Переход от винтовой к реактивной авиации
В ходе Второй мировой войны обострилась битва за скорость, начавшаяся еще с момента зарождения авиации. Однако вскоре конструкторам стало ясно, что они подошли к пределу – на самолете с поршневым мотором и винтом быстрее не полетишь. Выходом из тупика стал переход к турбореактивным двигателям.
Барьер для винта
До середины 1940-х гг. все самолеты были винтовыми на поршневых двигателях. В начале Второй мировой войны самым скоростным был американский истребитель «Аэрокобра» Bell P-39, разгонявшийся до 590 км/ч. Но к середине войны даже на Восточном фронте, где характер боевых действий требовал ограничивающей скорость маневренности, немецкие (Bf 109) и советские (Як-3 и Ла-7) истребители летали быстрее 650 км/ч. А настоящие «гонки» начались на Западном фронте. Там задачей немецкой авиации была защита от налетов союзнических бомбардировщиков В-17, летевших со скоростью до 480 км/ч на высоте 8–9 км. Немецким истребителям ПВО и эскортным истребителям союзников, ведущим бои «вокруг» В-17, требовалась намного большая скорость. Тогда появились самые скоростные винтовые самолеты: немецкий Ta.152C, английский «Спитфайр» Mk.24 и американский «Мустанг» P-51H, разгонявшиеся до 780 км/ч. Но как бы конструкторы ни «вылизывали» аэродинамику и ни выжимали все возможное из моторов, барьер в 800 км/ч тогда не преодолел ни один винтовой самолет.
Первые реактивные
Первые турбореактивные двигатели (ТРД) появились еще в 1937 г., но путь от опытных моделей до пригодного к серийному производству авиационного двигателя был долог. Трудно решались и проблемы, с которыми столкнулись конструкторы первых реактивных самолетов: надо было освоить аэродинамику высоких скоростей, на которых раньше никто не летал. В 1941 г. в воздух поднялся немецкий реактивный самолет Ме.262 с ТРД Jumo-004. Хотя на испытаниях он развил скорость 900 км/ч, для строевых летчиков ее ограничили до 850 км/ч. В бой этот «мессер» пошел лишь в середине 1944 г. С теми же двигателями Jumo-004 немцы построили реактивный бомбардировщик и разведчик Ar.234. Будучи в 1,5 раза тяжелее «мессера», Ar.234 летал медленнее, хотя скорость 740 км/ч позволяла ему уходить от истребителей и прорывать вражескую ПВО.
Англичане полетели «на реактивной струе» также в 1941 г., и их «Метеор» вступил в бой тоже лишь летом 1944 г. Высокая скорость позволяла этому реактивному истребителю успешно перехватывать немецкие ракеты «Фау-1».
Первые реактивные самолеты, превосходя по скорости винтовых «ровесников», уступали им в маневренности. Этим воспользовался советский летчик Иван Кожедуб: в феврале 1944 г. он на винтовом Ла-7 «подкараулил» и сбил Ме.262.
Разжигая «летающую топку»
В период войны также создавали машины с жидкостными реактивными двигателями (ЖРД) – аналогичными двигателю, установленному на «Фау-2». Появившийся в 1942 г. в СССР экспериментальный реактивный истребитель с ЖРД БИ-1 до серийного выпуска не дошел. А немцы в 1944–1945 гг. построили 400 истребителей с ЖРД Ме.163. Но сражались они без особого успеха, а в Японии, где выпускались по лицензии, вообще на войну не успели. Основной проблемой «летающей топки» (так прозвали ЖРД) была невозможность регулировать тягу двигателя и прожорливость. У Ме.163 и БИ-1 топлива хватало всего на 4 минуты полета – взлететь и перехватить цель. На снижение и посадку эти самолеты шли уже как планеры.
Проблемы и решения
Из-за особенностей конструкции двигателей винтовых самолетов их масса росла значительно быстрее, чем мощность, а винты и самолеты все тяжелее преодолевали сопротивление воздуха, которое резко увеличивалось при скорости выше 750 км/ч.
Стало ясно, что для освоения больших скоростей винтовые силовые установки не годятся. Возникла идея использовать принципиально иной вид двигателя – турбореактивный двигатель (ТРД). Тягу ТРД создает реактивная струя – резко расширившиеся от нагрева газы, которые вылетают из сопла в одну сторону и с той же силой толкают самолет в противоположном направлении. Силу тяги измеряют в «килограммах силы» – кгс.
