P-47 do A-10
Wśród ojców założycieli Stanów Zjednoczonych Ameryki jest wielu imigrantów z Rosji. „Rosyjscy osadnicy – pracowici, wykwalifikowani w rzemiośle, przyjaźni z miejscową ludnością, osiedleni w rejonie Zatoki San Francisco, mieli wielki wpływ na rozwój Kalifornii” (z historii „Fort Ross” – dawnej rosyjskiej osady 100 km na północ od San Francisco). Kto nie widział ekranu powitalnego Warner Bros. Presents w telewizji? - legendarne studio Hollywood zostało założone przez braci Voronin z Białorusi. Nawiasem mówiąc, sama telewizja, jako zasada przekazywania ruchomego obrazu na odległość, pojawiła się dzięki fundamentalnym badaniom innego rosyjskiego emigranta, Władimira Zvorykina.
Nieoceniony wkład w historię amerykańskiego lotnictwa wniósł Igor Sikorsky – „ojciec budowy śmigłowców”, założyciel korporacji „Sikorsky Aircraft”. Sikorsky nie jest jednak jedynym pionierem lotnictwa: Alexander Kartveli i Alexander Seversky zajmują szczególne miejsce wśród wybitnych amerykańskich konstruktorów i twórców samolotów. Efektem ich twórczego związku był legendarny myśliwiec P-47 Thunderbolt z II wojny światowej i jego nowoczesna reinkarnacja - przeciwpancerny odrzutowy samolot szturmowy A-10 Thunderbolt II.
Twórcy piorunów
Alexander Mikhailovich Kartveli (Kartvelishvili) (9 września 1896 r., Tiflis - 20 lipca 1974 r., Nowy Jork). Oficer artylerii rosyjskiej armii cesarskiej. Pierwsza Wojna Swiatowa. Emigracja do Francji. Po ukończeniu paryskiej szkoły lotniczej Kartveli został zatrudniony jako pilot testowy w znanej firmie Bleriot. Wypadek, długie leczenie, praca jako konstruktor samolotów w Societte Idustrielle. Nieoczekiwane zaproszenie do Stanów Zjednoczonych, gdzie doszło do przypadkowej znajomości z Aleksandrem Siewierskim - od tego momentu kariera młodego projektanta samolotów pędzi w górę.
Alexander Prokofiev-Seversky (24 maja 1894, Tiflis - 24 sierpnia 1974, Nowy Jork) - legendarny "Meresiev" I wojny światowej, rycerz krzyża św. Jerzego, pilot marynarki wojennej, który stracił nogę podczas wypadu, ale wrócił do służby. Po rewolucji wyemigrował do Stanów Zjednoczonych, gdzie stworzył firmę „Seversky Aircraft” (przyszłe „Republic Aviation”). Jednocześnie pełnił w nim funkcje prezesa, konstruktora i pilota doświadczalnego; głównym inżynierem był jego rodak, utalentowany gruziński konstruktor samolotów Alexander Kartveli.
W 1939 roku doszło do niezgody - pod presją okoliczności Seversky opuścił firmę, stając się czołowym konsultantem Sił Powietrznych. Wręcz przeciwnie, Kartveli kontynuował rozwój technologii lotniczej i osiągnął na tym polu znaczące sukcesy.
Piorun
Stan problemowy: jest samolot o masie startowej 2000 kg, wyposażony w silnik o mocy znamionowej 1000 KM. Na „hipotetycznym samolocie” zainstalowano działo lotnicze; masa broni i amunicji to 100 kg, tj. wynosi 5% normalnej masy startowej.
Wymagane jest zwiększenie mocy broni poprzez zainstalowanie drugiej armaty samolotu (dodatkowa masa 100 kg).
Pytanie: jak zmienią się charakterystyki lotu samolotu i co należy zrobić, aby utrzymać ich początkowe wartości?
Z opisu problemu jasno wynika, że wszystkie charakterystyki prędkości, przyspieszenia i manewrowości nieco „cięższego” samolotu ulegną nieznacznemu pogorszeniu. Ale nie idziemy na kompromis! Naszym celem jest zachowanie wszystkich oryginalnych parametrów osiągów, mając na pokładzie nie jedno, ale dwa działa.
Wydawałoby się, że odpowiedź jest oczywista - w tym przypadku wymagany będzie mocniejszy silnik. Jednak mocniejszy silnik okazał się większy, cięższy i bardziej żarłoczny - trzeba będzie wzmocnić konstrukcję płatowca, zamontować coraz większe i cięższe śmigło, a na pewno zwiększyć zapas paliwa (nie będziemy rezygnować z zasięgu lotu, prawda ?). Już cięższa maszyna, aby zachować swoje pierwotne właściwości manewrowe, będzie musiała zwiększyć powierzchnię skrzydła - a to gwarantuje wzrost oporu aerodynamicznego, co będzie wymagało jeszcze mocniejszego silnika, aby zrekompensować … Piekielne koło został zamknięty!
