Luchadores de la Segunda Guerra Mundial: lo mejor de lo mejor. La mirada de un ingeniero.
En la segunda guerra mundial aviación Fue una de las principales ramas de las fuerzas armadas y desempeñó un papel muy importante en el curso de las hostilidades. No es casualidad que cada una de las partes beligerantes se esforzara por garantizar un aumento constante en la efectividad de combate de sus aviones al aumentar la producción de los aviones y su mejora y actualización continuas. Más que nunca, el potencial científico y de ingeniería estuvo ampliamente involucrado en la esfera militar, muchos institutos de investigación y laboratorios, oficinas de diseño y centros de pruebas trabajaron, con la ayuda de la cual se creó el último equipo militar. Fue un momento de progreso inusualmente rápido en la construcción de aviones. Al mismo tiempo, por así decirlo, la era de la evolución de los aviones con motores de pistón, que reinó en la aviación desde su inicio, terminó. Los aviones de combate del final de la Segunda Guerra Mundial fueron los ejemplos más avanzados de aviones, creados sobre la base de motores de pistón.
La diferencia esencial entre los períodos pacíficos y militares en el desarrollo de los aviones de combate fue que durante la guerra, la eficacia de la tecnología se determinó directamente por el experimento. Si en tiempos de paz, los especialistas militares y los diseñadores de aeronaves, ordenando y creando nuevos modelos de aeronaves, se basaron únicamente en ideas especulativas sobre la naturaleza de una guerra futura o fueron guiados por una experiencia limitada de conflictos locales, las operaciones militares a gran escala cambiaron dramáticamente la situación. La práctica de las batallas aéreas se ha convertido no solo en un poderoso catalizador para acelerar el progreso de la aviación, sino también en el único criterio para comparar la calidad de las aeronaves y elegir las direcciones principales para un mayor desarrollo. Cada lado mejoró su aeronave en base a su propia experiencia en la conducción de hostilidades, disponibilidad de recursos, capacidades de la tecnología y la industria aeronáutica en general.
Durante la guerra en Inglaterra, la URSS, los EE. UU., Alemania y Japón, se crearon una gran cantidad de aviones que desempeñaron un papel destacado en el curso de la lucha armada. Entre ellos hay muchas muestras destacadas. De interés es la comparación de estas máquinas, así como la comparación de las ideas de ingeniería y científicas que se utilizaron en su creación. Por supuesto, entre los numerosos tipos de aviones que participaron en la guerra y que fueron diferentes escuelas de construcción de aviones, es difícil identificar a los mejores, sin duda. Por lo tanto, la elección de máquinas hasta cierto punto es condicional.
Los combatientes eran el principal medio para ganar la superioridad aérea en la lucha contra el enemigo. La efectividad de sus acciones dependió en gran medida del éxito de las operaciones de combate de las fuerzas terrestres y otras ramas de la aviación, y la seguridad de las instalaciones de retaguardia. No es por casualidad que fue la clase de luchadores la que se desarrolló más intensamente. Los mejores de ellos se llaman tradicionalmente Yak-3 y La-7 (URSS), P-51 norteamericano "Mustang" ("Mustang", EE. UU.), Supermarine "Spitfire" ("Spitfire", Inglaterra) y Messerschmitt Bf 109 ( Alemania). P-51D, Spitfire XIV y Bf 109G-10 y K-4, es decir, aquellos aviones que fueron construidos en serie y entraron en servicio con la fuerza aérea en la etapa final de la guerra, fueron seleccionados para comparar entre las muchas modificaciones de los cazas occidentales. Todos ellos fueron creados en 1943, el comienzo de 1944. Estas máquinas reflejaron la rica experiencia de combate que los países en guerra ya habían adquirido en ese momento. Se convirtieron en símbolos de los aviones militares de su tiempo.
Antes de comparar diferentes tipos de luchadores, vale la pena comentar un poco sobre los principios básicos de comparación. Lo principal aquí es tener en cuenta las condiciones de combate en las que se crearon. La guerra en el Este mostró que cuando había una línea de frente, donde las fuerzas terrestres eran la fuerza principal de la lucha armada, se requerían altitudes relativamente bajas de la aviación. La experiencia de las batallas aéreas en el frente soviético-alemán muestra que la gran mayoría de ellas se realizaron en altitudes de hasta 4,5 km, independientemente de la altura de la aeronave. Los diseñadores soviéticos, mejorando los luchadores y los motores para ellos, no podían ignorar esta circunstancia. Al mismo tiempo, los "Spitfires" ingleses y los "Mustangs" estadounidenses se distinguieron por una mayor altitud, ya que la naturaleza de las acciones para las que se calcularon fue bastante diferente. Además, el P-51D tenía un rango mucho mayor requerido para acompañar a los bombarderos pesados, y por lo tanto era significativamente más pesado que los Spitfires, los Bf 109 alemanes y los cazas soviéticos. Por lo tanto, dado que los cazas británicos, estadounidenses y soviéticos se crearon en diferentes condiciones de combate, la cuestión de cuál de los vehículos en su conjunto era el más eficaz pierde sentido. Es recomendable comparar solo las principales soluciones técnicas y características de las máquinas.
Es diferente con los luchadores alemanes. Tenían la intención de luchar en el aire tanto en el frente oriental como en el occidental. Por lo tanto, pueden compararse razonablemente con todos los luchadores aliados.
Entonces, ¿qué hizo que los mejores luchadores de la segunda guerra mundial destaquen? ¿Cuál fue su diferencia fundamental entre sí? Comencemos con lo principal: con la ideología técnica establecida por los diseñadores en los diseños de estos aviones.
