|
|
От
|
Alex Medvedev
|
|
|
К
|
Горбач
|
|
|
Дата
|
08.10.2003 17:25:53
|
|
|
Рубрики
|
Авиатехника; 1936-1945 гг.;
|
|
Предки дураками не были
как бы не хотелось некоторым тут так считать...
Проведенный ЦАГИ анализ изменения летных данных самолетов Як-1 и Пе-2 при установке на них моторов Мерлин-20 и Аллисон-V1710, самолета Ла-5 при установке моторов Райт R-2600 и Пратт Уитни-2800 "Дабл-Уосп", самолета Ил-4 при установке Райт R 2600 и Пратт-Уитни R 1830-33 и самолета Ли-2 при установке мотора Райт Циклон R 1820-71 позволяет сделать следующие выводы:
1. По самолету Як-1.
Сравнительные данные самолета с различными моторами получаются следующие:
Мотор М-105ПФ Мерлин-20 Аллисон V-1710
Вес сухого мотора 600 650 635
Мидель мотора 0,74 0,79 0,68
Мощность на 2-границе
высотности 1180 1200 1150
Расчетная высота
(с учетом скоростн.
наддува) 3700 6800 4850
Мощность у земли
номинал. 1210 1135 900
То же при 3-х мин.
форсаже - 1300 1135
Макс. скор. у земли
(номин) 530 515 480
Макс. скор. у земли
(форс.) - 540 520
Макс. скор. у земли
на расчетн. высоте 597 665 615
Дальность на 0,9
V макс. 650 720 780
Как видно из таблицы, установка на Як-1 мотора Мерлин-20 резко повысит скорость на 2-й границе высотности, доведя ее до ~665 км/час. Однако, такой результат получится лишь на высотах 6000-7000 м. На малых высотах скорости получатся худшими: скорость при Н=0 уменьшится на 15 км/час и лишь при 3-х минутном форсаже примерно остается на существующем уровне.
Дальность полета на 0,9 V макс. возрастает на ~ 70 км.
При ограничении диаметра винта величиной D=3,1 м длина разбега резко возрастет на 130 м вследствие низкого числа оборотов винта; при таких оборотах винта требуются гораздо большие диаметры винтов (на Харрикейне установлен винт с D=3,45 м).
Если диаметр винта увеличить до 3,25 м, то ухудшение разбега окажется не столь большим (на 80 м).
При установке на Як-1 мотора Аллисон V-1710, скорость у земли снизится на ~ 50 км/час и при форсаже - на 10 км/час; на 2-й границе высотности скорость возрастет на ~15 км/час. Дальность на 0,9 V макс. увеличится на 130 км/час, время набора высоты 5000 практически остается прежним.
Длина разбега ухудшится на 90 м.
2. По самолету Ла-5.
Сравнительные данные самолета с моторами М-82ФН6 Райт-2600 и Пратт-Уитни 2800 "Дабл-Уосп" приведены в таблице:
Мотор М-82ФН Райт Пратт-Уитни
R-2600 2800
Вес сухого мотора 850 900 1030
Мидель мотора 1,25 1,50 1,40
Мощность на 2-й
границе высотности 1450 1450 1500
Расчетная высота
(с учетом скорост.
наддува) 6100 4800 7800
Мощность у земли
номинал. 1850 1500 -
То же при 3-х мин.
Форсаже - 1700 2000
Макс. скорость у
земли (номин.) 605 550 -
Макс. скорость у
земли (форс.) - 575 610
Макс. Скорость
на расч. Высоте 650 620 685
Дальность на 0,9
V макс. 590 610 610
Замена мотора на самолете Ла-5 на Райт R-2600 снижает скорости полета на всем диапазоне высот: у земли на 55 км/час (номинал) - 30 км/час (форсаж), на 2-й границе высотности на 30 км/час. Дальность полета на 0,9 макс. и время набора высоты 5000 м практически не меняются. Длина разбега увеличивается на 50 м.
Данные самолета Ла-5 с мотором Пратт-Уитни 2800 оказываются близкими к данным варианта этого самолета с М-71. Максимальная скорость на 2-й границе высотности увеличивается до 685 км/час, скорость у земли - до 610 км/час. Время набора высоты немного снижается (до 4,7 мин.0, дальность полета на 0,9 V макс. практически не изменяется.
Длина разбега оказывается на 30 м больше, чем при моторе М-82ФН.
Изменение летных данных самолета Пе-2 при постановке на него моторов Мерлин-20 и Аллисон V-1710 аналогично тому, что имело место на самолете Як-1. С мотором Мерлин-20 V макс. у земли близка к существующей, а на 2-й границе высотности возрастает до 585 км/час при значительном увеличении высоты полета - до 6500 м. Дальность полета при 0,8 V макс. увеличивается на 70 км, время набора высота 5000 м снижается на ~0,8 мин.
Длина разбега возрастает на 150 м.
Летные данные с моторами Аллисон мало отличаются от летных данных с М-105ПФ.
Дальность самолета Ил-4 при установке на него моторов Райт R-2600 ухудшается: при небольшом возрастании скорости на 2-й границе высотности на 428 км/час, дальность полета снижается до 2300 км. Установка этих моторов потребует примерно тех же конструктивных изменений, как и установка моторов М-82.