Ale nie zniechęcaj się – ta „spirala ciężaru” ma dość namacalną granicę: zatrzyma się, gdy wszystkie elementy konstrukcji samolotu zwiększą się i powrócą do pierwotnych proporcji. Mówiąc najprościej, otrzymamy nowy samolot o normalnej masie startowej 4000 kg i mocy silnika 2000 KM, w którym masa broni (tych dwóch dział) będzie stanowić 5% masy samolotu. Jednocześnie wszystkie inne parametry osiągów - prędkość wznoszenia, promień zakrętu, zasięg lotu pozostaną takie same. Problem jest rozwiązany!
Nie da się oszukać podstawowych praw natury - wszystko to jest jedną z podstawowych zasad lotnictwa (i w ogólnym przypadku każdego systemu technicznego): gdy masa jednego elementu konstrukcyjnego (broń, silnik, kadłub), podwozie) zmienia się, aby zachować pierwotną charakterystykę lotu, masa wszystkich pozostałych będzie musiała zostać zmieniona.
Ładowność każdego myśliwca z II wojny światowej wynosiła średnio 25% jego normalnej masy startowej, z pozostałymi trzema czwartymi płatowca i zespołu napędowego. Pomimo wszystkich wybryków konstruktorów proporcje te były absolutnie poprawne dla wszystkich myśliwców tamtych lat: Jak-1, Ła-5, Messerschmitt, Focke-Wulf, Spitfire czy pokładowy Zero - wszystkie te maszyny mają użyteczny ładunek (paliwo + broń + tusza pilota + przyrządy i awionika) stanowiły średnio 25% normalnej masy startowej. Inna sprawa, że maksymalna masa startowa pojazdów była bardzo zróżnicowana i ograniczona jedynie mocą elektrowni.
Projektant samolotów Alexander Kartveli miał bajeczne szczęście: na początku prac nad obiecującym myśliwcem miał do dyspozycji superrozwój amerykańskiej inżynierii - niesamowitą „podwójną gwiazdę” z turbodoładowaniem „Pratt & Whitney” R-2800 o pojemności 2400 KM. Kartveli zdołał zainstalować tego potwora na swoim myśliwcu, umieszczając turbosprężarkę w tylnej części kadłuba: pomimo sporej długości i masy rurociągów, ogromna moc silnika wyeliminowała wszystkie niedociągnięcia. Ponadto tunele kanałów powietrznych zapewniały dodatkową ochronę dla pilota i ważnych podzespołów samolotu.
Tak pojawił się P-47 Thunderbolt („piorun”) – jeden z najlepszych myśliwców II wojny światowej, niezwyciężony zabójca o normalnej masie startowej ponad 6 ton!
„Thunderbolt” mógł przewozić 1,5 tony ładunku – dwa razy więcej niż Messerschmitt-109G-2 czy Jak-9. Łatwo sobie wyobrazić, jakie fantastyczne widoki otwierały się przed tym samochodem! A Kartveli nie przegapił swojej szansy, nasycając samolot do maksimum różnymi „dzwonkami i gwizdkami”.
Luksusowy zestaw sprzętu lotniczego i nawigacyjnego, autopilot, kompas radiowy, radiostacja wielokanałowa, pisuar, instalacja tlenowa - do pełni szczęścia amerykański pilot potrzebował jedynie ekspresu do kawy i maszyny do lodów.
Z boku przedniej półkuli kokpit osłaniał ogromny silnik, a sam pilot z przodu dodatkowo chroniony przednią szybą kuloodporną i płytą pancerną, z tyłu pancerną tylną płytą, dodatkową chłodnicą i turbosprężarką - uszkodzenie tych jednostek doprowadziło jedynie do spadku mocy silników, reszta samolotu pozostała sprawna. Pod kokpitem Kartveli zainstalował stalową „narty”, co wykluczało śmierć pilota podczas przymusowego lądowania ze schowanym podwoziem.
Myśliwiec bojowy nie jest zaprojektowany jako pojazd luksusowy – musi walczyć z wrogimi samolotami i robić wszystko, co możliwe, aby promować sukcesy sił lądowych. W tym celu w skrzydle Thunderbolt zainstalowano osiem wielkokalibrowych dział Browninga z 425 pociskami na lufę - ciągły czas serii 40 sekund! 3400 rund - sito pozostanie z celu. Pod względem siły wylotowej Browning 50 kalibru przewyższał niemieckie działka Oerlikon MG-FF kal. 20 mm. Dodatkowo pod samolotami Thunderbolt zamontowano 10 prowadnic do rakiet. Wszystko to sprawiło, że Thunderbolt stał się najpotężniejszym jednosilnikowym myśliwcem II wojny światowej.
