Letnia bryza łaskotała trawę na lotnisku. W ciągu 10 minut samolot wzniósł się na wysokość 6000 metrów, gdzie temperatura za burtą spadła poniżej –20°, a ciśnienie atmosferyczne spadło o połowę niższego od powierzchni Ziemi. W takich warunkach musiał przelecieć setki kilometrów, aby następnie stoczyć bitwę z wrogiem. Tura bojowa, beczka, potem - immelman. Szalone drżenie podczas strzelania z armat i karabinów maszynowych. Przeciążenia są nieco „takie same”, obrażenia bojowe od ognia wroga …
Lotnicze silniki tłokowe z okresu II wojny światowej nadal pracowały w każdych, czasem najcięższych warunkach. Aby zrozumieć, o co toczy się gra, odwróć nowoczesny samochód do góry nogami i zobacz, gdzie popłynie płyn ze zbiornika wyrównawczego.
Pytanie o zbiornik wyrównawczy zostało zadane nie bez powodu. Wiele silników lotniczych po prostu nie miało zbiorników wyrównawczych i było chłodzonych powietrzem, odprowadzając nadmiar ciepła z cylindrów bezpośrednio do atmosfery.
Niestety, nie wszyscy trzymali się tak prostej i oczywistej ścieżki: połowa floty myśliwców z II wojny światowej miała silniki chłodzone cieczą. Ze złożonym i wrażliwym „płaszczem wodnym”, pompami i grzejnikami. Gdzie najmniejsza dziura po odłamku może być śmiertelna dla samolotu.
Pojawienie się silników chłodzonych cieczą było nieuniknioną konsekwencją dążenia do prędkości: zmniejszenie pola przekroju kadłuba i zmniejszenie siły oporu. Ostry nos, szybki „Messer” i wolno poruszający się I-16 z tępym, szerokim nosem. Tak.
Nie, nie tak!
Po pierwsze, szybkość wymiany ciepła zależy od gradientu temperatury (różnicy). Cylindry silników chłodzonych powietrzem podczas pracy nagrzewały się do 200°, natomiast max. temperatura w układzie chłodzenia wodą była ograniczona temperaturą wrzenia glikolu etylenowego (~120°). W rezultacie zaistniała potrzeba zastosowania masywnej chłodnicy, która zwiększyła opór, niwelując pozorną zwartość silników chłodzonych wodą.
Ponadto! Ewolucja silników lotniczych doprowadziła do pojawienia się „gwiazd podwójnych”: 18-cylindrowych silników chłodzonych powietrzem o sile huraganu. Umieszczone jeden za drugim oba bloki cylindrów otrzymały dość dobry przepływ powietrza, jednocześnie taki silnik został umieszczony w sekcji kadłuba konwencjonalnego myśliwca.
Silniki chłodzone wodą były trudniejsze. Nawet biorąc pod uwagę układ w kształcie litery V, umieszczenie takiej liczby cylindrów na całej długości komory silnika wydawało się bardzo problematyczne.
Wreszcie sprawność silnika chłodzonego powietrzem zawsze była nieco wyższa ze względu na brak potrzeby stosowania przystawki odbioru mocy do napędzania pomp układu chłodzenia.
W rezultacie najszybsi bojownicy II wojny światowej często nie wyróżniali się łaską „ostronosych Messerschmitta”. Jednak rekordy prędkości, które ustanowili, są niesamowite nawet w wieku samolotów odrzutowych.
związek Radziecki
Zwycięzcy polecieli bojownikami dwóch głównych rodzin - Jakowlewa i Ławoczkina. „Jaki” tradycyjnie wyposażano w silniki chłodzone cieczą. "La" - powietrze.
Początkowo liderem był „Jak”. Jeden z najmniejszych, najlżejszych i najbardziej zwrotnych myśliwców II wojny światowej, Jak okazał się idealnie przystosowany do warunków frontu wschodniego. Gdzie większość bitew powietrznych odbywała się na wysokości poniżej 3000 m, a ich zwrotność była uważana za główną jakość bojową myśliwców.
Do połowy wojny konstrukcja Jaków została udoskonalona, a ich prędkość nie ustępowała myśliwcom amerykańskim i brytyjskim – znacznie większym i bardziej zaawansowanym technicznie maszynom z silnikami o fantastycznej mocy.
Rekord wśród Jaków z seryjnym silnikiem należy do Jaka-3. Różne modyfikacje Jaka-3 rozwijały prędkość 650 … 680 km / h na wysokości. Liczby zostały osiągnięte przy użyciu silnika VK-105PF2 (V12, 33 litry, moc startowa 1290 KM).