Los más inusuales en términos del concepto de creación fueron, tal vez, "Spitfire" y "Mustang".
“¡Este no es solo un buen avión, esto es“ Spitfire! ”, Tal evaluación del piloto de pruebas Inglés G. Powell, sin duda, se aplica a uno de los últimos combatientes de esta familia de combatientes: el Spitfire XIV, el mejor caza de las fuerzas aéreas británicas de la guerra. Fue en el "Spitfire" XIV en la batalla aérea que el caza alemán Me 262 fue derribado.
Al crear un "Spitfire" en medio de 30, los diseñadores trataron de combinar cosas aparentemente incompatibles: la alta velocidad inherente a los cazas monoplanos de alta velocidad que entran en la vida, con excelentes características maniobrables, de gran altitud y de despegue y aterrizaje típicas de los biplanos. El objetivo se logró principalmente. Como muchos otros cazas de alta velocidad, el Spitfire tenía el esquema de un monoplano autosuficiente de formas bien aerodinámicas. Pero era sólo un parecido superficial. Por su peso, el Spitfire tenía un ala relativamente grande, que daba una pequeña carga por unidad de superficie de apoyo, mucho más pequeña que la de otros cazas monoplanos. Por lo tanto, excelente maniobrabilidad en el plano horizontal, techo alto y buenas propiedades de despegue y aterrizaje. Tal enfoque no era algo excepcional: los diseñadores japoneses, por ejemplo, hicieron lo mismo. Pero los creadores de "Spitfire" fueron más lejos. Debido a la gran resistencia aerodinámica de un ala tan grande, era imposible esperar alcanzar una velocidad máxima de vuelo alta, uno de los indicadores más importantes de la calidad de los combatientes de esos años. Para reducir la resistencia, utilizaron perfiles de un grosor relativo mucho más pequeño que otros luchadores, y dieron al ala una forma elíptica en el plano. Esto redujo aún más la resistencia aerodinámica al volar a gran altitud y durante los modos de maniobra.
La compañía logró crear un destacado avión de combate. Esto no significa que Spitfire esté libre de defectos. Fueron Por ejemplo, debido a la baja carga en el alerón, fue inferior a muchos combatientes en propiedades de aceleración durante las inmersiones. Más lento que los combatientes alemanes, estadounidenses y especialmente soviéticos, reaccionó a las acciones del piloto. Sin embargo, estas deficiencias no eran de una naturaleza de principios, y en general, "Spitfire" fue sin duda uno de los luchadores más fuertes del combate aéreo, que en la práctica demostró excelentes cualidades.
Entre las muchas variantes del caza Mustang, el mayor éxito recayó en la participación de aviones equipados con motores Merlin británicos. Estos fueron el P - 51B, C y, por supuesto, el P-51D, el mejor y más famoso luchador estadounidense de la Segunda Guerra Mundial. Solo estos aviones de 1944 garantizaron la seguridad de los pesados bombarderos estadounidenses B-17 y B-24 de los ataques de combatientes alemanes y en combate mostraron su superioridad.
La principal característica distintiva del "Mustang" en términos de aerodinámica fue el ala laminar, la primera vez en la práctica mundial de fabricación de aviones instalada en un avión de combate. Sobre este "zest" avión, nacido en el laboratorio del centro de investigación estadounidense de la NASA en vísperas de la guerra, debería decirse. El hecho es que la opinión de los expertos sobre la conveniencia de utilizar un ala laminar en los combatientes de ese período es ambigua. Si antes de la guerra, las alas laminares tenían grandes esperanzas, porque en ciertas condiciones tenían menos resistencia aerodinámica de lo habitual, entonces la experiencia con el Mustang disminuyó el optimismo inicial. Resultó que, en operaciones reales, tal ala no es suficientemente efectiva. El motivo fue que la implementación del flujo laminar en la parte de un ala de este tipo requería un acabado superficial muy cuidadoso y una alta precisión para mantener el perfilado. Debido a la rugosidad que se produjo al aplicar pintura protectora en la aeronave, e incluso a una pequeña imprecisión en el perfilado que inevitablemente apareció en la producción en masa (una ligera ondulación de metal fino), el efecto de la laminarización en el ala del Р-51 se redujo considerablemente. En cuanto a sus propiedades de transporte, los perfiles laminares fueron inferiores a los normales, lo que causó dificultades para garantizar una buena maniobrabilidad y propiedades de despegue y aterrizaje.
En ángulos de ataque bajos, los perfiles de ala laminar (a veces llamados laminados) tienen menor resistencia aerodinámica que los tipos convencionales.
Además de la resistencia reducida, los perfiles laminares tenían mejores características de velocidad: con un espesor relativo igual, los efectos de compresibilidad del aire (crisis de onda) se manifestaron a velocidades mayores que en los perfiles del tipo habitual. Ya entonces era necesario ser considerado. En una inmersión, especialmente a grandes altitudes, donde la velocidad del sonido es significativamente más baja que la del suelo, los aviones comenzaron a alcanzar velocidades en las que las características asociadas con la velocidad del sonido ya eran evidentes. Fue posible aumentar la llamada velocidad crítica ya sea utilizando perfiles de mayor velocidad, como los laminares, o reduciendo el grosor relativo del perfil, mientras se reconcilia con el aumento inevitable en el peso de la estructura y la reducción en los volúmenes de ala, a menudo utilizados (incluso en el P-51D) para colocando tanques de gas y armas. Curiosamente, debido al grosor relativo mucho menor de los perfiles, la crisis de las olas en el ala del Spitfire se produjo a una velocidad mayor que en el ala del Mustang.
