Мир Авиации 1997 01

Фрагмент доклада директора DVL Г. Бока, 1945 г.

В научных центрах Советского Союза и стран Запада преимущества стреловидного крыла оценили весьма быстро и между недавними союзниками, в первую очередь между СССР и США, началось незримое соревнование за скорейшее доведение аэродинамических новшеств до практической реализации. Конечно, ни в СССР, ни в других странах Запада, речь не шла о слепом копировании немецких разработок в проектах новых самолетов. Было бы неправильно думать, что в Германии к концу войны уже решили все основные вопросы, аэродинамики, динамики полета и прочности самолетов со стреловидным крылом. Это далеко не так. Хотя проекты немецких реактивных самолетов с крыльями прямой и обратной стреловидности стали появляться в Германии уже в 1943 году, воплощать в конкретные конструкции их начали только к концу войны. Во многом это были еще очень «сырые» аппараты, по существу представлявшие собой скорее экспериментальные, чем боевые машины. Багаж новых знаний требовал существенного пополнения. Конечно, будь у немецких ученых и конструкторов необходимые ресурсы и еще год- полтора времени, они, очевидно, создали бы самолеты со стреловидным крылом, отвечавшие основным требованиям боевого применения. Но времени им не хватило, и первый этап работ по внедрению стреловидных крыльев в самолетостроение был завершен странами-победительницами. На это ушло почти два года напряженнейшей работы. И вот почти одновременно в США и в СССР в 1947 году появились такие впоследствии широкоизвестные самолеты, как истребители F-86 Sabre и МиГ-15, а также тяжелый бомбардировщик Боинг В-47.

Говоря об использовании немецких материалов по стреловидным крыльям, следует отметить, что ученые США, СССР и Англии были, что называется, вполне подготовлены к восприятию новых идей. В 1945 г. в этих странах уже имелось определенное понимание главных физических особенностей обтекания при больших скоростях, принципиальных проблемах устойчивости и управляемости. В ЦАГИ и NACA были созданы скоростные профили с различными свойствами, что является основой для компоновки стреловидного крыла (в Германии использовались американские профили или профили, разработанные на их основе). Существенным было и то, что к тому времени ученые располагали экспериментальными установками, по своим характеристикам подходящими для решения практических задач. В частности, в СССР в 1943 г. ввели в строй скоростную аэродинамическую трубу Т-106, основные параметры которой, такие как размеры рабочей части и скорость потока, были близки к параметрам немецкой трубы, но благодаря возможности изменять давление в трубе, Т-106 обеспечивала гораздо лучшее приближение к условиям натуры 1*. В ЦАГИ Т-106 стала основным инструментом для исследований аэродинамики при больших дозвуковых скоростях. Вот отрывок из отчета ЦАГИ 1944 г. по испытаниям в Т-106 модели ракетного истребителя «Малютка-, спроектированного КВ Н. Н. Поликарпова. Резкое уменьшение углов балансировки при больших скоростях полета сопровождающееся значительным увеличением степени продольной статической устойчивости, искклочающим возможность продольного управления самолетом, является катастрофическим (затягивание в пикирование) [2]. Данная выдержка нз отчета приведена не случайно — в СССР это было одно из первых промышленных испытаний, где обнаружилось сильнейшее влияние скорости на устойчивость самолета.

Во время войны проводились и теоретические исследования характеристик крыльев новых форм. Так. в 1943 г. была опубликована работа по расчету характеристик стреловидного крыла [8]. Ее автор — сотрудник ЦАГИ. будущий академик А. А. Дородницын. По сведениям, полученным от учеников известного советского аэродинамика В. В. Струминского, им к 1945 г. была подготовлена работа по теории обтекания стреловидного крыла, однако, по невыясненым причинам, ее не опубликовали. Существенные результаты были получены в NACA учеником М. Мунка Робертом Джонсом (R. Jones). который, не зная еще о немецких работах, в 1944 г. пришел к выводу о существенных преимуществах треугольного крыла малого удлинения и разработал метод расчета основных его аэродинамических характеристик [4]. (Созданная Джонсом теория позже получила его имя.) Вскоре он пришел к мысли о целесообразности применения стреловидных крыльев большего удлинения и сделал соответствующие математические расчеты. Однако в публикации ему было отказано. Руководство NACA решило сначала подтвердить результаты его необычных изыскании в аэродинамическом эксперименте [4]. Случилось это весной 1945 г. Вскоре из Германии поступили трофейные материалы, и в США были развернуты исследования в этом направлении. Убеждать уже никого не приходилось — немецкие работы сыграли роль очевидного доказательства.

1* Т-106 планировалось пустить еще в 1941 г. Но из за эвакуации ЦАГИ работы задержались на два года

Проект немецкого истребителя Не 500.1944 г

Модель истребителя "Малютка" (без горизонтального оперения) в скоростной аэродинамической трубе ЦАГИ Т-106.1944 г

Аилемикв В. Струминский.

Р. Джонс

До сих пор речь шла об идеях, предлагавшихся учеными, но это был не единственный путь изысканий новых аэродинамических форм. Мысль использовать крылья малого удлинения треугольной или близкой к ней формы в плане для достижения самолетом больших скоростей принадлежит конструкторам. Наиболее привлекательным для них было малое аэродинамическое сопротивление таких крыльев на небольших углах атаки, соответствующих полету на максимальной скорости. Конечно, конструкторы, разрабатывавшие подобные самолеты, еще не знали ни об эффекте стреловидности, ни о характеристиках устойчивости таких крыльев, ни о величине их волнового сопротивления, возникающего на околозвуковой скорости. Применение треугольных крыльев малого удлинения в проектах скоростных самолетов (почти без исключения бесхвосток) в 30-х- начале 40-х годов носило скорее интуитивный характер. Только во время войны проведенные в Гёттингене эксперименты в сверхзвуковой трубе выявили несомненные достоинства треуголок — небольшое волновое сопротивление, не столь резкие изменения характеристик устойчивости вблизи скорости звука, как на стреловидных и тем более, прямых крыльях.