании с изящной аэродинамикой обеспечила машине заметные преимущества перед угловатым Мораном MS-406C1. Если последний имел максимальную скорость 490 км/ч на высоте 4500 м, то красавец "Девуатин" был способен разогнаться до 526 км/ч на высоте 6000 м, превосходя конкурента в скороподъемности и вооружении. Французы считают D-520C-1 своим лучшим истребителем, с которым им пришлось вступить в схватку с "люфтваффе" 10 мая 1940 г. Однако самолетов этого типа в боевых подразделениях имелось очень мало - всего 36 единиц. Наиболее массовым французским истребителем оказался MS-406C1; к моменту немецкого нападения таких самолетов успели "наклепать" довольно много - свыше 1000 штук, из них 278 находились в боевых частях ВВС. Степень их освоенности пилотами также оказалась повыше, нежели D-520C1.

Особняком в ряду французских истребителей выступает Кодрон CR-714C1 "Циклон", оснащенный двигателем Рено 12R01 мощностью всего 450 л.с. Это была чисто французская идея (ее поддержали только итальянцы) - создать "легкий", предельно малых размеров, с двигателем "половинной" мощности истребитель, у которого сохранялись бы примерно одинаковые значения удельных нагрузок на крыло и на мощность с теми, что имели "нормальные" истребители. Так "аукнулись" авиационные рекорды гоночных "Кодронов" во второй половине 30-х годов, но ведь истребитель - это не гоночная машина. Если с горизонтальной скоростью у "Циклона" было более-менее нормально (486 км/ч на высоте 4000 м), то скороподъемность оказалась никудышной - на 4000 м он "забирался" целых 7 мин. "Не лезет в гору, и все тут",- жаловались летчики. Да и при пикировании выявились проблемы, ведь рядный 12-цилиндровый мотор имел воздушное охлаждение и успевал остыть, отказываясь нормально работать после вывода из пике. Из-за этих особенностей "Циклонов" изготовили немного - всего 90 машин.

Сохранилось немного информации о работе французских моторостроителей после капитуляции их страны летом 1940 г. Многие крупные предприятия закрылись, а другие, как, например, завод "Вуазен" в Исси-ле-Мулино, производили под немецким контролем устаревшие звездообразные моторы BMW 132.

Наиболее интенсивно продолжались опытные работы на фирме "Гном-Рон". Один из заводов концерна возле Парижа в 1941-1942 гг. был занят освоением моторов BMW 801, а другое предприятие в неоккупированной части страны пыталось довести двухрядный звездообразный Гном-Рон GR 14R. Создание мотора французы начали еще до войны; к лету 1940 г. закончились его длительные испытания. В 1942 г. двигатель установили на опытный истребитель MB-157, а затем - на самолеты других типов.

Двухскоростной 14-цилиндровый двигатель Гном-Рон GR 14R имел много общего с советскими М-89 и М-90, развивал при взлете 1590 л.с. и 1290 л.с. на высоте 7400 м. Он использовал 100-октановое топливо при взлете и 92-октановое при нормальном полете. Французские конструкторы тщательно отработали системы смазки, регулирования состава смеси (в зависимости от высоты и мощности), а также продумали привод к выносной коробке агрегатов. Несомненно, данный мотор оказался заметным шагом вперед. А созданный той же фирмой мотор Гном-Рон GR 18R взлетной мощностью 2200 л.с. летом 1942 г. превосходил по удельным характеристикам аналогичные сверхмощные моторы США.

Среди наиболее интересных моторов фирмы "Испано-Сюиза", над которыми успешно трудились конструкторы в 1941-1942 гг., надо отметить HS 12Z. По сравнению с хорошо известным HS 12Y число клапанов увеличили вдвое, что позволило довести мощность до 1400 л.с. на номинальном режиме. Эта же фирма продолжила работу над 24-цилиндровым мотором, который впервые показали на Парижской выставке в 1938 г. Идея главного конструктора Биркигта заключалась в применении четырех вполне доведенных блоков от мотора HS 12Y, что теоретически могло обеспечить взлетную мощность 3000 л.с. Параллельно во Франции начались работы по созданию сверхмощных тандемных двигателей, работающих на один винт. После полной оккупации страны самостоятельные исследования французских двигателистов были практически свернуты.

На протяжении всей Второй Мировой войны наиболее массовым немецким истребителем оставался Bf 109. Модернизация силовой установки машины производилась путем последовательной замены близких по конструкции двигателей серии DB 600 все более мощными. Начиная с варианта "Густав", истребитель Мессершмитта оснащался мотором DB 605A, полностью соответствовавшим ему по габаритам и массе. Еще более мощный двигатель попросту не уместился бы на "мессере", поэтому и на очередной модификации Bf 109К по-прежнему устанавливался немного подфорсированный "шестьсот пятый".

Другое дело - куда более тяжелый истребитель FW 190. Несмотря на появление двигателей BMW 801D и E повышенной мощности, к концу 1943 г. он утратил былое превосходство перед советскими и англо-американскими машинами. Новых, еще более "крутых" звездообразных моторов немцы создать не сумели, а модификации "восемьсот первого" с турбокомпрессорами отличались смехотворным ресурсом - всего 20...25 ч. Фирма "Хирт" - основной поставщик турбокомпрессоров для "люфтваффе" - по ходу войны испытывала нарастающие трудности с поставками легирующих материалов и высокооборотных подшипников из Швеции и Норвегии.

Еще в 1942 г. Курт Танк, главный конструктор FW 190, стал подыскивать потенциальную замену для BMW 801. Сначала основным побудительным мотивом являлась недостаточная высотность этого мотора. Реальных претендентов на замену 1000-килограммовому "восемьсот первому" в Германии было два: DB 603 и Jumo 213. Оба мотора имели жидкостное охлаждение, взлетную мощность порядка 1750 л.с., массу 900...925 кг и значительно меньший "лоб" по сравнению со звездообразным BMW. С другой стороны, оба двигателя были новыми и поэтому обладали несметным числом "детских болезней".

Первые эксперименты с DB 603A принесли разочаровывающие результаты: ни один из 12 построенных опытных вариантов "фоккера" не получил положительной оценки у пилотов Рехлинского летно-испытательного центра. Вместе с тем, яснее стал объем требуемых доработок по конструкции планера (увеличение размаха крыла, его площади и длины хвостовой части фюзеляжа), определились и летные качества машины, в частности, максимальная скорость, скороподъемность и маневренность. Окончательно похоронили модификацию FW 190С все те же ненадежные турбокомпрессоры, призванные увеличить высотность истребителя.

Звездный час для другого варианта FW 190, оснащенного двигателем Jumo 213А, настал в 1944 г. после распоряжения Гитлера свернуть выпуск бомбардировщиков в пользу истребителей и истребителей-бомбардировщиков. Германия уже шаталась под ударами воздушных армад союзников, поражавших на выбор то нефтеперерабатывающие, то подшипниковые, то собственно самолетостроительные и моторостроительные заводы. В числе сильно пострадавших оказалось предприятие фирмы BMW в Бремене. Зато солидный задел Jumo 213, накопленный для бомбардировщиков Ju 188, оставался невостребованным. Этими соображениями руководствовался К. Танк, ускоренными темпами запуская в серию истребитель FW 190D-9, который советские пилоты окрестили "длинноносым фоккером".

"Бомбардировочный" двигатель Jumo 213А не предусматривал возможности установки пушки со стволом, проходящим через полый вал редуктора. По заданию Танка этот недостаток был устранен конструктором мотора доктором Лихте в модификациях С и Е, в развале блоков цилиндров которых легко монтировалась 30-мм пушка. Наиболее интересным вариантом мотора, без сомнения, следует признать Jumo 213E - единственный в мире серийно изготовлявшийся в годы войны двигатель с трехскоростным двухступенчатым нагнетателем. Это было настоящее чудо "сумрачного германского гения" - двенадцатицилиндровая машина с рабочим объемом 35 л и максимальной мощностью более 2000 л.с. Дополнительный впрыск закиси азота обеспечивал самолету Ta 152H, представлявшему собой очередной вариант FW 190D, максимальную скорость 755 км/ч на высоте 12 500 м. Ни один истребитель в мире, за исключением реактивных, не мог соперничать с новинкой Танка по скорости. Однако попавшие в цейтнот немцы не успели ни толком освоить, ни эффективно применить свои сверхскоростные, сверхвысотные истребители. К тому же, в погоне за высокими скоростными характеристиками конструкторы упустили из виду маневренность, особенно горизонтальную. Уже после войны в НИИ ВВС прошел испытания трофейный FW 190D-9, получивший весьма сдержанную оценку советских специалистов. Что касается Ta 152, то наши фронтовики его попросту "не заметили": не было такого самолета, и все тут... Таким образом, немецкий вариант "пересадки сердца" оказался наименее впечатляющим в сравнении с советским (ЛаГГ-3 М-105 - Ла-5 М-82) и американским ("Мустанг" с "Аллисоном" - "Мустанг" с "Мерлином").

