"Авиация и космонавтика 1996 06" - читать интересную книгу автора

ОТ ВАРИАНТА К ВАРИАНТУ

Смомента своего появления бомбардировщик В-29 "Суперфорттресс" постоянно развивался и совершенствовался. Его развитие шло в двух направлениях:

- постоянное улучшение летно-технических характеристик самолета при одновременном улучшении его характеристик производственной и эксплуатационной технологичности;

- создание целого ряда модификаций для выполнения широкого круга задач, возлагаемых на самолеты класса В-29.

Развитие В-29 было уникально, и оно шло другим путем, нежели развитие бомбардировщика В-17 "летающая крепость". Развитие В-17 диктовалось, в основном, характером боевых действий на Европейском ТВД, где требовались сравнительно небольшие радиусы действия для самолета-бомбардировщика. Там была мощная система ПВО противника.

В случае с В-29 все выглядело несколько иначе: большие и сверхбольшие радиусы действия, необходимость доставлять к цели достаточно большой запас бомб в одном вылете и сравнительно слабая система ПВО метрополии (Японии); практически полное отсутствие истребителей-перехватчиков, способных в серьезной обстановке сорвать массированные налеты "супербомбардировщиков".

На начальном этапе создания В-29 задача проектирования была осложнена тем, что она решалась во многом под влиянием мирного времени до появления практических тактико-технических требований, созданных и откорректированных кровавым опытом войны. Это наглядно видно на сравнении летно-техни-ческих характеристик самолета "Модель 341" (который стал последним вариантом мирного времени в серии вариантов, разработка которых предшествовала созданию опытного ХВ-29) с характеристиками ХВ-29, а также путем сравнения характеристик ХВ-29 с характеристиками В-29, участвовавшего в боях с максимумом боевой нагрузки.

Кривая увеличения массы пустого самолета показывает увеличение массы вследствие ТТТ военного времени. "Модель 341", ХВ-29 и В-29, как окончательный вариант боевого самолета, имели в основе своих проектов одинаковые исходные ТТТ в отношении нагрузки и дальности полета. Если взять для сравнения одинаковую нагрузку 4540 кг и тактический радиус действия, равный 2640 км, то станет видно, что тенденция увеличения массы пустого самолета при сохранении требуемой нагрузки и дальности полета вызывала соответствующее увеличение полетной массы.

Увеличение полетной массы происходило не только за счет непосредственного увеличения массы пустого самолета, но и за счет увеличения массы на провоз этой прибавки, а также ростом лобового сопротивления от модификации к модификации, по мере насыщения самолета всевозможными системами.

Из этого весьма плавного ряда выпадают так называемые "ободранные" В-29. С самолета снималось все оборудование и вооружение, признанное необязательным при последних налетах на Японию. Снятие этого оборудования было произведено на значительном количестве В-29, что дало возможность увеличить их бомбовую нагрузку с одновременным улучшением остальных летно-технических характеристик и радиуса действия (модификация В-29В).

Первое обширное обсуждение проблемы увеличения массы пустого самолета-бомбардировщика при модификациях исходных типов самолета было проведено весной 1944 года в Эглине, Штат Флорида, под эгидой USAAF. Тогда выявлены пути значительного снижения массы всех серийных самолетов, которые в то время состояли на вооружении. Хотя достаточно твердые требования военных не позволяли устранить с самолетов все те предметы оборудования и вооружения, которые в конкретных условиях данного ТВД были излишни, а их изъятие позволило бы уменьшить массу и лобовое сопротивление. Проделанная работа послужила основанием для более тщательной разработки модифика-ционных изменений и сделала возможным дальнейшее облегчение самолета В-29.

Для доказательства потенциальных возможностей увеличения дальности полета самолета В-29 было модифицировано несколько специальных самолетов (без какого бы то ни было ухудшения прочностных характеристик), которые использовались для совершения рекордных полетов на дальность и грузоподъемность. Показательным образцом такого самолета являлся В-29 "Дримбоут", совершивший ряд рекордных полетов под управлением полковника Ирвина. Пустая масса этого самолета была уменьшена до 28 550 кг, что позволило увеличить запас топлива, в результате чего этот самолет совершил беспосадочные полеты на расстояние в 16 000 км и более.

Тесно связанным фактором с массой и лобовым сопротивлением является фактор, характеризующий оперативное выполнение задания, ТВД, противник, т. е. целесообразность изменений состава съемного оборудования самолета в зависимости от условий полета, при котором самолет дает наилучшие летно-тех-нические характеристики.

Взаимоотношение массы и оперативного выполнения полетного задания в зависимости от условий полета может быть наглядно доказано эффективностью некоторых изменений В-29, сделанных во время его серийной постройки.