Los estudios en el Centro de Investigación de Aviación RAE en Inglaterra demostraron que, debido al grosor relativo significativamente menor de los perfiles de las alas, el caza Spitfire a altas velocidades tenía un coeficiente de resistencia menor que el Mustang. Esto se debió a una manifestación posterior de la crisis de onda del flujo y su carácter más "suave".
Si las batallas aéreas se libraron en altitudes relativamente bajas, los fenómenos de crisis de la compresibilidad del aire casi no se manifestaron, por lo que no se sintió la necesidad de un ala especial de alta velocidad.
La forma de crear los aviones soviéticos Yak-3 y La-7 resultó ser bastante inusual. Esencialmente, fueron modificaciones profundas de los cazas Yak-1 y LaGG-3, desarrollados en 1940 y disponibles comercialmente.
En la Fuerza Aérea Soviética, en la etapa final de la guerra, no había ningún luchador más popular que el Yak-3. En ese momento era el luchador más fácil. Los pilotos franceses del regimiento de Normandía-Neman que lucharon en el Yak-3 hablaron de sus capacidades de combate de esta manera: "El Yak-3 te da una superioridad total sobre los alemanes. ¡En el Yak-3 juntos puedes luchar contra cuatro, y cuatro juntos contra dieciséis!
El procesamiento radical del diseño de Yak se realizó en 1943 para mejorar dramáticamente el rendimiento del vuelo con una planta de energía muy modesta. La dirección decisiva en este trabajo fue facilitar la aeronave (incluida la reducción del área del ala) y una mejora significativa en su aerodinámica. Tal vez, esta fue la única oportunidad de promover cualitativamente el avión, ya que la industria soviética aún no había producido en masa nuevos motores más potentes adecuados para la instalación en el Yak-1.
Tan excepcionalmente difícil de implementar, el desarrollo de la tecnología de aviación fue extraordinario. La forma habitual de mejorar los datos de vuelo de la aeronave era mejorar la aerodinámica sin cambios notables en las dimensiones de la estructura del avión, así como instalar motores más potentes. Casi siempre, esto fue acompañado por un marcado aumento en el peso.
Los diseñadores Yak-3 con esta ardua tarea se enfrentaron de manera brillante. Apenas en historias La aviación durante la Segunda Guerra Mundial, puede encontrar otro ejemplo de un trabajo similar y efectivamente realizado.
Yak-3 en comparación con el Yak-1 era mucho más ligero, tenía un grosor relativo más pequeño del perfil y el área del ala y tenía excelentes propiedades aerodinámicas. La potencia de la aeronave ha aumentado significativamente, lo que mejoró dramáticamente su velocidad de ascenso, características de aceleración y maniobrabilidad vertical. Al mismo tiempo, un parámetro tan importante para la maniobrabilidad horizontal, el despegue y el aterrizaje, ya que la carga específica en el ala, ha cambiado poco. En la guerra, el Yak-3 resultó ser uno de los luchadores más fáciles de pilotar.
Por supuesto, en términos tácticos, el Yak-3 no reemplazó a los aviones, que se distinguían por un armamento más fuerte y un vuelo de combate más largo, sino que los complementaba perfectamente, encarnando la idea de una máquina de combate aérea ligera, de alta velocidad y maniobrable, diseñada principalmente para combatientes. el adversario
Uno de los pocos, si no el único luchador con un motor refrigerado por aire, que puede atribuirse con razón a los mejores combatientes de combate aéreo de la Segunda Guerra Mundial. En La-7, el famoso as soviético I.N. Kozhedub derribó un avión alemán 17 (incluido el caza a reacción Me-262) del 62 que destruyó en los cazas de la clase La.
La historia de la creación de La-7 también es inusual. Al comienzo del 1942, sobre la base del caza LaGG-3, que resultó ser un vehículo de combate bastante mediocre, el caza La-5 se desarrolló, diferenciándose de su predecesor solo por la central eléctrica (el motor de refrigeración líquida fue reemplazado por una estrella de dos filas mucho más poderosa). En el curso de un mayor desarrollo del La-5, los diseñadores se centraron en su mejora aerodinámica. En el periodo 1942-1943. Los combatientes de la marca fueron los "invitados" más frecuentes en los túneles de viento natural del principal centro de investigación de aviación soviético TsAGI. El objetivo principal de tales pruebas fue identificar las principales fuentes de pérdidas aerodinámicas y la definición de medidas constructivas para reducir la resistencia aerodinámica. Una característica importante de este trabajo fue que los cambios de diseño propuestos no requerían una revisión importante de la aeronave y cambios en el proceso de producción y podían realizarse de manera relativamente fácil en las plantas en serie. Era realmente un trabajo de "joyero", cuando, al parecer, se obtenía un resultado espectacular a partir de los pequeños detalles.
El fruto de ese trabajo fue el La 1943FN, que apareció a principios de 5, uno de los cazas soviéticos más fuertes de la época, y luego el La 7, un avión que se ubicó entre los mejores combatientes de la Segunda Guerra Mundial. Al pasar de La-5 a La-5FN, el aumento en los datos de vuelo se logró no solo debido a una mejor aerodinámica, sino también gracias a un motor más potente, luego el rendimiento de La-7 se logró solo mediante la aerodinámica y la reducción de peso de la estructura. Este avión tenía una velocidad de 80 km / h más que la 5 La, de la cual 75% (es decir, 60 km / h) dio aerodinámica. Dicho aumento en la velocidad es equivalente a un aumento en la potencia del motor en más de un tercio, y sin aumentar el peso y las dimensiones de la aeronave.