Спирт + вода = ...

Неизбежно приходит время, когда двигатель в смысле совершенства конструкции достигает своего "потолка", и больше ничего выжать из него, кажется, невозможно. Но у войны свои законы - с одной стороны, она требует неуклонного повышения характеристик боевой техники, а значит, увеличения мощности, надежности и экономичности силовых установок. С другой стороны, частую смену серийных образцов двигателей производить нельзя - иначе и конструкторские бюро, и заводы, и строевые части захлебнутся в потоке неустраненных "детских болезней". Поэтому конструкторы всего мира напряженно изыскивали различные способы форсирования серийных двигателей, в том числе и нетрадиционные.

Один из таких способов, нашедший широкое распространение в германских авиационных "движках", был связан с впрыском водо-метаноловой смеси в цилиндры с целью повышения максимальной мощности. Опыты производились как с чистой водой (MW-0), так и с чистым метиловым спиртом (MW-100), но наилучшие результаты были получены для смесей MW-50 (равные объемные количества воды и спирта) и MW-75 (75 % метанола, 25 % воды). Наиболее широко распространенными являлись установки, использовавшие состав MW-50. Впрыск водо-метаноловой смеси позволял кратковременно (обычно не дольше 10 мин) повысить мощность двигателя на 10...15 %. Так, чрезвычайная мощность мотора DB 605AM на высоте 1000 м без использования смеси MW-50 составляла 1575 л.с., а с ее применением достигала 1800 л.с. Прибавка мощности обеспечивала соответствующий прирост максимальной скорости истребителя Bf 109G-14 - приблизительно на 40 км/ч, давая пилоту "мессера" дополнительный козырь в воздушном бою. Прибавка в скорости у FW 190A за счет применения MW-75 получалась заметно меньшей (на 15...20 км/ч), поэтому его мотор BMW 801D немецкие конструкторы предпочли форсировать путем кратковременного (на 1...3 мин) повышения наддува с одновременным значительным обогащением топливо-воздушной смеси (на приборной доске для включения режима имелась кнопка "Увеличение летных качеств"). Все же мотор BMW 801Е, который устанавливали на "фоккере" поздних серий, оснащался системой впрыска MW-100 с расходом 300 кг/ч.

В интересах повышения высотности поршневых двигателей предпринимался впрыск кислородсодержащих веществ, чаще всего закиси азота NO2, с помощью дополнительной системы GM-1. Опыты с NO2 были начаты авиационным исследовательским институтом DVL еще в 1941 г. на моторе Bramo 323A мощностью 900 л.с., который при расходе закиси азота на уровне 80...85 г/с демонстрировал увеличение мощности на больших высотах приблизительно на 200 л.с., притом без ограничения продолжительности режима! На заключительном этапе войны многие германские истребители, в особенности из ПВО рейха, оборудовались системой GM-1. Так, истребитель FW 190A-8 с двигателем BMW 801D имел два режима впрыска NO2: на высотах 8...10 км - с расходом 60 г/с, а на высотах более 10 км - с расходом 100 г/с. Прирост мощности в первом случае составлял около 200 л.с, во втором - 350 л.с. С учетом меньшей плотности воздуха на большой высоте прибавка в скорости полета получалась равной 70...100 км/ч! Внедрением GM-1 немцы смогли в известной мере скомпенсировать свою неудачу с турбокомпрессорами, в противном случае их истребители попросту не смогли бы бороться с американскими "Лайтнингами" и "Тандерболтами", сопровождавшими высотные бомбардировщики В-17 и В-24 при нанесении ударов по объектам на территории рейха.

Ставка на реактивные двигатели

Летом 1939 г. моторостроительная фирма "Юнкерс" получила заказ на разработку турбореактивного двигателя Jumo 109-004. Возглавивший разработку доктор Ансельм Франц сделал ставку на максимальную простоту, высокую надежность и технологичность мотора, даже в ущерб другим важнейшим характеристикам. Двигатель имел восьмиступенчатый осевой компрессор, шесть небольших камер сгорания и одноступенчатую неохлаждаемую турбину. Уже в ноябре 1940 г. он был испытан на стенде, а в марте 1942 г. начались экспериментальные полеты на летающей лаборатории Bf 110. Прототип реактивного истребителя Ме 262V3 с двумя опытными двигателями 004А тягой по 840 кгс впервые поднялся в воздух 18 июля 1942 г. Спустя год германское министерство авиации приняло решение о начале серийного производства новейшего "мессера".

Но реактивный "движок" оказался крепким орешком. Несмотря на титанические усилия конструкторов, доводка его затянулась. Летом 1943 г. двигателями следующей модификации 004В оснастили первую партию истребителей Ме 262А-0. Вскоре эти машины отправились в Рехлинский летно-испытательный центр, где выявилось изрядное количество дефектов самолета и силовой установки. В довершение неприятностей завод, где производились Ме 262, 17 августа 1943 г. подвергся налету американских тяжелых бомбардировщиков.

Серийный образец мотора 004В1, выпущенный весной 1944 г., имел взлетную тягу 900 кгс. Разрабатывались и другие модификации (004D, 004H, 004G) с увеличенной до 1000 кгс тягой, но практического применения они не нашли. В 1945 г. проводились испытания варианта 004Е с дожиганием топлива (тяга на форсаже 1200 кгс).

В связи с участившимися бомбардировками Германии серийное производство Jumo 109-004B1 было развернуто на подземных заводах, в том числе на крупнейшем предприятии в районе Нордхаузена. Общая площадь его цехов, в которых трудились и военнопленные, и так называемые "перемещенные лица" (угнанные в Германию жители оккупированных стран), составляла более 40 000 м2. Всего немцы успели изготовить 6424 двигателя, в том числе 41 - в 1943 г., 1201- в 1944 г. и 5182 - в 1945 г. Ресурс даже серийного ТРД был невелик, всего 25:50 ч. Что касается истребителей Ме 262, то их построили около 1400 единиц, однако в боевых действиях успели принять участие не более трети из них.

Несколько соединений и частей реактивных истребителей, сформированных в "люфтваффе", нашли применение главным образом на Западном фронте и в ПВО рейха. Их успехи чередовались с неудачами из-за низкой надежности техники и ее слабой освоенности летным составом. В послевоенный период Ме 262 с двигателями Jumo 004B прошел испытания в НИИ ВВС Красной Армии и ЛИИ наркомата авиапрома (а также в летно-исследовательских центрах Великобритании и США). В связи с отсутствием в то время отечественных конструкций самолетов с ТРД Сталин дал указание скопировать машину, запустив ее в серийное производство без всяких изменений. С большой неохотой наркомавиапром взялся за это дело, а впоследствии и вовсе "замотал" директиву вождя, ссылаясь на появление новых, разумеется "лучших по конструкции" машин Як-15 и МиГ-9.

Другой серийный немецкий ТРД был создан на фирме BMW. Первоначально она проектировала собственные варианты реактивных "движков" с центробежным компрессором. После передачи в 1939 г. в состав BMW завода фирмы Bramo в Шпандау руководивший работами по ТРД в BMW инженер Герман Ойстрих отдал предпочтение двигателю с осевым компрессором Р 3302, проект которого оказался своеобразным "бесплатным приложением" к новоприобретенному заводу. Первым делом его переименовали в BMW 109-003, а уже в 1940 г. начались стендовые испытания. По мнению германского министерства авиации, двигатель 003 был существенно более совершенным и перспективным по сравнению с изделием фирмы Jumo, но он требовал существенно большего времени для доводки. Осевой компрессор двигателя 003 содержал семь ступеней, турбина была одноступенчатой с охлаждаемыми воздухом лопатками, что позволило повысить температуру на входе до 1170К. С целью уменьшения массы и габаритов конструкторы BMW применили одну кольцевую камеру сгорания несмотря на сложность обеспечения равномерности поля температур. Более совершенная конструкция BMW нашла выражение, прежде всего, в меньшей на 100 кг массе по сравнению с двигателем Jumo.

