Марк Солонин - Разгром 1941 (На мирно спящих аэродромах...)

Влияния ТТХ самолета на способность истребителя маневрировать на динамических режимах весьма сложны. Попытаемся отметить лишь некоторые, уместные в популярной книге для гуманитариев, аспекты.

Реализация динамических режимов маневрирования требует низкого аэродинамического сопротивления (чтобы кинетическая энергия не расходовалась впустую на нагрев воздуха), т. е. острого носа, тонкого крыла малой площади (т. е. большой удельной нагрузки). Скорее всего, такими свойствами обладает самолет с большой максимальной скоростью полета — но отнюдь не всегда (большую скорость можно получить на «бревне» с очень большой тяговооружённостью, на двигателе большой высотности). Более правдоподобна оценка по максимальной скорости пикирования — если самолет может разогнаться до больших скоростей, значит, он эффективно преобразует высоту в скорость (потенциальную энергию в кинетическую). Но и тут не все просто — максимально допустимая скорость пикирования может быть ограничена жесткостью и прочностью крыла (флаттер).

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.

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 и рис. 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).