Было подсчитано, что выпуск В-29 может быть значительно увеличен, если центроплан крыла будет иметь разъем по корню крыла около фюзеляжа. Первый расчет показал, что введение разъемов увеличит массу пустого самолета на 450-610 кг, поскольку эти разъемы находились в наиболее напряженной части крыла. Последующий более тщательный расчет показал увеличение массы на 320 кг, после чего было решено произвести это изменение, и самолеты с таким изменением получили название В-29А. Это решение частично основано на предположении, что влияние на боевые свойства самолета будет измеряться увеличением запаса топлива и полной полетной массы самолета. Реально в эксплуатации получилось следующее:

- В-29 и В-29А были спроектированы под бомбовую нагрузку, взаимозаменяемую одним или двумя топливными баками в каждом из двух бомбоотсеков;

- когда первые В-29А приняли участие в боевых операциях, В-29 уже эксплуатировались с двумя бензобаками в одном бомбовом отсеке и полной бомбовой нагрузкой во втором бомбовом отсеке;

- хотя масса пустого В-29А была приблизительно на 320 кг больше массы пустого В-29 (вследствие того, что дополнительные стыковочные узлы заняли часть объема под размещение топлива), он брал на 795 л топлива меньше, чем В-29;

- для транспортировки дополнительной массы пустого самолета и возмещения сокращенной части запаса топлива, восстановления дальности полета, какую имел В-29, на В-29А потребовалось установить третий топливный бак в бом-боотсеке;

- поскольку один бензобак занимал половину объема бомбового отсека, то при специальных заданиях и условиях полета, и действовавших в то время весовых ограничениях, бомбовая нагрузка В-29А оказалась вдвое меньше, чем у В-29.

Таким образом, законное желание улучшить технологию производства планера без тщательного изучения последствий и увязки всего комплекса применения самолета, резко ухудшало тактические характеристики самолета. Своевременное изменение ТТТ и условий эксплуатации улучшило взаимоотношение всех входящих факторов и в какой-то степени исключило эти недостатки.

Экипажи В-29 в боевой обстановке использовали все возможности своих самолетов, но, изучая ряд модификаций и доработок, можно найти такие, которые как будто бы, сделанные в целях улучшения боевой эффективности самолета, давали иногда обратный эффект.

В ходе подготовки В-29 к боевым операциям передняя верхняя двухпулемет-ная турель была заменена 4-пулеметной турелью. Это изменение было сделано для усиления огня вперед, т. к. опыт войны в Европе показал, что очень часто летчики-истребители атаковывали тяжелые бомбардировщики союзников с передней полусферы, идя иногда в лобовые атаки.

Примечания:

1 - более поздние серии имели двигатели R-3350-41, а также R-3350-57; 2 - могла быть увеличена до 2900 км; 3 - на высоте 7620 м с грузом бомб 2268 кг максимальная дальность с дополнительными бомбами в бомбоотсеке составляла 9656 км; 4 - на высоте 3050 м с грузом бомб 8164 кг; 5 - в поздних сериях (с блока 40) число пулеметов в передней верхней турели было увеличено до 4; 6 - в поздних сериях пушка демонтирована; 7 - при дальности 2575 км на больших высотах, 5443 кг при той же дальности на средних высотах; 8 - на низких высотах, при малой дальности.

Установка новой турели вызвала увеличение массы пустого самолета на 388 кг, увеличила лобовое сопротивление и привела к стеснению экипажа в передней кабине (новая турель крупнее прежней). Результат - бомбовая нагрузка упала на 798 кг. С началом активных налетов на Японию и при отсутствии в воздухе достойных противников в больших количествах, переднюю турель с четырьмя пулеметами начали снимать с самолетов, многие В-29 и В-29А воевали без нее, но с частично увеличенной бомбовой нагрузкой.

После первых боевых операций с Китая и Марианских островов стали очевидны нежелательные последствия увеличения массы и лобового сопротивления, - самолеты брали на борт бомбовую нагрузку, меньшую расчетной. Экипажи одних самолетов производили полную заправку и возвращались домой с большим запасом несожженного топлива, другие самолеты на обратном пути совершали вынужденные посадки, а некоторые летели на советский Дальний Восток (эпопея "В-29 - Ту-4").