Летные испытания ТРД фирмы BMW начались лишь в октябре 1943 г., а к августу 1944 г. была изготовлена первая сотня серийных 003А-1 тягой 800 кгс. Следующий вариант двигателя 003А-2 предназначался для реактивного самолета Не 162, так называемого "народного истребителя". Эту машину уже слегка "тронувшиеся" руководители рейха, не дожидаясь первого полета, решили запустить в массовое производство (планировалось довести выпуск до 4000 машин в месяц!). Не тут-то было! Фирме Эрнста Хейнкеля никак не удавалось создать удачный реактивный самолет. Подняв в воздух еще в 1939 г. два образца, Не 176 - с ЖРД и Не 178 - с ТРД, Хейнкель не сумел убедить Гитлера в перспективности нового направления самолетостроения. "Спасибо, профессор, - сказал ему фюрер после осмотра одной из машин. - Ваш самолет мы поставим в музей". И действительно, поставил, где реактивный первенец погиб в результате бомбардировки. Очередная попытка Хейнкеля создать реактивный боевой самолет была связана с двухдвигательным He 280. Снова неудача: не выдержав конкуренции с Ме 262 из-за неудовлетворительных характеристик двигателей, программа создания "двести восьмидесятого" была свернута.

И вот - последняя попытка! Летом 1944 г. нацистский рейх терпел одно поражение за другим. Возникла идея: создать простой в пилотировании и относительно дешевый реактивный истребитель, освоить который после сверхкороткого курса обучения могли бы 16-летние планеристы из "гитлерюгенд". Вилли Мессершмитт только рассмеялся в ответ на поступившее предложение, а Эрнст Хейнкель взялся за его реализацию. В конце сентября был готов макет небольшого двухкилевого деревянного (алюминий стал дефицитным) самолета с двигателем "на спине". На постройку опытного образца ушло всего 80 дней. После первого же полета, состоявшегося 6 декабря 1944 г., машина разогналась до скорости 835 км/ч, и министерство авиации уверовало в успех. Последовала команда развернуть серийное производство узлов и агрегатов на множестве мелких предприятий (чтобы уменьшить ущерб от воздушных налетов), а также начать подготовку пилотов. Ничего не изменила и произошедшая вскоре катастрофа опытного Не 162. К весне 1945 г. были изготовлены несколько сотен машин. Однако, по мнению большинства историков, реактивные "хейнкели" так и не приняли участия в боях из-за недоведенности конструкции, нехватки топлива и подготовленных пилотов.

Специально для Не 162 фирма BMW разрабатывала усовершенствованные модификации своего двигателя, в том числе комбинированный 003R, состоявший из ТРД 003А-2 и ускорительного ЖРД BMW 109-718. Кратковременно такой двигатель мог развивать тягу 1250 кгс. Всего до конца войны фирма успела построить свыше 700 двигателей семейства BMW 109-003.

Конструкции немецких ТРД оставили заметный след в истории двигателестроения ряда стран. Так, еще в 1944 г. документация по BMW 109-003А на двух японских подводных лодках отправилась в Страну восходящего солнца. Одну из лодок американцам удалось потопить, но вторая благополучно прибыла к месту назначения. Полученная информация была использована японцами при создании собственного реактивного истребителя "Кикка". Вскоре после окончания войны, в 1946 г., сам Ойстрих и немало других специалистов фирмы BMW стали работать во Франции на фирме SNECMA. Ее первый ГТД (ATAR-101) фактически являлся модификацией BMW 109-003.

В послевоенный период двигатель Jumo 109-004 под обозначением РД-10 производился в СССР на уфимском заводе № 26, а BMW 109-003 под обозначением РД-20 - на казанском заводе № 16. В 1946 г. в поселке Управленческий неподалеку от Куйбышева (теперь Самара) был создан Государственный союзный опытный завод № 2. Директором завода назначили полковника Н.М. Олехновича, а начальниками четырех ОКБ - немецких конструкторов: доктора А. Шайбе (JUMO), инженера К. Престеля (BMW), доктора П. Лертеса и инженера А. Мюллера. Для работы на заводе из Германии в принудительном порядке были вывезены около 350 специалистов с семьями. Первые два ОКБ занимались доводкой проектов двигателей соответствующих немецких фирм, а два последние разрабатывали различные приборы и оборудование.

Гораздо меньший интерес вызвал в Советском Союзе ракетный истребитель Ме 163 "Комета" с ЖРД фирмы "Вальтер" HWK 509А тягой 1700 кгс. Эта машина недаром оценивалась как боевой самолет, весьма опасный... для собственного пилота. Дело в том, что в качестве окислителя применялась 80-процентная перекись водорода, чрезвычайно агрессивная жидкость, послужившая причиной гибели многих летчиков "Комет". Чаще всего из-за негерметичности трубопроводов самолет взрывался еще в момент запуска двигателя; не лучше обстояло дело и при вынужденных посадках: в залитой окислителем кабине тело пилота попросту растворялось. И хотя скорость машины была поистине выдающейся (2 октября 1941 г. летчик Диттмар впервые в мире преодолел рубеж 1000 км/ч), лишь в мае 1944 г. "люфтваффе" решились принять на вооружение ракетный истребитель. В июле пятерка Ме 163 впервые атаковала группу американских бомбардировщиков. Боевые качества самолета сильно обесценивались малой продолжительностью работы ЖРД - всего 6-7 минут, половина этого времени расходовалась на набор высоты. Заметных успехов в воздушных боях "Кометы" добиться не смогли. Общее число построенных Ме 163 составило 237 единиц, но одновременно в строевых частях имелось не более трех-четырех десятков боеготовых машин.

В заключение следует отметить, что при всех недостатках германских реактивных истребителей только они одни реально использовались в боевых действиях в период Второй Мировой войны. Их современники - английские "Метеоры" - применялись весьма ограниченно и только против крылатых ракет. Американцы вообще не сумели довести свой Р-80 "Шутинг Стар" до уровня боеготового прежде, чем война закончилась. Нужно отдать должное немецким двигателистам: именно их работа обеспечила Германии мировое первенство в области реактивного самолетостроения. Впрочем, с поражением рейха оно было безвозвратно утрачено.

Через тернии - к "звездам"

Если в конце тридцатых годов почти все молодые советские авиаконструкторы, создававшие истребители, ориентировались только на моторы жидкостного охлаждения, то в 1941 г. их негативное отношение к двигателям воздушного охлаждения было существенно поколеблено. Перемена во взглядах произошла в связи с появлением М-82 - 14-цилиндровой двухрядной "звезды", сконструированной под руководством одного из наиболее опытных отечественных моторостроителей Аркадия Дмитриевича Швецова. В отличие от предшественников, М-82 имел укороченный до 155 мм ход поршня, что позволило существенно уменьшить наружный диаметр мотора - до 1260 мм вместо 1375 мм. Двигатель отличался довольно напряженными удельными параметрами: взлетной литровой мощностью 41,3 л.с./л и средним эффективным давлением 15,5 кгс/см2. Его мощность на взлете составляла 1700 л.с., оставляя далеко позади любой из серийных отечественных моторов, в том числе и специально разработанный для штурмовика маловысотный АМ-38.

Однако мотор М-82 был запущен в серию лишь незадолго до нападения Германии, страдал множеством "детских болезней" и требовал кропотливой доводки. Мало кто из авиаконструкторов, уже хлебнувших лиха при устранении дефектов винтомоторных установок на базе М-105 или АМ-35А, горел желанием вновь окунуться в омут головоломных проблем. Только многоопытный Н.Н. Поликарпов, по-прежнему убежденный в достоинствах "звезд", спроектировал свой новый истребитель И-185 под опытный 18-цилиндровый мотор М-71 (Nвзл = 2000 л.с.) и серийный, но менее мощный М-82. Тут вмешался наркомат авиапромышленности, в мае 1941 г. настойчиво "порекомендовавший" всем авиационным ОКБ проработать варианты боевых машин, в том числе и истребителей, с "восемьдесят вторым" мотором.

