«На мирно спящих аэродромах…» Разгром 1941 года

Вторым важнейшим условием преобразования скорости в маневр (вертикальный или горизонтальный) является низкая эволютивная скорость (эффективность динамического маневра, как было уже показано выше, определяется разностью квадратов максимальной и эволютивной скоростей). В скобках заметим, что за многие годы работы автору ни разу не попалась на глаза популярная книжка, в которой бы были указаны эти параметры. Косвенно о величине эволютивной скорости можно судить по близкой к ней величине посадочной скорости и еще по наличию предкрылков (если они есть, то допустимые по условиям срыва потока углы атаки будут больше, соответственно, эволютивная скорость – меньше). Хотя и в этом вопросе все очень непросто. Малая эволютивная скорость связана прежде всего с малой удельной нагрузкой, т. е. с «большим крылом», но большое крыло будет препятствовать разгону на пикировании.

Бывают и совсем неожиданные эффекты. Предкрылки, безусловно, увеличивают допустимые углы атаки, но англичане, испытывая в июне 1940 года трофейный «Мессершмитт», обнаружили у него такую странную особенность: при маневрировании с большими перегрузками и на больших углах атаки происходил несимметричный выпуск автоматических предкрылков на правом и левом крыле, что приводило к «рысканию» (быстрые и случайные изменения направления полета) и делало невозможной прицельную стрельбу.

Во всех предыдущих рассуждениях мы рассматривали самолет как материальную точку, мелькающую в небе под воздействием различных сил. Но аэродинамические силы, действующие на эту «точку», зависят от углов поворота крыла и фюзеляжа вокруг центра масс. Повороты эти происходят отнюдь не мгновенно, угловые скорости ограничены и особенностями конструкции, и максимальным усилием, с которым летчик тянет и давит на ручку и педали. Не хотелось бы утомлять читателя сверх меры, но без рассмотрения вопросов управляемости все оценки возможностей динамического маневрирования теряют практический смысл.

Рис. 11

Рис. 12

Для того чтобы развернуться, самолету надо накрениться (подробнее см. Главу 2). Для того чтобы накрениться, надо на одном крыле поднять элерон, а на другом опустить (это делается одним движением ручки управления налево или направо). Возможные дальнейшие события отражены на рис. 11 ирис. 12.

Отклонение элерона вниз приводит к увеличению кривизны профиля крыла, давление воздуха под крылом возрастает, и в результате появляется дополнительная подъемная сила, направленная вверх (см. рис. 11). На другом крыле в это время происходит все то же самое, только наоборот (элерон отклоняется вверх, давление под крылом уменьшается, над крылом – повышается, в результате появляется дополнительная аэродинамическая сила, направленная вниз). Самолет накреняется и входит в вираж. Но крыло – это тонкая пластина, отнюдь не «бесконечной жесткости». Под воздействием аэродинамической силы, «поднимающей» элерон, крыло начинает закручиваться, а угол атаки (угол между вектором скорости воздушного потока и крылом) – уменьшаться, (см. рис. 12). В результате этого сложного взаимодействия эффективность элеронов на больших скоростях полета начинает уменьшаться до нуля, а затем и вовсе наступает так называемый «реверс элеронов» – элерон отклоняется вниз, а подъемная сила крыла не только не возрастает, а наоборот – падает! При этом самолет начинает крениться не в ту сторону, куда хочет накренить его летчик (правда, практически до такого состояния дело не доходит, и процесс завершается на этапе полной потери поперечной управляемости самолета).

Способность быстро создать крен (высокая угловая скорость крена) является важнейшим показателем боевой маневренности самолета. Например, вражеский истребитель уже «висит на хвосте» и готовится открыть огонь. При этом именно способность очень быстро создать крен и «уйти с трассы» определяет выживание атакуемого самолета. Необходимой для боевого маневрирования в начале 40-х годов считалась угловая скорость крена порядка 90 градусов в секунду (другими словами – выполнение полной «бочки» за 4 секунды или вход в крутой вираж с углом крена 70–80 градусов в течение одной секунды). Такие показатели управляемости истребители Второй мировой сохраняли только на скоростях значительно (в полтора-два раза) меньших, нежели максимальная.

Например, «Як-3» выполнял полную «бочку» за 5–6 секунд на скорости 350 км/час, «Спитфайр» сохранял высокую (90 град/сек) угловую скорость до скорости 400 км/час (фантастический результат для самолета с очень тонким крылом – Р. Митчелл явно знал какое-то волшебное слово…). Лучше всех советских истребителей крутил «бочки» «Ла-5». Немцы, испытав трофейный «Ла-5», были поражены эффективностью элеронов «лавочкина» («эффективность элеронов – выдающаяся. На скорости 450 км/ч полный оборот выполняется менее чем за 4 сек»), который даже превзошел таковую у «Фокке-Вульфа» FW-190 (который значительно превосходил «Мессершмитт» по этому важнейшему показателю).