Мотор Пратт-Уитни "Дабл-Уосп" тяжел для самолета Ил-4, значительно снижает его дальность и поэтому не может быть установлен на Ил-4.
Мотор Пратт-Уитни R-1830-33, не изменяя практически скоростных и взлетных свойств самолета Ил-4, повышает дальность этого самолета приблизительно на 300 км, вследствие большей высотности мотора Пратт-Уитни с ТК.
Общий вывод из приведенного анализа следующий:
На самолетах Як и Пе-2 наиболее целесообразной является постановка моторов Мерлин-20 или более новых модификаций (Мерлин-45, Мерлин-61). Следует отметить, что этот мотор не пушечный, что вызовет необходимость на самолетах Як изменения оружия: крыльевые пушки и пулеметы, вместо пушки и пулеметов на моторе. Ввиду того, что число оборотов винта на моторе Мерлин-20 значительно ниже, чем на М-105ПФ, а диаметр винтов на наших самолетах Як не может быть без изменения высоты шасси доведен до размера диаметра английских винтов, желательно при установке мотора Мерлин на наших самолетах, изменить его редукцию в сторону увеличения оборотов винта.
На самолете Ла-5 целесообразна установка мотора Пратт-Уитни 2800 "Дабл-Уосп", пока еще не эксплуатирующегося в Советском Союзе. К этому мотору относятся замечания по редуктору, сделанные для мотора Мерлин-20.
На самолете Ил-4 наиболее целесообразна установка моторов Пратт Уитни R-1830-ТК. Что касается самолета Ли-2, то установка на нем моторов Райт-Циклон R1820-71, весьма близких к моторам М-62ИР, не вызовет никаких затруднений и практически не повлияет на летные данные этого самолета.
Постановка моторов Райт 2600 и Аллисон V-1710 ни на одном из рассмотренных самолетов не представляет интереса с точки зрения улучшения летных данных
В частности, для истребителей Як могли бы подойти английский "Мерлин»ХХ или американский «Аллисон»У-1710. Расчеты показали, что с последним у Як-1, Як-7 и Як-9 ухудшатся все летные данные, за исключением дальности на крейсерской скорости, величина которой возростала примерно на 130 км. Более преспективным был вариант с английским мотором, но возрастал мидель двигательного отсека, а кроме того приходилось перенести все вооружение в консоли («Мерлины» не предусматривали синхронной установки пулеметов и не имели полого вала для ствола пушки)*. Вдобавок, желательно было увеличить редукцию мотора. Однако в результате этого на высотах 6000-7000 м скорость Як-1 могла быть реально увеличена до 665 км/ч, хотя у земли неизбежно уменьшалась до 510-515 км/ч. Правда несколько улучшалась скороподъемность. В частности, время набора 5000 м у «гибридного» Як-1 сократилось бы на 18 секунд, а дальность возрастала на 70 км.
В марте 1944 г. в ОКБ-155 был проработан вариант истребителя МиГ-3 с мотором Пратт-Уитни R-2800-63 и турбокомпрессором Дженерал Электрик С-23, которые устанавливались на американском истребителе Рипаблик Р-47D-10RE "Тандерболт". За основу проекта был принят истребитель МиГ-9Е (И-211). При расчетной мощности 2250 л.с. (с учетом скоростного наддува) самолет должен был иметь максимальную скорость 740 км/ч на высоте 10000 м и практический потолок 14500 м. Полетная масса должна была составить 3800 кг. 8 апреля 1944 г. материалы были представлены на рассмотрение в НКАП, однако дальше теоретических разработок дело не пошло
Кроме этого, для предварительной летной отработки заводу N 115 был подан мотор М-105ПД с высотностью в 9500 м без водо-воздушных радиаторов, который на самолете Як-9 N 29 проходил летные испытания в ЛИИ НКАП.
Согласно отчету ЛИИ НКАП (N 647с от Х.43 г.), самолет с этим мотором достиг высоты 13000 м. Никаких дефектов по мотору М-105 ПД отмечено не было, помимо рекомендаций по проверке впрыска воды для охлаждения воздуха на всасывании, что и было проведено ЦИАМ"ом в январе 1944 года.
В сравнении с иностранными высотными моторами подобного класса: "Мерлин" 61, 63, 73, 76 и др. имеющих высотность не выше 7800 м и "Аллисон Е-11", имеющего высотность 6850 м - мотор М-105ПД имеет преимущество по достигнутой высоте.
2. По самолету Ла-5 с моторами АШ-82ФН с ТК-3.
В соответствие с Вашим приказом N 523с от 31/VIII-43 года на завод N 21 ЦИАМ"ом были поданы три комплекта ТК-3 раньше установленных Вами сроков.
Кроме того были отработаны высотные агрегаты питания и зажигания мотора АШ-82ФН.
Для обеспечения летных испытаний на завод N 21 с января 1943 года была прикомандирована бригада ЦИАМ.
Начиная с 9 июля 1943 года по 26 ноября 1943 года самолет Ла-5 совершил всего 33 полета из которых 18 полетов на высоту свыше 9000 м, установив боевую высоту в 12500 м.
Со стороны заводу N 21 никаких претензий по ТК и системе ТК к 8 Главку и ЦИАМ предъявлено не было.