В числе наиболее "законопослушных" конструкторов оказался заместитель наркома А.С. Яковлев, уже в августе 1941 г. отдавший распоряжение о создании истребителя Як-7 М-82А. Правда, как отмечал А.Т. Степанец, бывший ведущий инженер НИИ ВВС по истребителям Яковлева, работа эта "носила чисто экспериментальный характер". Ранней осенью 1941 г. яковлевские "ястребки" заслуженно считались лучшими истребителями в ВВС РККА. И все же проанализировать возможности своей машины с новым перспективным мотором Александр Сергеевич счел полезным. Помимо двигателя, на Як-7 М-82А изменили состав вооружения (установили две пушки ШВАК в крыле плюс синхронный пулемет УБС в фюзеляже), ввели дополнительные бензобаки (более мощный мотор был и более "прожорливым"), выполнили другие переделки. Из-за переезда яковлевского ОКБ-115 в Новосибирск работа затянулась. Лишь в конце января 1942 г. экспериментальный истребитель, пилотируемый П.Я. Федрови, смог впервые подняться в воздух.

По расчетам самолет должен был иметь максимальную скорость 615 км/ч на высоте 6400 м, практический потолок 10 000 м и время набора высоты 5000 м - 5,61 мин. На деле результаты испытаний оказались куда менее впечатляющими. Во-первых, из-за низкой надежности пришлось трижды заменять двигатель. Во-вторых, на второй скорости нагнетателя добиться нормальной работы М-82А не удалось вообще, поэтому максимальную скорость 571 км/ч удалось зафиксировать только на первой границе высотности 2860 м. Примерно такую же скорость развивал обычный серийный Як-7, но его штатный мотор М-105П обладал куда более высокой надежностью. В-третьих, оказалось невозможным установить винт требуемого диаметра (3,2 м), поскольку основные стойки шасси были слишком короткими. Словом, доводка машины требовала стольких усилий и переделок, что Яковлев предпочел махнуть на нее рукой.

По-иному складывались дела в конструкторских коллективах, создавших МиГ и ЛаГГ. Поздней осенью 1941 г. А.И. Микоян узнал, что в новом году серийное производство его истребителя будет свернуто: во-первых, по причине неудовлетворительных летных качеств МиГа, не способного на равных сражаться с "мессерами", а, во-вторых, чтобы переключить все мощности завода № 24 на производство двигателя АМ-38 для штурмовика Ил-2. Последний, по мнению И.В. Сталина, был нужен Красной Армии "как воздух, как хлеб".

Микояновское ОКБ срочно приступило к разработке истребителя И-210 с мотором М-82А. За основу, естественно, взяли МиГ-3, переделав переднюю часть фюзеляжа, ставшую заметно шире, изменив конструкцию фонаря и по-новому расположив маслорадиатор. Вооружение машины состояло из трех синхронных пулеметов УБС, установленных в фюзеляже. В ноябре-декабре 1941 г. были построены пять экземпляров И-210, первый из них в декабре "попробовал воздух". Едва набрав скорость, летчик В.Е. Голофастов столкнулся с тряской хвостового оперения. Из-за плохой герметизации мотоотсека аэродинамическое сопротивление самолета оказалось куда больше расчетного. На высоте 6150 м истребитель развивал максимальную скорость 565 км/ч, уступая Bf 109F-4 на 30:35 км/ч, а серийному МиГ-3 - почти на 80 км/ч. Кроме того, неблагополучно обстояло дело и с маневренностью, как с горизонтальной, так и с вертикальной (время набора высоты 5000 м - 6,7 мин). Таким образом, применение мощного мотора не обеспечило повышения летных качеств истребителя. Но, в отличие от Яковлева, Микоян был фактически "приперт к стенке" обстоятельствами, что заставило его продолжить доводку машины.

После многомесячных испытаний одного из И-210 в аэродинамической трубе стали ясны направления совершенствования его аэродинамики. Тем временем мотористы Швецова тоже не стояли на месте и разработали форсированный вариант мотора - М-82Ф взлетной мощностью 1850 л.с. В декабре 1942 г. микояновцы приступили к проектированию значительно улучшенного истребителя И-211, но только в августе 1943 г. самолет был готов, и Голофастов поднял машину в воздух. На этот раз результат получился что надо. Максимальная скорость И-211 на второй границе высотности составила 670 км/ч, высоту 5000 м он набирал всего за 4 мин. Однако время было безвозвратно упущено: в серийном производстве уже находился Ла-5Ф.

Как известно, судьба развела создателей ЛаГГ-3 вскоре после начала его серийного производства, но все трое независимо друг от друга пришли к мысли о целесообразности замены М-105П более мощным мотором. М.И. Гудков первым предложил установить М-82 на планер ЛаГГа еще в марте 1941 г., однако затем увлекся разработкой варианта ЛаГГ-3 с 37-мм пушкой. Только после нападения Германии на Советский Союз он вернулся к своей идее, и уже в сентябре новый истребитель, получивший наименование Гу-82, поднялся в воздух. Компоновка винтомоторной установки на самолете была заимствована от легкого бомбардировщика Су-2, в одном из вариантов оснащавшегося М-82. Гу-82 неплохо летал, но вскоре Гудкову и его ОКБ пришлось эвакуироваться в Новосибирск. Наркомат авиапромышленности, ознакомившись с первым результатами испытаний, стал готовить постановление о начале серийного производства Гу-82. Явно преждевременному решению воспротивилось руководство горьковского завода № 21, не заинтересованного в ломке налаженной серии ЛаГГ-3. Во второй половине 1941 г. именно ЛаГГами укомплектовывалось большинство новых и переформированных истребительных авиаполков (42 авиаполка, в то время как МиГами - 37, а Яками - всего 19). Постепенно вопрос о серийном производстве Гу-82 "замотали", тем более что и сам Гудков не проявил необходимой настойчивости.

Истребитель ЛаГ-5 с мотором М-82, созданный В. Горбуновым на тбилисском заводе № 31, также не стал серийным. Реальный успех выпал на долю С.М. Лавочкина, хотя путь к нему оказался чрезвычайно трудным. В феврале 1942 г. заместитель наркома А.С. Яковлев сумел убедить руководство страны в целесообразности прекращения серийного производства ЛаГГ-3 на горьковском заводе и развертывания постройки Як-7 на освободившихся мощностях. Но Семен Михайлович не опустил руки: с немногими оставшимися сотрудниками в том же феврале он сумел закончить изготовление опытного ЛаГГ-3 М-82. Не располагая временем для существенных переделок, лавочкинцы просто заменили мотораму новой, на которой смонтировали взамен М-105П куда более "лобастый" М-82. Для плавного сопряжения с обводами капота мотора по бокам фюзеляжа надставили вторую обшивку.

Первые же полеты показали, что установка М-82 пошла на пользу: истребитель прибавил в скорости у земли на целых 10 % по сравнению с серийным ЛаГГом. Об успехе немедленно сообщили А.Д. Швецову, а тот - секретарю Молотовского обкома ВКП(б) Н. Гусарову (моторы М-82 строились на заводе № 19 в Молотове - так тогда называлась Пермь). Последний, как и секретарь Горьковского обкома М. Родионов, немедленно доложил о новом истребителе И.В. Сталину. Практически одновременно к председателю ГКО попал доклад летчика-инженера А. Никашина, летавшего на ЛаГГ-3 М-82 и высоко его оценившего.

В конце апреля 1942 г. срочно созданная госкомиссия прибыла на горьковский авиазавод. В нее вошли инженеры и летчики от НИИ ВВС и ЛИИ НКАП. Для вынесения вердикта о судьбе нового ЛаГГа комиссии потребовалось всего шесть летных дней. Первый вылет А. Якимов совершил 21 апреля 1942 г. "Самолет многообещающий", - гласило его заключение. Вместе с тем, летчик обратил внимание, что в кабине чрезвычайно жарко. Особенно припекало от маслобака, находящегося под ногами летчика. Пришлось пойти на серьезные доводочные работы. Государственные испытания ЛаГГ-3 М-82 проводились в период с 9 по 14 мая 1942 г., по их результатам самолет признали удачным и рекомендовали внедрить в серийную постройку.