Las mejores características del caza de combate aéreo incorporado en La-7: alta velocidad, excelente maniobrabilidad y ascenso. Además, en comparación con los otros combatientes en cuestión, tenía más vitalidad, ya que solo este avión tenía un motor refrigerado por aire. Como se sabe, tales motores no solo son más viables que los motores de refrigeración líquida, sino que también sirven como una especie de protección de piloto contra incendios desde el hemisferio frontal, ya que tienen grandes dimensiones de sección transversal.
El caza alemán Messerschmitt Bf 109 se creó casi al mismo tiempo que el Spitfire. Al igual que el avión inglés, el Bf 109 se convirtió en uno de los modelos más exitosos de la máquina de guerra del período de guerra y fue un largo camino de evolución: estaba equipado con motores cada vez más potentes, aerodinámica mejorada, rendimiento y características de vuelo. En términos de aerodinámica, los cambios más grandes se realizaron por última vez en 1941, cuando apareció Bf 109F. La mejora adicional de los datos de vuelo se debió principalmente a la instalación de nuevos motores. En apariencia, las últimas modificaciones de este caza, el Bf 109G-10 y K-4, diferían poco del Bf 109F mucho anterior, aunque tenían una serie de mejoras aerodinámicas.
Este avión fue el mejor representante de la máquina de combate ligera y maniobrable de la Luftwaffe hitleriana. A lo largo de la mayor parte de la Segunda Guerra Mundial, los combatientes de Messerschmitt Bf 109 se encontraban entre los mejores modelos de su clase de aviones, y solo al final de la guerra empezaron a perder sus posiciones. Era imposible combinar las cualidades inherentes a los mejores luchadores occidentales, diseñados para una gran altura de uso en combate, con las cualidades inherentes a los mejores luchadores soviéticos de estatura media.
Al igual que sus homólogos ingleses, los diseñadores del avión Bf 109 intentaron combinar una alta velocidad máxima con una buena maniobrabilidad y cualidades de despegue y aterrizaje. Pero resolvieron este problema de manera muy diferente: a diferencia del Spitfire, el Bf 109 tenía una gran carga específica en el ala, lo que permitía una alta velocidad y una mejor maniobrabilidad, no solo las tablillas conocidas, sino también las aletas que se utilizaron, que en el momento adecuado Las peleas pueden ser desviadas por el piloto en un ángulo pequeño. El uso de flaps controlados fue una solución nueva y original. Para mejorar las características de despegue y aterrizaje, además de los listones automáticos y las aletas controladas, se utilizaron alerones colgantes, que funcionaron como secciones adicionales de las aletas; Se aplicó un estabilizador controlado. En resumen, el Bf 109 tenía un sistema único de control directo de sustentación, en muchos aspectos característico de las aeronaves modernas con su automatización inherente. Sin embargo, en la práctica, muchas decisiones de los diseñadores no echaron raíces. Debido a la complejidad, tuvimos que abandonar el estabilizador controlado, el alerón colgado, el sistema de escape de flaps en la batalla. Como resultado, el Bf 109 no era muy diferente de otros combatientes, tanto soviéticos como estadounidenses, en términos de maniobrabilidad, aunque era inferior a los mejores vehículos nacionales. Similares fueron las características de despegue y aterrizaje.
La experiencia de la construcción de aviones muestra que la mejora gradual de un avión de combate casi siempre se acompaña de un aumento de su peso. Esto se debe a la instalación de motores más potentes y, por lo tanto, más pesados, un aumento en el suministro de combustible, un aumento en el poder del armamento, los refuerzos necesarios de la estructura y otras medidas relacionadas. Al final, llega un momento en que se agotan las reservas de esta estructura. Una de las limitaciones es la carga específica en el ala. Este, por supuesto, no es el único parámetro, sino uno de los más importantes y comunes a todos los aviones. Entonces, como los cazas Spitfire fueron modificados de 1A a XIV y Bf 109 de B-2 a G-10 y K-4, ¡su carga de ala se incrementó en aproximadamente un tercio! Ya en Bf 109G-2 (1942) era 185 kg / m2, mientras que Spitfire IX, que también se lanzó en 1942, tenía aproximadamente 150 kg / m2. Para Bf 109G-2, esta carga de ala estaba cerca del límite. Con su mayor crecimiento, las características de vuelo, maniobrabilidad y despegue y aterrizaje de la aeronave se deterioraron considerablemente, a pesar de la muy efectiva mecanización de las alas (lamas y flaps).
Comenzando con 1942, los diseñadores alemanes mejoraron su mejor caza de combate aéreo bajo restricciones de gran peso, lo que redujo enormemente las posibilidades de mejorar la calidad de la aeronave. Y los creadores de "Spitfire" todavía tenían reservas suficientes y continuaron aumentando la potencia de los motores instalados y fortaleciendo las armas, aunque no consideraron particularmente el aumento de peso.
La calidad de su producción en masa tiene una gran influencia en las propiedades aerodinámicas de los aviones. La producción descuidada puede negar todos los esfuerzos de los diseñadores y científicos. Esto sucede no tan raramente. A juzgar por los documentos capturados, en Alemania, al realizar un estudio comparativo de la aerodinámica de los combatientes alemanes, estadounidenses y británicos al final de la guerra, llegaron a la conclusión de que el Bf 109G tenía la peor calidad de rendimiento de producción y, en particular, esta aerodinámica resultó ser la peor. Es probable que se pueda extender a Bf 109K-4.