В течение нескольких первых месяцев боевых действий на Марианских островах, для самолетов с одинаковой бомбовой нагрузкой и одинаковым оборудованием, запас топлива, с которым они возвращались, колебался от менее чем 750 л до 5400 л. Такой широкий диапазон частично мог быть связан, например, с неправильной тарировкой термопар, показывавших температуру головок цилиндров двигателей, а также различными отличиями в характеристиках самолетов и двигателей. Кроме этих факторов разница в остатке топлива указывала на различия в эксплуатации. Грамотная техническая и летная эксплуатация самолета летным и наземным экипажем значительно повышала бомбовую нагрузку. Но иногда даже лучшие экипажи не могли получить расчетные данные самолета. Поэтому потребовалось выявить причины таких расхождений. Первым этапом было предложение командования USAAF об изменении тактики, которая исключала бы факторы, отрицательно влиявшие на летно-техни-ческие данные и бомбовую нагрузку. Эти изменения следующие:

- выполнение боевого задания на меньших высотах;

- выполнение боевого задания ночью;

- отмена "звездных" полетов и полетов строем;

- сведение к минимуму оборонительного вооружения.

Каждое из предложенных мероприятий давало выигрыш с точки зрения увеличения бомбовой нагрузки. Кроме того, снижение высоты полета и массы значительно увеличивали ресурс и надежность двигателей.

Далее было решено, что инженеры, принимавшие участие в проектировании самолета и его агрегатов, в анализе его характеристик и в его летных испытаниях, могут с успехом применить свои ценные знания на Тихоокеанском ТВД, решая практические задачи эксплуатации В-29. В соответствии с этим один серийный боевой самолет был снабжен дополнительным оборудованием для испытаний в полете и направлен на Тихий океан для серии летных испытаний. В этой работе принимали участие летчик-испытатель, аэродинамик с Боинга и консультант по двигателям фирмы Райт.

Эти испытания выявили многие причины расхождения между фактическими и расчетными летно-техническими данными и позволили наметить основные мероприятия для сведения этого расхождения к минимуму. Указанные ранее изменения в тактике применения привели к сокращению различия, но дальнейшее сокращение было проведено после получения и обработки материалов этих испытаний в боевой обстановке.

Программа фронтовых летных испытаний позволила решать такие принципиальные факторы боевого применения, как:

- влияние высоты на дальность полета;

- влияние влажности на расход топлива и мощность двигателей.

Полученные при этом практические данные позволили решить попутно также ряд других задач: было проверено влияние центровки (потери на балансировку) на дальность полета; разработана методика полета на трех и на двух двигателях; проверена целесообразность сбрасывания части оборудования в случае аварии. Все материалы подвергнуты тщательному анализу. Данные, полученные по принципиальным вопросам влияния высоты полета и влажности были в конце концов хорошо согласованы с теорией, однако окончательные выводы сделаны после окончания летных испытаний и тщательных наблюдений в ходе боевых операций.

Опытный бомбардировщик ХВ-39.

Производство самолетов В-29

Опытный бомбардировщик ХВ-44 _

B-29-25-BW. переделанный о программе S68

Двигатели R-4I60-33 на самолете ХВ-44

Управляемые бомбы с кольцевым крылом У В "Tarzon' готовы к ударам по объектам в Северной Корее. 50-е годы.

Выяснилось, что в районах применения В-29 температура окружающего воздуха значительно выше, чем стандартная (в среднем, по высотам на 10-15"). Хотя полеты на средних высотах более экономичны, чем на больших высотах, дальнейшее уменьшение высоты полета нецелесообразно, - средние высоты оптимальны. Замеры влажности и температуры по высотам выявили их влияние на летно-технические данные, и основания для полетов на меньших высотах стали более очевидными. Были проведены испытания на различных высотах по оптимизации расхода топлива при различной мощности двигателей, угле открытия створок капотов и различном наддуве. Эти испытания дали материал для оптимального сочетания этих параметров по высоте, температуре воздуха и влажности.

Подобный учет влияния температуры и влажности окружающего воздуха устранил кажущиеся расхождения в ле-тно-технических характеристиках В-29 и дал возможность произвести оптимальный расчет полета.

В ходе первых боевых вылетов с Марианских островов бомбовая нагрузка была равна 2370 кг. Изменение тактики и улучшение техники эксплуатации в соответствии с местными условиями позволило в дальнейшем увеличить эту нагрузку. Вскоре после окончания фронтовых летных испытаний одним из экипажей В-29 доказана возможность брать при налетах на Японию с Марианских островов бомбовую нагрузку 9070 кг, при соответствующем запасе топлива.

Можно сказать, что к концу войны В-29 как бы "акклиматизировался" к условиям войны на Тихом океане.

Пример развития В-29 показал необходимость тщательного учета массы самолета, его сопротивления и тесную связь конструкции и летно-технических данных с фактическими условиями его эксплуатации и боевого применения.

Фирма Боинг многому научилась на опыте разработки, развития и применения В-29. Этот опыт использован при модификации В-29 в его дальнейшем развитии - В-50, а также при проектировании первых реактивных бомбардировщиков, для которых влияние внешних факторов на поведение летно-технических характеристик еще более существенно ввиду особенностей силовой установки на базе газотурбинных двигателей.