Летные данные ЛаГГ-3 М-82 были выше, чем у любого из истребителей, состоявшего в то время на вооружении ВВС РККА. На второй границе высотности 6450 м самолет развивал максимальную скорость 600 км/ч. При использовании взлетной мощности мотора на высоте 600 м истребитель разгонялся до 560 км/ч, легко обгоняя "мессера". По такой важной характеристике, как набор высоты за боевой разворот - 1100 м, ЛаГГ-3 М-82 превосходил не только отечественные, но и все вражеские самолеты, применявшиеся на фронте.

В то же время, Ла-5 имел огромные резервы для совершенствования. Работа, проделанная лавочкинцами совместно с ЦАГИ, ЛИИ НКАП, ОКБ Швецова и ЦИАМом, позволила вернуть скорости опытного ЛаГГ-3 М-82, потерянные в серии. В результате принятых мер ресурс мотора увеличился со 100 до 150 ч, а время его работы на форсированной мощности с января 1943 г. стало неограниченным (у М-82Ф). Решая задачу снижения массы Ла-5, конструкторы не оставили без ревизии практически ни одного из элементов конструкции: пересмотрели и облегчили центроплан, фонарь, шасси, винтомоторную группу... При этом прочность истребителя не ухудшилась.

Весной 1943 г. самолет Ла-5Ф практически не уступал вражеским истребителям по комплексу летных качеств. Головной завод № 21 ежемесячно отправлял на фронт 350...400 машин этого типа. К сборке Ла-5Ф приступили на заводах № 99 в Улан-Уде и № 381 в Москве. Накануне начала грандиозного сражения на Курской дуге в частях действующей армии имелось 978 самолетов Ла-5 и Ла-5Ф, что составляло более четверти всех истребителей. Среди тех, кто ранним июльским утром с нетерпенем ждал команды на взлет в кабине Ла-5Ф, был и никому не известный сержант И.Н. Кожедуб, впоследствии ставший лучшим советским асом.

Наиболее перспективным направлением совершенствования "лавочкина" стала установка двигателя М-82ФН (форсированного, с непосредственным впрыском топлива в цилиндры) вместо карбюраторных двигателей М-82 и М-82Ф, осуществленная на серийных машинах летом 1943 г. Форсирование по наддуву и оборотам позволило увеличить взлетную мощность М-82ФН до 1850 л.с., а номинальную - до 1460 л.с. на высоте 4650 м. Заводские испытания Ла-5ФН показали, что скорость машины на номинальной мощности возросла до 548 км/ч у земли и 619 км/ч на высоте 5600 м (648 км/ч на форсаже). Первые серийные машины попали в 32-й гвардейский авиаполк, которым командовал Герой Советского Союза подполковник В. Давидков. За время Курской битвы летчики полка провели 25 воздушных боев и сбили 33 самолета противника (в том числе 21 FW 190А), потеряв всего 6 своих. Летом и осенью 1943 г. немецкие авиационные эксперты вполне обоснованно считали истребитель Ла-5ФН самым опасным противником на Восточном фронте.

В январе 1944 г. дальнейшая модернизация истребителя привела к созданию Ла-7. Благодаря снижению полетной массы и аэродинамическим улучшениям при прежнем двигателе АШ-82ФН (так стал называться М-82ФН в 1944 г.) опытный истребитель обладал выдающимися летными данными: максимальной скоростью на расчетной высоте 680 км/ч и временем набора высоты 5000 м, составлявшим всего 4,45 мин. За боевой разворот истребитель мог набрать 1200:1250 м. Начиная с июня 1944 г. серийные Ла-7 начали поступать в строевые части. Правда, как это случалось и ранее, на первом этапе серийной постройки летные данные "семерки" несколько ухудшились, но к началу 1945 г. их удалось подтянуть до уровня опытной машины. О высоких боевых возможностях Ла-7 свидетельствуют результаты войсковых испытаний нового истребителя в 63-м гвардейском истребительном авиаполку: за полтора месяца боев гвардейцы сумели уничтожить 55 вражеских самолетов, потеряв всего 4 своих.

Ставка на рядный супердвигатель

Весной 1942 г. по инициативе ОКБ Яковлева серийный двигатель М-105П форсировали по наддуву с 910 до 1050 мм рт. ст. Прироста мощности (1260 л.с. на первой скорости нагнетателя) и, соответственно, увеличения скорости и скороподъемности истребителей удалось добиться на малых и средних высотах. Это было бы неплохо, но заводы "Даймлер-Бенц" также перешли на выпуск модифицированных DB 601 моделей N и E. С мотором DB 601N взлетной мощностью 1350 л.с. истребитель Bf 109F-4 продемонстрировал полное преимущество над Яками и ЛаГГами с М-105ПФ.

Летом 1942 г. В.Я. Климов основную ставку делал на мотор М-106, отличавшийся от М-105ПФ несколько большей мощностью (1350 л.с. на высоте 2400 м), пониженной степенью сжатия, усиленным коленвалом и блоком редуктора. К осени конструкторам удалось подготовить к испытаниям односкоростную модификацию М-106-1ск, унифицированную по ряду узлов с М-105ПФ. Важным достоинством являлись одинаковые габариты обоих двигателей, что позволяло почти без изменений в конструкции самолета монтировать М-106 взамен предшественника.

Параллельно ОКБ Климова работало над еще более мощным двигателем М-107. Он также представлял собой 12-цилиндровый, жидкостного охлаждения V-образный мотор, но конструкция его блоков цилиндров была пересмотрена. Так, для увеличения проходных сечений клапанов каждый цилиндр имел теперь не три, как на М-105 и М-106, а четыре клапана - два впускных и два выпускных. Изменениям подверглись также картер, коленчатый вал, шатуны, поршни, клапаны и ряд других деталей. Существенное отличие двигателя М-107 от предыдущих модификаций заключалось в том, что на выходе из нагнетателя часть воздуха направлялась непосредственно в цилиндры мотора, минуя карбюратор, а другая часть попадала в цилиндры в составе переобогащенной смеси. Обладая рядом преимуществ, такая система питания для надежной работы должна иметь хорошо отлаженные и доведенные карбюраторы.

Руководство страны впервые узнало о моторе М-107 (тогда его называли М-107П - "пушечный") от руководителей авиапрома еще в марте 1940 г., а спустя полгода, 2 ноября, вышло совместное постановление ЦК ВКП(б) и СНК СССР, в котором важнейшим направлением работ моторостроителей называлось освоение серийного производства мощных моторов АМ-37, М-107П и М-89. Этот документ, в частности, обязывал В.Я. Климова и директора завода № 26 П.Д. Лаврентьева к 1 мая 1941 г. провести 100-часовые испытания М-107П. Еще более радикальное решение было принято на совместном заседании ЦК ВКП(б) и СНК 25 января 1941 г.: заводу № 26 определялась программа выпуска 2000 новых моторов до конца текущего года за счет сокращения выпуска М-105 на 3400 единиц. К сожалению, поставленная задача оказалась не по плечу конструкторам и прозводственникам.

Первоначально двигатель М-107 развивал взлетную мощность 1400 л.с. и номинальную 1300 л.с. на высоте 5000 м. В августе 1941 г. мотор прошел 50-часовые совместные испытания. Но дальше дело не шло. То обрывало поршень, то пробивало картер, то не выдерживал главный шатун. Лишь во второй половине 1942 г. Климов смог сосредоточиться на дальнейшей доводке двигателя. В частности, применив новый нагнетатель с лопатками Поликовского, удалось форсировать мотор по наддуву, в результате чего взлетная мощность выросла до 1600 л.с., а номинальная - до 1500 л.с. на высоте 4500 м. Усовершенствованный двигатель получил обозначение М-107А.