De lo que se ha dicho, queda claro que en términos del concepto técnico de la creación y las características aerodinámicas del diseño, cada uno de los aviones comparados es bastante original. Pero tienen muchas características comunes: formas bien aerodinámicas, nidificación completa del motor, aerodinámica local bien desarrollada y aerodinámica de los dispositivos de refrigeración.
En cuanto al diseño, los cazas soviéticos eran mucho más simples y más baratos de fabricar que los automóviles británicos, alemanes y, especialmente, los estadounidenses. Los materiales inadecuados en ellos se utilizaron en cantidades muy limitadas. Gracias a esto, la URSS logró asegurar una alta tasa de producción de aeronaves en las condiciones de las limitaciones materiales más severas y la escasez de mano de obra calificada. Debo decir que nuestro país se encontraba en la situación más difícil. 1941 a 1944 Inclusive una parte significativa de la zona industrial, donde estaban ubicadas muchas empresas metalúrgicas, fue ocupada por los fascistas. Algunas plantas pudieron evacuar el interior y establecer la producción en nuevos lugares. Pero una parte significativa del potencial de producción todavía se perdía irremediablemente. Además, un gran número de trabajadores calificados y especialistas fueron al frente. En las máquinas fueron reemplazados por mujeres y niños que no podían trabajar en el nivel apropiado. Sin embargo, la industria aeronáutica de la URSS, aunque no de manera inmediata, pudo satisfacer las necesidades del frente en tecnología de aeronaves.
A diferencia de los combatientes occidentales totalmente metálicos, la madera era ampliamente utilizada en las máquinas soviéticas. Sin embargo, en muchos elementos de potencia, de hecho, se determinó el peso de la estructura, se utilizó metal. Es por eso que el nivel de perfección de peso Yak-3 y La-7 prácticamente no difirió de los combatientes extranjeros.
En términos de tecnología, facilidad de acceso a unidades individuales y facilidad de mantenimiento, el Bf 109 y el Mustang parecían algo preferibles. Sin embargo, los Spitfires y los combatientes soviéticos también se adaptaron bien a las condiciones de la explotación de combate. Pero en características tan importantes como la calidad del equipo y el nivel de automatización, el Yak-3 y La-7 eran inferiores a los combatientes occidentales, el mejor de los cuales eran aviones alemanes (no solo Bf 109, sino también otros) en términos de automatización.
El indicador más importante de los datos de alto vuelo de la aeronave y su efectividad de combate en general es la central eléctrica. Es en la construcción de motores de aviación que los últimos logros en el campo de la tecnología, los materiales, los sistemas de control y la automatización encuentran su primera incorporación. La construcción de motores es una de las ramas más intensivas en ciencia de la industria de la aviación. En comparación con la aeronave, el proceso de crear y refinar nuevos motores lleva mucho más tiempo y requiere más esfuerzo.
Durante la Segunda Guerra Mundial, Inglaterra ocupó la posición de liderazgo en la construcción de motores de aviación. Fueron los motores Rolls-Royce los que estaban equipados con Spitfires y las mejores opciones de los Mustang (P-51B, C y D). Se puede decir sin exagerar que la instalación del motor inglés “Merlin”, que fue producido en los Estados Unidos bajo la licencia de Packard, permitió al Mustang realizar su gran potencial y lo llevó a la categoría de luchadores de élite. Antes de esto, el P-51 era, aunque original, pero bastante mediocre en términos de capacidades de combate.
La peculiaridad de los motores británicos, que determinaron en gran medida sus excelentes características, fue el uso de gasolina de alto grado, cuyo índice de octano condicional alcanzó 100-150. Esto permitió aplicar un mayor grado de presurización del aire (más precisamente, la mezcla de trabajo) en los cilindros y, por lo tanto, obtener una mayor potencia. La URSS y Alemania no podían satisfacer las necesidades de la aviación en un combustible tan caro y de alta calidad. Generalmente se usa gasolina con octanaje número 87-100.
Un rasgo característico que unía a todos los motores que se encontraban en los cazas comparados fue el uso de supercargadores centrífugos de impulsión de dos velocidades (CMS), que proporcionan la altitud requerida. Pero la diferencia entre los motores Rolls-Royce fue que sus sopladores no tenían uno, como de costumbre, sino dos etapas sucesivas de compresión, e incluso con enfriamiento intermedio de la mezcla de trabajo en un radiador especial. A pesar de la complejidad de tales sistemas, su uso resultó estar completamente justificado para los motores de gran altitud, ya que redujo notablemente la pérdida de potencia consumida por el motor para la inyección. Fue un factor muy importante.
El original era el sistema de inyección del motor DB-605, impulsado por un turboacoplamiento que, con control automático, ajustaba suavemente la relación de engranaje del motor al impulsor del sobrealimentador. En contraste con los supercargadores de transmisión de dos velocidades, que se basaban en motores soviéticos y británicos, el turboacoplamiento permitió reducir la caída de potencia que se produjo entre las velocidades de descarga.
Una ventaja importante de los motores alemanes (DB-605 y otros) fue el uso de inyección directa de combustible en los cilindros. En comparación con un sistema de carburador convencional, esto aumentó la confiabilidad y la eficiencia de la planta de energía. De los motores restantes, solo el ASH-82FN soviético, parado en el La-7, tenía un sistema de inyección directa similar.
Un factor importante en el aumento de los datos de vuelo del Mustang y el Spitfire fue el hecho de que sus motores tenían modos de operación relativamente a corto plazo con mayor potencia. En combate, los pilotos de estos luchadores podrían usar durante un tiempo que no sea largo, es decir, nominal, o combate (minutos 5-15), o modos de emergencia (minutos 1-5) en casos de emergencia. El combate, o, como también se llamaba, el régimen militar se convirtió en el motor principal del combate aéreo. Los motores de los combatientes soviéticos no tenían mayores regímenes de potencia en altura, lo que limitaba las posibilidades de mejorar aún más sus características de vuelo.
