История самолётов, 1919–1945

Деревянные лонжероны заменены металлическими. Воздухозаборник перенесен с капота в центроплан крыла, масло радиатор — под фюзеляж за центропланом. Улучшена герметизация.

Как следует из таблицы 4.4., совершенствование самолетов-истребителей заключалось, главным образом, в:

— повышении мощности силовой установки;

— улучшении аэродинамики самолета;

— усилении конструкции планера и его боевой живучести;

— установке более мощного вооружения.

Мощность двигателя может быть повышена за счет увеличения объема цилиндров, числа оборотов, а также большего расхода рабочей смеси вследствие искусственного наддува во входном коллекторе. Последний метод был наиболее предпочтителен (увеличение размеров цилиндров вело к росту габаритов и веса силовой установки, а число оборотов ограничивалось прочностными пределами материала конструкции › и поэтому применялся чаше других. Именно таким образом осуществлялось повышение мощности двигателей Роллс-Ройс «Мерлин» для «Спитфайров». Благодаря росту эффективного давления с 11.4 кг/см² на модели «Мерлин» II до 19,4 кг/см² на «Мерлин» 66 при неизменных размерах и числе оборотов номинальная мощность силовой установки возросла более, чем на треть. Во избежание тепловых перегрузок мотора и для повышения КПД силовой установки на самолете «Спитфайр Mk.lX применили двухступенчатый нагнетатель с устройством для охлаждения топливной смеси перед поступлением ее в двигатель (рис. 4.8), а на снабжение ВВС начало поступать авиационное горючее с октановыми числами 100 и более.

Когда возможности двигателя полностью исчерпывались, на самолете приходилось устанавливать новый двигатель, с большим рабочим объемом. В 1943 г. на смену 27-литровому „Мерлину“ пришел 36-литровый Ролл-Ройс „Гриффон“. Он применялся на последних модификациях „Спитфайра“, начиная с Mk.XIV.

Рис. 4.8 Схема наддува двигателя Мерлин 61 А — центробежный нагнетатель, В — всасывающий патрубок. С — радиатор охлаждения смеси. D — входной коллектор, Е — насос, F — основной радиатор

Рис. 4.9. Режимы работы двигателя „Мерлин“ 65 [40, с. 48]. I — номинальный, 2- боевой, 3 — чрезвычайный.

Во время воздушного боя пилоту часто бывало необходимо на короткое время резко увеличить мощность двигателя, чтобы догнать противника или, наоборот, уйти от преследования. Поэтому наряду с обычным номинальным режимом конструкторы моторов ввели форсированные режимы, предусматривающие перегрузку двигателя по оборотам и (или) наддуву. Обычно таких режимов было два — боевой (разрешенная продолжительность без опасности повреждения двигателя — 15 минут) и чрезвычайный (не более 5 минут). Мощность при этом возрастала на 30–50 % (рис. 4.9).

Развитие двигателей для истребителей семейства „Як“ происходило, так же как у „Мерлинов“, в основном за счет усиления наддува. Правда, из-за отсутствия в стране высокооктановых сортов топлива (только к концу войны удалось наладить выпуск бензина с ОЧ=100) они не имели форсированных режимов. Более того, у последней модели — ВК-107А, из-за очень напряженного теплового режима работы даже на „номинале“ ресурс не превышал 25 часов [8, с. 170].

Особенностью немецких двигателей фирмы Даймлер-Бенц и советского М-82ФН была система непосредственного впрыска топлива в цилиндры. По сравнению с обычным карбюраторным двигателем это позволяло повысить „приемистость“ самолета, уменьшить пожароопасность, улучшить экономичность двигателя благодаря более равномерному распределению топлива по всем цилиндрам. Кроме того, отсутствовала опасность прекращения посту пления бензина в двигатель при отрицательных перегрузках, например в „перевернутом“ полете.

Другой отличительной чертой „Мессершмитта“ с двигателем DB-605 являлась система привода нагнетателя через турбомуфту, плавно регулирующую передаточное число от мотора к крыльчатке нагнетателя. Это позволяло более точно изменять параметры наддува в зависимости от высоты полета и избежать „провала“ мощности, происходящего при переключении с одной скорости на другую на обычном двухскоростном нагнетателе.