Об успехе Климова вскоре стало известно в Москве. Постановление ГКО от 25 сентября 1942 г. обязывало уфимских моторостроителей к середине ноября закончить 50-часовые испытания М-107А, а к концу года довести ресурс мотора до 100 ч. На этот раз оснований для оптимизма было гораздо больше, чем до войны. Подтвержденные испытаниями характеристики ставили новое детище Климова на одно из ведущих мест в мире. Если М-105П имел удельную мощность 29,1 л.с./л, М-105ПФ - 34,5, М-106 - 35,6, то М-107А - уже 42,7 л.с./л.

Но и германские моторостроители не стояли на месте. Освоение производства моторов DB 605A (взлетной мощностью 1475 л.с. и номинальной 1355 л.с. на высоте 5800 м) позволило истребителю Bf109G-2 летом 1942 г. продемонстрировать превосходство над отечественными машинами в сражениях над Ржевом, Сталинградом, на подступах к Ленинграду... Эксплуатация на фронте, однако, выявила серьезные дефекты двигателей DB 605A, и прежде всего - прогары поршней. Немцам пришлось временно ограничить срок службы "шестьсот пятого" до 50 ч и полностью запретить использование взлетного режима.

Тем не менее, легко объяснимо беспокойство А.С. Яковлева, отметившего по результатам боев за Сталинград, что "появление двух десятков "мессершмиттов" с мощными и высотными моторами... оказало исключительно сильное воздействие на боеспособность наших истребительных частей... Имея абсолютное превосходство на высотах 6000 м и больше, немецкие истребители могут надежно прикрыть свои бомбардировщики, и последние получают возможность безнаказанно производить налеты на различные объекты советского тыла".

К сожалению, отличные оценки, неизменно получаемые Як-9У за высокую скорость и маневренность, в значительной мере обесценивались низкой надежностью его силовой установки. Истребитель долго и с большими проблемами доводился. На какие только ухищрения не приходилось идти инженерам, конструкторам, испытателям: уменьшали допустимые обороты двигателя, увеличивали открытие заслонок, устанавливали более мощные радиаторы: И все-таки температуры воды и масла постоянно "зашкаливали". Это было тем более обидно, что по простоте пилотирования и удобству в эксплуатации Як-9У неизменно отличался пилотами в лучшую сторону.

Воздушные бои в конце 1944 г. показали, что по сравнению с извечным противником - германским Bf 109G - яковлевский "ястребок" с ВК-107А обладал преимуществом в скорости и характеристиках вертикального маневра. Однако даже после устранения перегрева воды и масла надежно работать винтомоторная группа Як-9У так и не стала. Из редуктора выбрасывало масло через уплотнения, наблюдалась тряска на пониженных оборотах, систематически выходили из строя свечи. Серийные моторы по-прежнему имели ресурс порядка 30 ч. Поэтому, хотя сотни новеньких истребителей успели до Дня Победы попасть в строевые части, сломать хребет "люфтваффе" им было не суждено. Основную тяжесть воздушных боев на заключительном этапе войны пришлось вынести лавочкинским Ла-5ФН и Ла-7 с моторами АШ-82ФН, а также яковлевским Як-3 и Як-9 с моторами ВК-105ПФ.

Производство некоторых типов мощных авиамоторов в СССР в годы войны

Завод Тип мотора 1941 г. 1942 г. 1943 г. 1944 г. 1945 г. Всего
№ 16 М-105ПФ - 5 3962 4975 3897 12 839
№ 19 М-82 412 - - - - 412
М-82Ф(ФН) - 3948 4649 764 9361
АШ-82ФН - - - 5461 5884 11 345
№ 24 АМ-35А 4012 173 202 41 4428
№ 26 М-105П 5277 54 96 - - 5427
М-105ПФ - 10 048 11 965 8762 4312 35 087
М-107 29 657 - - - 686
М-107А - 41 208 2111 3191 5551
№ 29 АШ-82ФН - - 75 1075 1875 3025
№ 466 М-105ПФ - 511 2702 3095 1900 8208
Итого 9730 15 396 23 859 26 282 21 059 96 326

Мощное вооружение самолета (6-8 пулеметов "Браунинг" калибра 12,7 мм) и большой запас топлива (1155 л во внутренних баках) обусловили очень большую полетную массу, составившую у Р-47D-10 почти 6 т, а в перегрузочном варианте - 6,7 т. При площади крыла 27,87 м2 удельная нагрузка превысила 200 кг/м2, перевалив за грань, считавшуюся в ту пору опасной. Американские пилоты утверждали, что в крутом пикировании скорость "Тандерболта" порой зашкаливала за 1000 км/ч. Благодаря мощному мотору в горизонтальном полете на высоте 8500...9000 м самолет был способен разогнаться до 660 км/ч, свободно обгоняя немецкие поршневые истребители. За большие размеры и форму фюзеляжа, близкую к цилиндрической, к самолету прочно прилипли клички "летающий линкор" и "бочка с молоком".

Что касается оценки маневренных качеств Р-47, то тут мнения расходятся. Советский летчик-испытатель М.Л. Галлай, участвовавший в облете одного из поставленных в нашу страну по ленд-лизу "Тандерболтов", своих впечатлений не скрывал: "Это - не истребитель!" (но Марку Лазаревичу, вероятно, и не приходилось "воевать с немцем" на высоте 9...10 км. Здесь отечественные истребители могли только балансировать на грани сваливания, задрав нос и тщательно выдерживая скорость порядка 350...400 км/ч.). Вероятно, у земли Р-47 действительно превращался в толстую неповоротливую крякву, любимую мишень для немца-охотника. На большой высоте роли менялись! В "черные дни" лета 1944 г. "люфтваффе" порой теряли за сутки более сотни истребителей, отражая налеты союзников на свои города. Подразделения "Тандерболтов" не знали таких потерь.

Более того, высокая живучесть цельнометаллической конструкции Р-47 позволила на последнем этапе войны применить его в роли штурмовика. В то время, ожесточенно отбиваясь, немцы сосредоточили большую часть своих истребителей для обороны территории Рейха, фактически оголив Западный фронт. По свидетельству советской миссии, посетившей в сентябре 1944 г. расположение американской 19-й тактической авиагруппы во Франции, пилоты "Тандерболтов" завидовали русским летчикам и жаловались на полное отсутствие воздушного противника: ведь за 50...80 боевых вылетов они ни разу не встретили врага! Зато сколько они уничтожили мостов, паровозов, сколько перебили автомашин... Руководитель советской делегации указывал в отчете: "Пролетая над территорией Франции, мы не видели ни одного исправного автомобильного или железнодорожного моста, ни одной уцелевшей железнодорожной станции - только горы искореженного металла. Все это сделала авиация союзников".

Опоздавшие на войну

Сидней Кэмм, "отец" знаменитых истребителей "Харрикейн", "Тайфун", "Хантер" и "Харриер", для англичанина олицетворял то же, что для советского человека - А.И. Микоян: гордость нации, один из наиболее талантливых авиационных конструкторов компании "Хоукер", специализировавшейся на создании "ястребков". Последним детищем Кэмма, принимавшим участие в сражениях Второй мировой войны, стал "Темпест". При его разработке конструктор постарался устранить все слабые места предшественника - "Тайфуна" и в особенности не слишком удачную конструкцию крыла, чрезмерно толстого для быстроходного истребителя. Второй важной идеей стал перенос радиаторов из огромной "бороды" "Тайфуна" в переднюю кромку крыла. Кроме того, специально для "Темпеста" фирма "Нэпир" приступила к разработке двигателя "Сейбр" IV чрезвычайной мощностью 2500 л.с. Рассматривались и альтернативные варианты с моторами "Центавр" IV фирмы "Бристоль" и "Гриффон" 61 фирмы "Роллс-Ройс".

Все упомянутые двигатели летом 1942 г., когда был готов планер истребителя, оказались недостаточно доведенными. В результате первым поднявшимся в воздух "Темпестом" стал вариант V с штатным мотором "Тайфуна" ("Сейбр" II максимальной мощностью 2180 л.с.), считавшийся резервным. Благодаря новому крылу и улучшенной аэродинамике в июне 1943 г. истребитель с нормальной полетной массой 5,2 т развил фантастически высокую скорость горизонтального полета - 750 км/ч на высоте 7500 м. Его практический потолок составил 11,9 км, а дальность полета -1240 км. Высоту 4500 м опытный "Темпест" V набирал за 4,5 мин. Увы, повторить в серии радиаторы, изготовленные опытнейшими мастерами "Непир", не удалось. Поэтому на серийных "Темпестах" V конструкция силовой установки полностью воспроизвела примененную на "Тайфуне", а в передней кромке крыла вместо радиаторов смонтировали дополнительные топливные баки.