La mayoría de las opciones "Mustangs" y "Spitfires" se calcularon sobre la gran altura de uso de combate, característica de las acciones de la aviación en el Oeste. Por lo tanto, sus motores tenían suficiente altura. Los fabricantes de motores alemanes tuvieron que resolver un problema técnico difícil. Con una altura estimada relativamente grande del motor, necesaria para el combate aéreo en el Oeste, era importante proporcionar la potencia necesaria en las alturas bajas y medias requeridas para librar el combate en el Este. Como usted sabe, un simple aumento en la altitud generalmente conduce a un aumento de las pérdidas de potencia a bajas altitudes. Por lo tanto, los diseñadores demostraron un gran ingenio y aplicaron varias soluciones técnicas extraordinarias. En su altitud, el motor DB-605 ocupó, por así decirlo, una posición intermedia entre los motores británico y soviético. Para aumentar la potencia a altitudes inferiores a las calculadas, se inyectó una mezcla de agua y alcohol (sistema MW-50), lo que hizo posible, a pesar del octanaje relativamente bajo del combustible, aumentar significativamente la carga y, por lo tanto, la potencia sin detonación. Resultó un tipo de modo máximo que, como el modo de emergencia, por lo general se podía usar hasta tres minutos.
En altitudes superiores a las calculadas, se podría utilizar la inyección de óxido nitroso (sistema GM-1), que, al ser un poderoso agente oxidante, parecía compensar la falta de oxígeno en una atmósfera enrarecida y permitió por un tiempo aumentar la altura del motor y acercarlo a los datos de los motores Rolls. Royce Sin embargo, estos sistemas aumentaron el peso del avión (en 60-120 kg), lo que complica significativamente la planta de energía y su operación. Por estas razones, se utilizaron por separado y no se utilizaron en todos los Bf 109G y K.
Un impacto significativo en la capacidad de combate del luchador tiene sus armas. En términos de la composición y ubicación de las armas, la aeronave en consideración difería bastante fuertemente. Si los soviéticos Yak-3 y La-7 y los alemanes Bf 109G y K tenían una ubicación central de armas (pistolas y ametralladoras en el fuselaje delantero), en Spitfires y Mustang se ubicaron en el ala fuera del área barrida por el propulsor. Además, el Mustang solo tenía armamento de ametralladoras de gran calibre, mientras que otros combatientes también tenían cañones, mientras que el La-7 y Bf 109K-4 solo tenían armamento de arma. En el teatro de guerra occidental, P-51D estaba destinado principalmente a luchar contra los combatientes enemigos. Para este propósito, el poder de sus seis ametralladoras resultó ser suficiente. A diferencia del Mustang, los Spitfires británicos y los soviéticos Yak-3 y La-7 combatieron aviones de cualquier designación, incluidos los bombarderos, que naturalmente requerían armas más poderosas.
Comparando el ala y las armas centrales, es difícil responder cuál de estos esquemas fue el más efectivo. Pero aún así, los pilotos soviéticos de primera línea y los especialistas en aviación, así como los alemanes, preferían el central, que aseguraba la más alta precisión de fuego. Tal disposición resulta más ventajosa cuando un ataque a un avión enemigo se realiza desde distancias extremadamente cortas. A saber, los pilotos soviéticos y alemanes usualmente intentaban actuar en el Frente Oriental. En Occidente, las batallas aéreas se llevaron a cabo principalmente a gran altura, donde la maniobrabilidad de los combatientes se deterioró significativamente. Acercarse al enemigo a corta distancia se hizo mucho más difícil, y con los bombarderos también era muy peligroso, ya que el luchador, debido a la lenta maniobra, encontró difícil eludir el fuego de los artilleros. Por esta razón, abrieron fuego desde la distancia y la instalación de armas en el ala, diseñada para un determinado rango de destrucción, resultó ser bastante comparable con la central. Además, la velocidad de disparo del arma con el patrón de ala fue mayor que la de las armas sincronizadas para disparar a través de hélices (las armas en el La-7, las ametralladoras en el Yak-3 y Bf 109G), el armamento resultó estar cerca del centro de gravedad y el consumo de municiones casi no tuvo ningún efecto. posición Pero un inconveniente todavía era inherentemente orgánico en el patrón del ala: este es un momento de inercia incrementado en relación con el eje longitudinal del avión, debido a que la reacción del caza a las acciones del piloto empeoró.
Entre los muchos criterios que determinaron la capacidad de combate de la aeronave, el más importante para el caza fue la combinación de sus datos de vuelo. Por supuesto, son importantes no por sí solos, sino en combinación con una serie de otros indicadores cuantitativos y cualitativos, como, por ejemplo, estabilidad, propiedades de pilotaje, facilidad de operación, descripción general, etc. Para algunas clases de aeronaves, la capacitación, por ejemplo, estos indicadores son de suma importancia. Pero para los vehículos de combate de la guerra pasada, las características de vuelo y los armamentos, que son los principales componentes técnicos de la efectividad del combate de los combatientes y bombarderos, son decisivos. Por lo tanto, los diseñadores buscaron, en primer lugar, alcanzar la prioridad en los datos de vuelo, y más específicamente, en aquellos de ellos que jugaron un papel principal.