(Można powiedzieć, że 425 pocisków to oczywiste przeciążenie, standardowy ładunek amunicji był znacznie mniejszy - 300 sztuk na każdą lufę).
Jednak Thunderbolt nadal miał rezerwę ładunku. Biorąc pod uwagę fakt, że maksymalna masa startowa „Pioruna” sięgała 7-8 ton (w zależności od modyfikacji), w praktyce stwierdzono, że „Piorun” może bez większego wysiłku „wziąć w drogę” inny tona bomb - jak dwa Il -2. Jednak znacznie częściej myśliwiec P-47 nosił pod samolotami zewnętrzne zbiorniki paliwa. Dzięki zastosowaniu PTB maksymalny zasięg lotu wzrósł do 3700 km – wystarczyło na lot z Moskwy do Berlina i powrót. Specjalistyczny pojazd do eskortowania bombowców dalekiego zasięgu.
Co zaskakujące, ogromny Thunderbolt był jednym z najszybszych samolotów swoich czasów. Dzięki dużemu obciążeniu skrzydeł, gruby P-47 przeleciał niebo z prędkością 700 km/h! Był jednak też efekt odwrotny – mimo zachowania ogólnych proporcji w konstrukcji samolotu (3/4 masy – konstrukcja i silnik, 1/4 – ładowność), Kartveli mimo wszystko przekroczył granice: masa startowa samego Thunderbolta była nieco większa niż pozwalał na to silnik (nawet taki jak Pratt & Whitney R-2800).
196 myśliwców Thunderbolt wjechało do Związku Radzieckiego w ramach programu Lend-Lease. Stało się nieoczekiwane - supersamolot zawiódł radzieckich pilotów.
„Już w pierwszych minutach lotu zdałem sobie sprawę - to nie jest wojownik! Stabilny, z wygodnym przestronnym kokpitem, wygodny, ale nie myśliwiec. „Thunderbolt” miał niezadowalającą manewrowość w płaszczyźnie poziomej, a zwłaszcza w płaszczyźnie pionowej. Samolot powoli przyspieszał – wpłynęła na to bezwładność ciężkiej maszyny. Thunderbolt był idealny do prostego lotu po trasie bez trudnych manewrów. To za mało dla wojownika”.
- pilot testowy Mark Gallay
Dostawy „Piorunów” zostały natychmiast wstrzymane z inicjatywy strony radzieckiej, wszystkie otrzymane samoloty zostały wysłane do służby w obronie powietrznej jako przechwytujące na dużych wysokościach. Kilka samochodów trafiło do Instytutu Badawczego Sił Powietrznych, gdzie zostały rozebrane „na śrubkę” – radzieccy specjaliści byli najbardziej zainteresowani turbosprężarką i innymi unikalnymi „wypchaniami” P-47.
Na froncie radziecko-niemieckim bitwy powietrzne toczyły się na wysokości poniżej 6000 metrów, często nasi piloci walczyli z Niemcami w ogóle na samej powierzchni Ziemi. W takich warunkach „zaostrzony” na dużą wysokość „Thunderbolt” był powolnym i niezdarnym celem. Środki do eskortowania bombowców dalekiego zasięgu Sił Powietrznych Armii Czerwonej nie były potrzebne, a do ataku na cele naziemne były niezliczone hordy tańszych i łatwiejszych w obsłudze samolotów IŁ-2.
Jeśli chodzi o konstruktorów III Rzeszy, ci błyskotliwi inżynierowie, którzy stworzyli tysiące próbek „wunderwaffe” – „ponurych geniuszy krzyżackich”, nigdy nie byli w stanie stworzyć silnika tłokowego dużej mocy nadającego się do montażu na myśliwcu. A bez normalnej elektrowni wszystkie projekty obiecującej „cudownej broni” nadawały się tylko na gabloty muzealne.
Wreszcie, wracając do Thunderbolt, nie ma co do tego wątpliwości, projektant samolotów Alexander Kartveli stworzył prawdziwe arcydzieło.
Thunderjet, Thunderstreak, Thunderflash
Era samolotów odrzutowych wyznaczyła nowe standardy. W 1944 Kartveli podjął serię bezowocnych prób zainstalowania silnika odrzutowego na swoim „Thunderbolt” - niestety, na próżno. Stary projekt się wyczerpał. W ciągu następnych dwóch lat na deskach kreślarskich narodził się nowy samolot - myśliwiec-bombowiec F-84 Thunderjet (pierwszy lot - ferval 1946).
F-84 „Thunderjet” jest interesujący przede wszystkim z technicznego punktu widzenia - pierwszy na świecie myśliwiec z systemem tankowania powietrza, pierwszy myśliwiec-nośnik broni jądrowej. Poza tym był to zwykły samolot swoich czasów, pierworodny lotnictwa odrzutowego: kabina ciśnieniowa z fotelem katapultowanym, celownikiem radarowym, dodatkowymi zbiornikami paliwa na końcach skrzydeł, 6 karabinami maszynowymi kalibru 12,7 mm, do dwóch ton bojowych obciążenie w węzłach zewnętrznych.