Пилоты строевых частей с энтузиазмом встретили даже этот, существенно ухудшенный вариант, и считали его "Тайфуном, лишенным недостатков, более быстрым по сравнению с FW 190 и наилучшим истребителем для применения на малых высотах". Летом 1944 г. "Темпесты" стали широко применять для борьбы с самолетами-снарядами "Фау-1". К концу сентября, когда пик борьбы с "летающими бомбами" миновал, шесть эскадрилий "Темпестов" уничтожили 638 "Фау" из 1771, сбитых британскими ВВС. Благодаря высокой скорости полета "Темпест" являлся грозным противником немецких реактивных истребителей. Так, на счету 122-го авиакрыла (три эскадрильи) к концу войны числились 8 сбитых и 15 поврежденных Ме 262. Истребительное командование до конца войны получило около 800 "Темпестов" V. В едином строю с последними вариантами "Спитфайров" и американскими "Мустангами" и "Тандерболтами" эти машины стали непроходящей головной болью для командования "люфтваффе", и лекарства от этой боли не существовало!

Доводка варианта "Темпест" II с 18-цилиндровым двигателем воздушного охлаждения "Центавр" IV затянулась на послевоенный период. До подписания Японией капитуляции "Темпесты" II успели поступить на вооружение всего одной эскадрильи. Обладая максимальной скоростью 711 км/ч на высоте 4600 м, они превосходили подавляющее большинство истребителей противника, хотя и не дотянули до уровня требований проекта "Темпеста" I. В составе британских ВВС они прослужили до конца 1953 г.

И наконец, завершающим штрихом в наращивании боевых возможностей английского Истребительного командования стало принятие на вооружение двухдвигательного реактивного истребителя "Метеор", разработанного фирмой "Глостер". В июле 1944 г. в метрополии была сформирована 616-я эскадрилья, получившая на вооружение "Метеоры". Однако бросить ее в бой против немецких Ме 262 англичане не решились, поскольку первые двадцать истребителей модификации F.1 оснащались уиттловскими двигателями W.2B тягой всего по 900 кгс. В сочетании с не слишком удачной аэродинамикой самолета (короткое толстое крыло, бочкообразные мотогондолы большого сечения) эти маломощные "движки" смогли обеспечить машине массой 6265 кг максимальную скорость всего 668 км/ч. Современный "Метеору" Ме 262А был куда быстроходнее - приблизительно на 150 км/ч. Вдобавок он нес более мощное вооружение (четыре 30-мм пушки против четырех 20-мм) и имел лучшую маневренность. Это уже после войны, 7 ноября 1945 г. "Метеор" F.4 с новым крылом и вытянутыми мотогондолами, оснащенный двумя роллс-ройсовскими "Дервентами" тягой по 1360 кгс, разогнался до 975 км/ч и побил мировой рекорд скорости.

А летом 1944 г. англичане сочли за благо направить первые серийные "Метеоры" на борьбу со все теми же "Фау-1". 4 августа пилот 616-й эскадрильи Дин атаковал самолет-снаряд с малой дистанции, но - фантастический случай - отказали все четыре пушки. Тогда англичанин подошел вплотную и подцепил "Фау" крылом за крыло. Автопилот летающей бомбы не сумел отработать столь мощное возмущение, самолет-снаряд свалился в штопор и рухнул в море. Только в январе 1945 г. "Метеоры" F.3 с "Дервентами" из 616-й эскадрильи приземлились на аэродроме континентальной Европы. Их максимальная скорость составляла уже около 780 км/ч. Для того чтобы исключить обстрел своими войсками, самолеты "с ног до головы" были окрашены матовой белой краской. Залетать на территорию противника пилотам-реактивщикам воспрещалось во избежание захвата немцами секретной техники. Вплоть до конца войны успехи эскадрильи оставались очень скромными, но это не помешало англичанам "застолбить" ее место в истории как первого в мире регулярного авиационного подразделения, вооруженного реактивными истребителями.

Похожей сложилась в годы Второй мировой войны и судьба первого американского реактивного истребителя. Напомним: в 1941 г. американцы получили в дар от англичан конструкторскую документацию на реактивный двигатель W.2B, созданный фирмой "Пауэр Джетс". Более того, в США были поставлены два опытных "движка". Воспользовавшись этим, фирма "Белл" создала первый в США экспериментальный реактивный самолет XP-59A "Айракомет" с двумя ТРД типа I-A (лицензионным воспроизведением W.2B), а "Локхид" уже в 1943 г. разработала однодвигательный истребитель Р-80А "Шутинг Стар". После не слишком удачных опытов с ТРД "Халфорд" фирмы "Де Хевилленд" главный конструктор фирмы "Локхид" Хэл Хиббард решил установить на Р-80 двигатель I-40, созданный компанией "Дженерал Электрик" на базе уиттловского W.2B и отличавшийся значительно большей тягой - 1800 кгс.

В июне 1944 г. "Шутинг Стар", оснащенный I-40, впервые поднялся в воздух. Результаты оказались весьма впечатляющими - в горизонтальном полете самолет смог разогнаться почти до 900 км/ч. Однако доводка планера и двигателя задержала внедрение машины в серию. Только в декабре 1944 г. "Локхид" получила контракт на изготовление 1000 истребителей Р-80А, а в мае 1945 г. - дополнительный заказ на 2500 машин. Первым подразделением, получившим на вооружение "Шутинг Стары"в феврале 1945 г., стала 412-я эскадрилья. Статуса боеготовой она достигла только в августе, когда война уже фактически завершилась. Поэтому "пустить кровь" противнику локхидовскому реактивному первенцу в период Второй мировой войны не удалось. Лишь спустя пять лет, в ходе войны в Корее, Р-80А были брошены в бой, но к этому времени они уже устарели и не являлись грозными соперниками для советских "МиГов".

Краткая история поршневых авиамоторов (1930-1951 годы)

Период интенсивного развития АПД в нашей стране (1930-1951 гг.) характеризовался многообразием конструктивных решений, направленных на увеличение агрегатной мощности и достижение высоких показателей: литровой мощности, эффективного к.п.д., низкой удельной массы, малых поперечных размеров и т.п. Большое внимание уделялось также сохранению расчетной мощности двигателя до больших высот полета.

Решение этих задач представляет интерес и в наши дни. Современная технология способна осуществить нереализованные идеи.

Предлагаемый обзор охватывает, главным образом, период с 1930 по 1951 гг., после которого новых разработок отечественных АПД как в опытном, так и исследовательском плане почти не проводилось.

В отличие от наиболее развитых стран Запада (США, Франция, Германия, Англия, Италия), Россия в годы Первой мировой войны не имела сколько-нибудь развитой авиамоторной промышленности, хотя русские конструкторы строили оригинальные моторы.

Так, например, Б.Г. Луцким использовался привод к двум соосным винтам, один из которых мог реверсироваться при посадке. Б.Г. Луцким было также впервые применено верхнее расположение кулачкового валика системы газораспределения на двигателе с рядным расположением цилиндров.

После революции было решено в первую очередь освоить производство двигателей по лучшим иностранным образцам. Такая техническая политика дала положительные результаты - начался серийный выпуск моторов М-5 (типа "Либерти") и М-6 (типа "Испано-Сюиза").

В период 1925-1931 гг. отечественная авиамоторная промышленность достаточно окрепла, что позволило начать подготовку к серийному производству моторов собственной разработки. Этому способствовало развертывание научной исследовательской работы в ряде научных центров (ЦАГИ, НАМИ) и создание, в конце 1930 г., единого научно-исследовательского центра авиадвигателестроения - ЦИАМ.

Перед ЦИАМ помимо исследовательской деятельности была поставлена задача - создать опытные двигатели для серийного производства. Первоначально в тематический план включили разработку 12 типов бензиновых двигателей и 2 типов дизелей. В серийное производство пошли два: бензиновый мотор М-34 (А.А. Микулина) и дизель АН-1 (А.Д. Чаромского). Оба эти двигателя в дальнейшем многократно и успешно модифицировались, образовав семейства "AM" и "АЧ" (по инициалам главных конструкторов).