Se debe aclarar que las palabras "datos de vuelo" significan todo un conjunto de indicadores importantes, los principales para los combatientes fueron la velocidad máxima, el ascenso, el rango o el tiempo de salida del vuelo, la maniobrabilidad, la capacidad de aumentar rápidamente la velocidad, a veces un techo práctico. La experiencia ha demostrado que la excelencia técnica de los combatientes no se puede reducir a un solo criterio, que se expresaría mediante un número, una fórmula o incluso un algoritmo calculado para la implementación en una computadora. La cuestión de comparar combatientes, así como encontrar la combinación óptima de características básicas de vuelo, sigue siendo una de las más difíciles. ¿Cómo, por ejemplo, determinar de antemano qué era más importante: la superioridad en maniobrabilidad y el techo práctico, o alguna ventaja en la velocidad máxima? Como regla general, la prioridad en una se obtiene a expensas de la otra. ¿Dónde está el "medio dorado" que da las mejores cualidades de combate? Obviamente, mucho depende de las tácticas y la naturaleza de la guerra en el aire en su conjunto.
Se sabe que la velocidad máxima y la velocidad de ascenso dependen significativamente del modo de funcionamiento del motor. Una cosa es un modo largo o nominal, y otra muy distinta: un impulso de emergencia. Esto se ve claramente en la comparación de las velocidades máximas de los mejores luchadores del último período de la guerra. La presencia de modos de alta potencia mejora significativamente las características de vuelo, pero solo por un corto tiempo, ya que de lo contrario el motor puede ser destruido. Por esta razón, un modo de emergencia del motor a muy corto plazo, que daba la mayor potencia, no se consideraba en ese momento como el principal para el funcionamiento de la central eléctrica en combate aéreo. Fue diseñado para ser usado solo en las situaciones más urgentes, mortales para el piloto. Esta situación está bien confirmada por el análisis de los datos de vuelo de uno de los últimos pistones alemanes: Messerschmitt Bf 109К-4.
Las características principales de Bf 109K-4 se encuentran en los materiales bastante extensos de un informe preparado al final de 1944 para el Canciller alemán. El informe cubrió el estado y las perspectivas de la industria aeronáutica alemana y se preparó con la participación del Centro de Investigación de Aviación alemana DVL y de compañías de aviación líderes como Messerschmitt, Arado, Junkers. Este documento, que tiene todas las razones para ser considerado suficientemente serio, al analizar las capacidades del Bf 109К-4, todos sus datos corresponden solo al modo de operación continua de la planta de energía, y las características del modo de potencia máxima no se consideran ni siquiera se mencionan. Y esto no es sorprendente. Debido a las sobrecargas térmicas del motor, el piloto del caza ni siquiera pudo usar el modo nominal durante mucho tiempo mientras ascendía con el peso máximo de despegue, y se vio obligado a reducir la velocidad del motor y, en consecuencia, la potencia ya después de 5,2 minutos después del despegue. Al despegar con menos peso, la situación no mejoró mucho. Por lo tanto, simplemente no es necesario hablar de un aumento real en la velocidad de ascenso mediante el uso del modo de emergencia, incluso con la inyección de una mezcla de agua y alcohol (sistema MW-50).
El gráfico de la tasa de ascenso vertical (de hecho, esta es una tasa de ascenso característica) muestra claramente cuánto crecimiento podría dar el uso de la máxima potencia. Sin embargo, este aumento es más de una naturaleza formal, ya que era imposible escalar en tal régimen. Solo en ciertos momentos del vuelo podría un piloto encender el sistema MW-50, es decir, potencia de emergencia, e incluso entonces, cuando el sistema de refrigeración tenía las reservas necesarias para la disipación del calor. Por lo tanto, el sistema de forzamiento MW-50, aunque fue útil, no fue vital para el Bf 109K-4 y, por lo tanto, no se colocó en todos los luchadores de este tipo. Mientras tanto, los datos de Bf 109K-4 se publican en la prensa, correspondientes al modo de emergencia utilizando el MW-50, que no es absolutamente característico de esta aeronave.
Lo anterior está bien confirmado por la práctica de combate de la etapa final de la guerra. Así, la prensa occidental a menudo habla de la superioridad de los Mustangs y Spitfires sobre los combatientes alemanes en el teatro de operaciones occidental. En el frente oriental, donde las batallas aéreas tuvieron lugar en altitudes bajas y medias, el Yak-3 y La-7 estaban fuera de competición, lo cual fue observado repetidamente por los pilotos de la Fuerza Aérea Soviética. Pero la opinión del piloto militar alemán V. Wolfrum:
Los mejores peleadores que conocí en combate fueron el Mustang norteamericano P-51 y el Yak-9U ruso. Ambos luchadores tenían una clara ventaja de rendimiento sobre el Me-109 independientemente de la modificación, incluido el Me-109K-4
Los comentarios son aparentemente superfluos. Solo se puede explicar que el Yak-9U tenía una velocidad cercana al La-7, y la tasa de ascenso en el nominal es ligeramente más baja que la del Yak-3 y el La-7.
Un poco diferente al Bf 109K-4, la situación era con el "Mustang" y el "Spitfire" XIV. El motor V-1650-7, que se encontraba en el P-51D, no solo tenía una emergencia de 5 minutos, sino también un modo de operación de combate de 15 minutos. Esta vez fue suficiente para el combate aéreo activo, y el Mustang siempre tuvo la ventaja de la velocidad en todo el rango de altura en comparación con el Bf 109K-4. Es cierto que, incluso en estas condiciones, la velocidad de ascenso del P-51D fue peor que la de los combatientes soviéticos, Spitfire y Bf 109К-4. Esta falta se debió a una causa completamente natural: un suministro relativo mucho mayor de combustible. Se necesitaba una gran cantidad de combustible para obtener un rango muy significativo para un luchador, requerido para acompañar a los bombarderos pesados.