Rekordem był Jak-3 z eksperymentalnym silnikiem VK-108. Po wojnie osiągał prędkość 745 km/h.
Ahtung! Ahtung! W powietrzu - Ła-5.
Podczas gdy Biuro Projektowe Jakowlewa próbowało rozwiązać ten problem za pomocą kapryśnego silnika VK-107 (poprzedni VK-105 w połowie wojny wyczerpał swoje rezerwy mocy), gwiazda Ła-5 szybko wyłaniała się na horyzoncie. Nowy myśliwiec Biura Projektowego Ławoczkina, wyposażony w chłodzoną powietrzem 14-cylindrową „podwójną gwiazdę”.
W porównaniu z lekkim, „budżetowym” Jakem, potężny Ła-5 stał się kolejnym etapem w karierze słynnych sowieckich asów. Najsłynniejszym pilotem Ła-5 / Ła-7 był najbardziej utytułowany radziecki myśliwiec Iwan Kozhedub.
Szczytem ewolucji Ławoczkina w latach wojny był Ła-5FN (wymuszony!) I jego jeszcze groźniejszy następca Ła-7 z silnikami ASz-82FN. Objętość robocza tych potworów to 41 litrów! Moc startowa 1850 KM
Nic dziwnego, że „tępy” Ławoczkin w niczym nie ustępował Jakom pod względem prędkości, przewyższając tę ostatnią masą startową, a co za tym idzie - siłą ognia i łączną charakterystyką bojową.
Rekord prędkości dla myśliwców z jego rodziny ustanowił Ła-7 – 655 km/h na wysokości 6000 m.
Ciekawe, że doświadczony Jak-3U, wyposażony w silnik ASz-82FN, rozwinął większą prędkość niż jego „ostro-nosy” bracia z silnikami chłodzonymi cieczą. Razem – 682 km/h na wysokości 6000 m.
Niemcy
Podobnie jak Siły Powietrzne Armii Czerwonej, Luftwaffe była uzbrojona w dwa główne typy myśliwców: „Messerschmitt” z silnikiem chłodzonym cieczą i „Focke-Wolf” chłodzony powietrzem.
Wśród radzieckich pilotów najgroźniejszym przeciwnikiem był Messerschmitt Bf 109, koncepcyjnie zbliżony do lekkiego, zwrotnego Jaka. Niestety, pomimo całego aryjskiego geniuszu i nowych modyfikacji silnika Daimler-Benz, w połowie wojny Bf.109 był całkowicie przestarzały i wymagał natychmiastowej wymiany. Który nie miał skąd pochodzić. I tak wojna została przyćmiona.
Na zachodnim teatrze działań, gdzie bitwy powietrzne toczono głównie na dużych wysokościach, sławę zyskały cięższe myśliwce z potężnym silnikiem chłodzonym powietrzem. O wiele wygodniej i bezpieczniej było atakować rozkazy bombowców strategicznych na ciężko opancerzonych wilkach Focke. Oni, jak nóż w maśle, zanurzyli się w rozkazach „Latających Fortec”, niszcząc wszystko na swojej drodze (FW.190A-8/R8 „Szturmbok”). W przeciwieństwie do lekkich „Messerschmittów”, których silniki zginęły od jednego trafienia pocisku kalibru 50.
Większość Messerschmittów była wyposażona w 12-cylindrowe silniki Daimler Benz z linii DB600, których ekstremalne modyfikacje rozwijały moc startową przekraczającą 1500 KM. Najszybsze seryjne modyfikacje osiągały prędkość maksymalną 640 km/h.
Jeśli wszystko jest jasne z Messerschmittami, następująca historia wydarzyła się z Focke-Wolfe. Nowy myśliwiec z napędem radialnym spisywał się dobrze w pierwszej połowie wojny, ale na początku 1944 roku wydarzyło się coś nieoczekiwanego. Niemiecki superprzemysł nie opanował tworzenia nowych silników radialnych chłodzonych powietrzem, podczas gdy 14-cylindrowe BMW 801 osiągnęło „sufit” w swoim rozwoju. Aryjscy projektanci ubera szybko znaleźli wyjście: pierwotnie zaprojektowany dla silnika gwiazdowego, myśliwiec Focku-Wolfe zakończył wojnę z chłodzonymi cieczą silnikami V (wspomniany Daimler-Benz i oszałamiający Jumo-213).