К 1935 г. консолидация отечественного двигателестроения вокруг ЦИАМ была, в основном, завершена и потребовались новые организационные формы проведения опытно-конструкторских работ. При серийных заводах были созданы самостоятельные опытно-конструкторские бюро (ОКБ).

Основной объем опытного строительства переместился в ОКБ. Для более полного использования зарубежного опыта, а также увеличения номенклатуры авиационных двигателей была произведена покупка лицензий на ряд наиболее совершенных образцов.

Перед ОКБ, которым было поручено внедрение этих двигателей в производство, сразу же вставали и задачи их дальнейшего совершенствования.

Первенец семейства "AM" - двигатель М-34 имел размерность серийного лицензионного двигателя M-17 (ВМW-VI), что позволяло в значительной мере использовать технологию и опыт производства, но радикально отличался от него по своей конструкции. Блоки цилиндров, верхняя и нижняя половина картера стягивались шпильками в единую силовую схему, свободную от действия растягивающих сил. На основе этой схемы были созданы все дальнейшие модификации. Многолетний опыт эксплуатации моторов семейства "AM" показал их высокую эффективность.

Первоначальной базой семейства "АШ" (главный конструктор А.Д. Швецов) послужили звездообразные однорядные 9-цилиндровые двигатели воздушного охлаждения фирмы "Райт" (США) мощностью 750 и 1100 л.с., выпускавшиеся по лицензии под маркой М-25, М-62, АШ-62ИР.

Затем были созданы двигатели воздушного охлаждения в виде двухрядной 14-цилиндровой звезды оригинальной конструкции - М-82 и впоследствии ее модификации АШ-82ФН и АШ-83. Начиная с АШ-82ФН, была применена система непосредственного впрыска топлива в цилиндры двигателя. Следует отметить, что двигатель АШ-82Т (гражданская модификация АШ-82ФН) многие годы был в эксплуатации (самолет Ил-14 и вертолеты Ми-4 и Як-24) и лишь недавно снят с производства. Был также создан 18-цилиндровый двигатель АШ-73 и его модификация АШ-73ТК, в которой приводной центробежный нагнетатель и турбокомпрессор позволили сохранять мощность 2200 л.с. до высоты 10 500 м.

Последним в этом семействе был 28-цилиндровый турбопоршневой двигатель АШ-2К, представляющий собой четырехрядную звезду с принудительным воздушным охлаждением, взлетной мощностью 4700 л.с. и высотностью 10 000 м. Двигатель был снабжен семью импульсными турбинами, использовавшими кинетическую энергию выхлопных газов и возвращавшими утилизированную энергию на коленчатый вал. Благодаря этому двигатель имел экономичность на 7…8 % лучше, чем наиболее совершенные моторы воздушного охлаждения того времени.

Турбопоршневой двигатель ВД-4К (главный конструктор В.А. Добрынин) представлял собой завершающую ступень развития семейства оригинальных двигателей жидкостного охлаждения, выполненных в виде четырехрядной шестицилиндровой звезды.

Схема этого двигателя была разработана в 1939 г. В.А. Добрыниным и Г.С. Скубачевским в конструкторском бюро при Московском авиационном институте. Двигатель получил обозначение М-250 и имел взлетную мощность 2500 л.с. В 1943 г. работа была продолжена в ОКБ, руководимом В.А. Добрыниным. В 1946 г. в связи с повышением заданной взлетной мощности до 3500 л.с. был заложен по существу новый двигатель ВД-3ТК, сохранивший от М-250 общую схему и оригинальный соосный редуктор. Большая высотность двигателя обеспечивалась комплексной системой наддува: центробежный нагнетатель и два турбокомпрессора.

Заключительным этапом в развитии авиамотора по этой конструктивной схеме было создание двигателя ВД-4К. Он был снабжен тремя импульсными турбинами, механически связанными с валом двигателя, и свободным турбокомпрессором с регулируемым реактивным соплом. В этом двигателе был реализован весь положительный опыт и научный задел, накопленный в авиадвигателестроении. Все это привело к созданию лучшего в отечественной и мировой практике образца поршневого авиационного двигателя, работающего на легком топливе.

По своей мощности (4300 л.с.), удельному расходу топлива на крейсерских режимах (0,16…0,175 кг/л.с.·ч) и высотности (11 000 м) этот двигатель при удельной массе (0,51 кг/л.с., включая турбокомпрессор) и сейчас является рекордным. Сверхдальние полеты самолета Ту-85 с такими двигателями подтвердили высокую оценку двигателя ВД-4К.

Для тридцатых годов прошлого века характерным являлось стремление внедрить в авиацию моторы на тяжелом топливе (дизели).

Удельный расход топлива известных авиационных дизелей того времени, например, фирм "Юнкерс" (Германия) и "Паккард" (США), был на 25…30 % ниже, чем у сравниваемых бензиновых моторов. Привлекало также то, что требуемое для дизелей топливо было менее пожароопасным и более дешевым, чем бензин.

Первый опытный отечественный двигатель на тяжелом топливе АН-1 был создан в ЦИАМ под руководством А.Д. Чаромского в 1936 г. По схеме это был четырехтактный 12-цилиндровый V-образный двигатель с непосредственным впрыском топлива. По своей силовой схеме он был аналогичен двигателю М-34, но имел несколько большие диаметр цилиндра (180 мм) и ход поршня (200 мм). Его номинальная мощность составляла 750 л.с. В ходе развития мощность авиадизеля была повышена до 1250 л.с. при удельном расходе топлива 0,175 кг/л.с.·ч. С этими данными он успешно прошел испытания и был принят для серийного производства.

В ходе подготовки и развертывания производства продолжилось совершенствование двигателя. Созданный под руководством А.Д. Чаромского серийный двигатель АЧ-30Б имел: взлетную мощность - 1500 л.с., мощность на высоте 6000 м - 1250 л.с., удельный расход топлива - 0,17 кг/л.с.·ч, удельную массу - 0,77 кг/л.с. Это был самый мощный в мире авиационный дизель. Его основные технические данные были на уровне лучших мировых достижений.

Во время Великой Отечественной войны двигатели АЧ-30Б применялись на тяжелых бомбардировщиках, наносивших удары по глубоким тылам противника, в том числе и по Берлину. До настоящего времени находят применение в транспортном машиностроении и на судах дизели, создаваемые на основе АН-1 и его модификаций. Возможности развития этого семейства далеко не исчерпаны.

Базовым в семействе "ВК" (главный конструктор В.Я. Климов) стал лицензионный мотор М-100 ("Испано-Cюиза" 12Ybrs). При дальнейшем модифицировании в конструкцию двигателя были внесены оригинальные конструктивные решения, позволившие более чем вдвое повысить его мощность и значительно увеличить высотность. В частности, начиная с мотора M-105 введена трехклапанная система газораспределения: два впускных клапана и один выпускной вместо двухклапанной системы. В моторе М-105П предусмотрен полый вал редуктора для стрельбы через него из автоматической пушки, установленной в развале блоков цилиндров.

На основе лицензионного мотора М-85 ("Мистраль Мажор" K-14 фирмы "Гном-Рон") под руководством А.С. Назарова были созданы двигатели М-86 и М-87 с более высокой мощностью (950 л.с. по сравнению с 850 л.с. у М-85). Дальнейшее развитие этих двигателей продолжалось под руководством С.К. Туманского. Были созданы двигатели М-88 с взлетной мощностью 1100 л.с. и М-89 мощностью 1300 л.с. на расчетной высоте 6000 м. Значительно улучшило эксплуатацию этих двигателей введение в них системы непосредственного впрыска топлива.

Все указанные двигатели сохраняли исходную конструктивную схему двухрядной 14-цилиндровой звезды.

На основе опыта создания двигателей М-88 и М-89 под руководством Е.В. Урмина был создан 18-цилиндровый двухрядный двигатель М-90 мощностью 2000 л.с. Этот двигатель успешно прошел заводские испытания, но в серийное производство не поступил в связи со свертыванием программы производства поршневых двигателей.

Сердце истребителя

Краткая история поршневых авиамоторов (1930-1951 годы)