Myśliwiec-bombowiec był aktywnie używany na niebie Korei, około stu z nich padło ofiarą szybszych i bardziej zaawansowanych MiG-15. Na przykład 9 września 1952 r. osiemnaście MiGów z 726. IAP przechwyciło grupę „Thunderjets”, dokonując prawdziwej masakry, zestrzeliwując czternaście F-84 (wszystkie straty zostały rozpoznane przez Siły Powietrzne USA).
Z drugiej strony, na początku lat 50. F-84 nie był już pozycjonowany jako myśliwiec przewagi powietrznej. Zadanie „Thunderjets” było znacznie bardziej prozaiczne – atakowanie celów naziemnych. Według statystyk Thunderjety wykonały 86 000 lotów bojowych w Korei, zrzuciły 50 427 ton bomb i 5560 ton napalmu oraz wystrzeliły 5560 niekierowanych pocisków. Z powodu tych samolotów zniszczono 10 673 uderzeń na koleje i 1366 na autostradach, 200 807 budynków, 2317 samochodów, 167 czołgów, 4846 dział, 259 parowozów, 3996 wagonów i 588 mostów. Widać wytrwałość, z jaką Amerykanie niszczyli obiekty: wydawało się, że chcą zrównać z ziemią wszystko, nad czym przelatywały ich samoloty.
Biorąc pod uwagę pewien sukces F-84 w warunkach bojowych, Alexander Kartveli przeprowadził głęboką modernizację „Thunderjet”, otrzymując na wyjściu F-84F Thunderstreak (pierwszy lot – luty 1951) – pomimo podobnej nazwy, był to już zupełnie inny samolot z skośnym skrzydłem i prędkością lotu transsonicznego.
„Thunderstreak” nie zyskał wielkiej sławy, był cicho i spokojnie eksploatowany w różnych krajach do początku lat 70., chronicznie cierpiąc na wzmożoną korozję. Jedynymi trofeami „Thunderstriks” była para Ił-28 irackich sił powietrznych, która w 1962 r. naruszyła turecką granicę powietrzną.
Specjalna modyfikacja F-84F, taktycznego samolotu rozpoznawczego RF-84F Thunderflash, służyła nieco dłużej. Mówią, że widziano ich na lotniskach wojskowych w Grecji nawet na początku lat 90-tych.
Bandyta
Ostatnim akordem w karierze Alexandra Kartveli był myśliwiec F-105 Thunderchif (Thunderbolt), który w wojsku otrzymał krótszą i bardziej pikantną nazwę Tad (Thug). Maszyna jest ciekawa pod każdym względem – to być może najcięższy samolot jednosilnikowy w historii lotnictwa. Normalna masa startowa - 22 tony! Poważna technika.
Kartveli do końca był wierny swoim tradycjom – duży, niezwykle bogaty w wyposażenie samolot z potężną bronią i wysokimi parametrami lotu. Uzbrojenie - sześciolufowy „Wulkan” (1020 pocisków) i do 8 ton ładunku bojowego w wewnętrznej komorze bombowej i na zewnętrznych uzbrojeniach.
Już w połowie lat 50. gruzińsko-amerykański konstruktor poważnie zastanawiał się nad pomysłem przebicia się przez obronę przeciwlotniczą na wyjątkowo małej wysokości: teoretycznie powinno to zmniejszyć prawdopodobieństwo wykrycia wrogiego samolotu radarowego i dużej prędkości Thunderchif nie pozwalał strzelcom przeciwlotniczym na prowadzenie ognia celowanego. Pod pewnymi względami Kartveli miał niewątpliwie rację, ale ani radar pulsacyjny, ani podwójna prędkość dźwięku, ani system nawigacji Doppler, ani system ślepego bombardowania na każdą pogodę nie uratowały F-105 w Wietnamie - 397 Thunderchiefów zostało bezlitośnie zestrzelonych. Cóż, to była cena za najbardziej niebezpieczne operacje.
F-105 atakował najważniejsze cele najpotężniejszą obroną powietrzną, polował na radary i systemy rakietowe obrony przeciwlotniczej, a w przypadku spotkania z MiG-ami miały niewielkie szanse na przeżycie – nie miały ani zapasu paliwa do walka powietrzna, ani wysokiej jakości broń „powietrze-powietrze” (maksymalnie - sześciolufowa armata i pociski Sidewinder).
Z drugiej strony samoloty jednosilnikowe wykazywały dobrą przeżywalność (liczba strat/liczba lotów bojowych), a pod względem ładunku bomb prześcignął go jedynie B-52.