Wyposażony w Jumo-213 Focke-Wolves, modyfikacje D osiągnęły wielkie wyżyny, w każdym tego słowa znaczeniu. Ale sukces „długonosego” FW.190 nie był związany z radykalnymi zaletami układu chłodzenia cieczą, ale z banalną doskonałością silników nowej generacji w porównaniu z przestarzałym BMW 801.
1750 … 1800 KM na starcie. Ponad dwa tysiące "koni" po wtrysku do cylindrów z Metanolem-Wasser 50!
Maks. prędkość na dużych wysokościach dla Focke-Wulfów z silnikiem chłodzonym powietrzem oscylowała wokół 650 km/h. Ostatni z FW.190s z silnikiem Jumo 213 mógł na krótko rozwinąć prędkość 700 km/h lub więcej na dużych wysokościach. Dalszy rozwój Focke-Wolf Tank-152 z tym samym Jumo 213 okazał się jeszcze szybszy, rozwijając 759 km/h na granicy stratosfery (przez krótki czas przy użyciu podtlenku azotu). Jednak ten wybitny myśliwiec pojawił się w ostatnich dniach wojny, a jego porównanie z zasłużonymi weteranami jest po prostu błędne.
Zjednoczone Królestwo
Królewskie Siły Powietrzne latały wyłącznie na silnikach chłodzonych cieczą. Ten konserwatyzm tłumaczy się nie tyle wiernością tradycji, ile stworzeniem niezwykle udanego silnika Roll-Royce Merlin.
Jeśli postawisz jednego "Merlina" - otrzymasz "Spitfire". Dwa - Lekki bombowiec Mosquito. Cztery Merliny - strategiczny Lancaster. Taka technika mogłaby posłużyć do pozyskania myśliwca Hurricane lub bombowca torpedowego na lotniskowcu Barracuda – ponad 40 modeli samolotów bojowych o różnym przeznaczeniu.
Ktokolwiek mówił o niedopuszczalności takiej unifikacji i potrzebie tworzenia wysoce specjalistycznego sprzętu, naostrzonego do konkretnych zadań, na takiej standaryzacji skorzystało tylko Królewskie Siły Powietrzne.
Każdy z wymienionych samolotów można uznać za standard w swojej klasie. Jeden z najpotężniejszych i najbardziej eleganckich myśliwców II wojny światowej, Supermarine Spitfire w niczym nie ustępował swoim rówieśnikom, a jego charakterystyka lotu za każdym razem okazywała się wyższa niż u jego odpowiedników.
Najwyższe stawki miały ekstremalne modyfikacje Spitfire'a, wyposażonego w jeszcze mocniejszy silnik Rolls-Royce Griffin (V12, 37 litrów, chłodzenie cieczą). W przeciwieństwie do niemieckiej „wunderwaffe”, brytyjskie silniki z turbodoładowaniem miały doskonałe właściwości wysokościowe, przez długi czas mogły wytwarzać ponad 2000 KM. („Griffin” na wysokiej jakości benzynie o liczbie oktanowej 150 wytwarzał 2200 KM). Według oficjalnych danych „Spitfire” z podserii XIV rozwijał prędkość 722 km/h na wysokości 7 kilometrów.
Nawałnica Hawker
Oprócz legendarnego Merlina i mniej znanego Griffina, Brytyjczycy mieli jeszcze jeden 24-cylindrowy supermotor, Napier Sabre. Wyposażony w nią myśliwiec Hawker Tempest był również uważany za jeden z najszybszych myśliwców brytyjskiego lotnictwa w końcowej fazie wojny. Rekord, który ustanowił na dużej wysokości wyniósł 695 km/h.
USA
„Captains of Heaven” wykorzystywali najszerszą gamę samolotów myśliwskich: Kittyhokes, Mustangi, Corsairs… Ostatecznie jednak cała różnorodność amerykańskich samolotów została zredukowana do trzech głównych silników: Packard V-1650 i Allison V-1710 chłodzonych wodą i potworne „podwójne gwiazdy” Pratt & Whitney R-2800 chłodzone powietrzem cylindry.
Indeks 2800 został do niej przypisany nie bez powodu. Objętość robocza „podwójnej gwiazdy” wynosiła 2800 metrów sześciennych. cale lub 46 litrów! W efekcie jego moc przekroczyła 2000 KM, a w wielu modyfikacjach sięgała 2400…2500 KM.