A diferencia del V-1650-7, el Griffon 65 no tenía modo de operación de combate, y el piloto del Spitfire XIV podía usar el modo nominal o el máximo de 5 en episodios individuales de combate aéreo.
Sería un error suponer que los regímenes de energía de emergencia no son muy necesarios para los combatientes. No lo es Su presencia se sumó a la confianza del piloto en la batalla y brindó una oportunidad potencial en algunos momentos para obtener un aumento adicional en el suministro de energía y, por lo tanto, lograr una superioridad temporal o alejarse del enemigo preparado para el ataque. Aunque no estos modos de operación de los motores determinaron las capacidades de los luchadores.
Al comparar las características de altitud y velocidad, se puede ver claramente una diferencia significativa en la altitud de los vehículos de combate soviéticos y occidentales. En altitudes bajas y medias, el Yak-3 y La-7 tenían una clara ventaja sobre el Spitfire de mayor altitud y el Bf 109K-4. En altitudes 7-8 km, la superioridad en velocidad estuvo completamente del lado de los combatientes occidentales. Lo mismo se puede decir sobre el ascenso, solo que en este caso, la superioridad del "Spitfire" XIV y Bf 109K-4 se mostró en altitudes por encima de 5 km. Abajo, el Yak-3 y La-7 reinaron de manera suprema.
Para ser justos, debe tenerse en cuenta que al crear las últimas modificaciones de Bf 109, como G-10, K-4 y K-6, los diseñadores alemanes buscaron, ante todo, mejorar las características de altura de la aeronave, incluso en detrimento de su capacidad de combate a baja y media altitud, donde Bf 109К-4 fue inferior en velocidad y velocidad de ascenso a la desarrollada mucho antes que Bf 109G-2 (1942). El énfasis a gran altitud era necesario para aumentar la capacidad de combate del Bf 109 en una guerra aérea cada vez más feroz en el frente occidental.
Hay varios indicadores importantes, cuyo impacto en la capacidad de combate de los combatientes es muy grande. Uno de ellos - una revisión desde la cabina del piloto. No fue por casualidad que los pilotos de combate a menudo dieron preferencia a un avión con una mejor visión, incluso a pesar de algún déficit en los datos de vuelo. Atrajo la capacidad de ver continuamente la situación del aire. En este sentido, estaba fuera de competición el P-51D. La linterna en forma de gota y el alto aterrizaje del piloto dieron una gran visión general, incomparablemente mejor que la Bf 109K-4, Spitfire XIV, e incluso la Yak-3 y La-7.
Entre los primeros cazas a reacción se encuentran el avión bimotor Messerschmitt Me 262 (Alemania) y Gloucester Meteor (Inglaterra), que se produjeron en masa y se utilizaron al final de la guerra.
Aunque los primeros aviones a reacción tuvieron una serie de deficiencias significativas, pero, sin duda, su aparición marcó el inicio de una etapa cualitativamente nueva en el desarrollo de la aviación y fue un gran logro de la construcción de aviones de aquellos años. Poco después del final de la Segunda Guerra Mundial, los motores a reacción se convirtieron en la base de los aviones de combate de los países desarrollados.
Al rendir homenaje a los logros de los fabricantes de aviones alemanes y británicos, cabe señalar que los cazas a reacción mencionados tenían un rango táctico de uso relativamente limitado. Incluso el más avanzado de ellos, Me 262, se usó principalmente como caza-bombardero e interceptor. Su principal ventaja fue la alta velocidad, en el 140-180 km / h más que el Bf 109K-4. Como luchador interceptor, el Me 262 tenía otra ventaja. Consistió en el hecho de que, aunque el Me 262 era inferior al Bf 109К-4 en la velocidad de ascenso, pero debido a la velocidad significativamente mayor en el modo de ascenso, podía atacar al enemigo en líneas más distantes.
Debo decir que el Me 262 tenía una serie de deficiencias que reducían las capacidades potenciales de este luchador. Por ejemplo, al interceptar el pesado bombardero estadounidense B-17 y B-24, volando a altitudes 7-8 km, el piloto, por regla general, no podía atacarlos desde la posición más ventajosa para el caza, desde atrás desde arriba. La rápida aceleración de Me 262 (los motores a esta altura estaban prohibidos a la aceleración) podría, en este caso, conducir a caer en la región entonces poco estudiada de velocidades transónicas. Sacar el avión de una inmersión que se había vuelto incontrolable era casi imposible. Además, Me 262 exigía aeródromos bien preparados, al menos el doble de los que se basaban en la aviación de primera línea. Esta circunstancia no jugó un papel importante en las acciones defensivas, pero participar en operaciones ofensivas Me 262 por esta razón no sería muy adecuado.
Resumiendo, observo que Alemania no podría crear un luchador que pudiera igualmente resistir a los combatientes aliados tanto en el frente occidental como en el oriental. P-51D "Mustang", "Spitfire" XIV, Yak-3 y La-7, optimizados para ciertas condiciones de combate aéreo, tuvieron superioridad sobre Bf 109К-4 (se habría obtenido un resultado similar al comparar otro caza alemán serie de la etapa final de la guerra Focke-Wulf FW 190D-9). Al mismo tiempo, Alemania resultó ser un líder en el campo de los aviones a reacción, creando un destacado caza Me-262. Máquinas similares aparecieron en los ejércitos aliados solo unos años más tarde.
información