R-2800 Double Wasp stał się ognistym sercem myśliwców pokładowych Hullcut i Corsair, myśliwsko-bombowca Thunderbolt, nocnego myśliwca Black Widow, bombowca pokładowego Savage, bombowców lądowych A-26 Invader i B. -26 "Marader" - około 40 typów samolotów bojowych i transportowych!
Drugi silnik Allison V-1710 nie zyskał tak dużej popularności, jednak został wykorzystany do budowy potężnych myśliwców P-38 Lightning, także w rodzinie słynnych Cobrów (głównego myśliwca Lend-Lease). Wyposażony w ten silnik P-63 „Kingcobra” rozwijał się na wysokości 660 km/h.
Dużo większe zainteresowanie wiąże się z trzecim silnikiem Packard V-1650, który po bliższym przyjrzeniu okazuje się być licencjonowaną kopią… brytyjskiego Rolls-Royce Merlin! Przedsiębiorczy Yankees wyposażyli go jedynie w dwustopniowe turbodoładowanie, co pozwoliło rozwinąć moc 1290 KM. na wysokości 9 kilometrów. Jak na takie wysokości uznano to za niewiarygodnie świetny wynik.
To właśnie z tym wybitnym silnikiem związana była sława myśliwców Mustang. Najszybszy amerykański myśliwiec II wojny światowej opracowany na wysokości 703 km/h.
Koncepcja lekkiego myśliwca była genetycznie obca Amerykanom. Ale tworzenie dużych, dobrze wyposażonych samolotów było utrudnione przez podstawowe równanie lotnictwa. Najważniejsza zasada, zgodnie z którą nie można zmienić masy jednego elementu bez wpływu na pozostałe elementy konstrukcyjne (pod warunkiem zachowania wstępnie określonych właściwości użytkowych). Zainstalowanie nowej armaty/zbiornika paliwa nieuchronnie doprowadzi do zwiększenia powierzchni skrzydła, co z kolei spowoduje dalszy wzrost masy konstrukcji. „Spirala wagowa” będzie się kręciła, aż wszystkie elementy samolotu zwiększą masę, a ich stosunek zrówna się z początkowym (przed instalacją dodatkowego wyposażenia). W tym przypadku charakterystyka lotu pozostanie na tym samym poziomie, ale wszystko będzie opierać się na mocy elektrowni…
Stąd – zaciekłe pragnienie Jankesów do tworzenia supermocnych silników.
Myśliwiec-bombowiec Ripablik P-47 Thunderbolt (myśliwiec eskortujący dalekiego zasięgu) miał dwukrotnie większą masę startową niż radziecki Jak, a jego udźwig bojowy przekraczał obciążenie dwóch samolotów szturmowych Ił-2. Wyposażenie kokpitu „Thunderbolt” mogło dać szanse każdemu myśliwcowi swoich czasów: autopilot, wielokanałowa radiostacja, system tlenowy, pisuar… 3400 pocisków wystarczyło na 40-sekundową serię sześciu „Browning” kalibru 50. Z tym wszystkim niezgrabnie wyglądający „Thunderbolt” był jednym z najszybszych myśliwców II wojny światowej. Jego osiągnięcie to 697 km/h!
Pojawienie się „Thunderbolt” było nie tyle zasługą projektanta samolotów Aleksandra Kartvelishvili, co superpotężnej podwójnej gwiazdy „Double Wasp”. Ponadto kultura produkcji odegrała pewną rolę - ze względu na kompetentny projekt i wysoką jakość wykonania, współczynnik oporu (Cx) Thunderbolta z grubym przodem był niższy niż w przypadku ostrego nosa niemieckiego Messerschmitta!
Japonia
Samuraje walczyli w wojnie wyłącznie na silnikach chłodzonych powietrzem. Nie ma to nic wspólnego z wymogami kodeksu Bushido, a jedynie wskaźnik zacofania japońskiego kompleksu wojskowo-przemysłowego. Japończycy przystąpili do wojny w bardzo udanym myśliwcu Mitsubishi A6M Zero z 14-cylindrowym silnikiem Nakajima Sakae (1130 KM na wysokości). Z tym samym myśliwcem i silnikiem Japonia zakończyła wojnę, beznadziejnie tracąc przewagę w powietrzu na początku 1943 roku.
Ciekawe, że dzięki silnikowi chłodzonemu powietrzem japoński „Zero” nie miał tak niskiej przeżywalności, jak się powszechnie uważa. W przeciwieństwie do tego samego niemieckiego „Messerschmitta”, japońskiego myśliwca nie można było wyłączyć, trafiając jednym zabłąkanym pociskiem w silnik.
