Авиация и Космонавтика 2016 10

В тот же день 4 марта 1940 г. было подписано Постановление КО №127сс «0 прекращении строительства опытных и экспериментальных объектов плана, утвержденного КО в 1939 г.», отменявшее работы по десяти новым и модифицированным самолетам, которые сочли

неперспективными. Среди них были и задания Поликарпова - биплан И-190 и моноплан И-180 с мотором М-88ТК, но работа по их базовым вариантам с наддувом не турбокомпрессором, а приводным центробежным нагнетателем (ПЦН) продолжалась.

Однако и они не пошли в серию. Некоторые современные историки считают такой оборот дела трагической ошибкой, видя именно в этом причины наших поражений в первый период войны с Германией. Они утверждают, что все дело в злой воле Сталина, Кагановича, Яковлева или еще кого-то. Однако нетрудно видеть, что к началу 1940 г. сам Главный конструктор уже не возлагал особых надежд на свой И-180 и тем более на И-190. Потому, что занявшись новым проектом, он понял, что будущее истребительной авиации не за ним.

Немецкий самолет Мессершмитт Bf 109Е - представитель нового поколения скоростных истребителей, с которым советские пилоты впервые встретились в небе Испании

Истребитель Хейнкель Не 100 произвел сильное впечатление на авиаконструкторов всего мира. В нем все было направлено на снижение сопротивления - испарительная система охлаждения мотора, минимальные размеры и высокая нагрузка на крыло

Новый облик истребителя

Поликарпов в полной мере использовал любую возможность знакомиться с новой зарубежной авиатехникой, полагая это необходимым для правильного выбора путей развития отечественной авиации. Он не только тщательно прорабатывал всю печатную в т.ч. иноязычную информацию, но и не упускал случая осмотреть образцы - закупленные и полученные в виде трофеев. Изучив собранные сведения, он понял, что настало время в очередной раз менять сам облик самолета-истребителя. Однако новая компоновка стала красивой и пропорциональной не сразу.

В мае 1939 г. пришли проектные данные нового мотора М-90, который разрабатывался на запорожском заводе №29 под руководством С.К. Туманского, а после ухода его в 1940 г. на работу в аппарат НКАП - Е.В. Урмина. Непосредственными руководителями проектирования были А.М. Анашкин, Г.П. Водолажский, А.В. Выгодин и В.Г. Федичев. Как и М-88, который Поликарпов установил на И-180, он имел схему «двойной звезды», но с восемнадцатью цилиндрами вместо четырнадцати. Его габаритный диаметр был 1296 мм - он вырос лишь на 3 мм по сравнению с М-88 и вписывался в мидель И-180.

«Запорожцы» обещали на М-90 достичь показателей, к которым лучшие американские моторы тогда лишь приближались, но Поликарпов, успев поработать с КБ-29 на доводке силовой установки И-180, успел узнать цену их словам. Потому он для подстраховки рассматривал и другие моторы - воздушного охлаждения: 14-цилиндровый М-81 или 18-цилиндровый М-71 конструкции Швецова, Y-образный 18-цилиндровый М-120 Климова и 12-цилиндровый V-образный АМ-37 Микулина. Но для детального проектирования были выбраны лишь два варианта: компоновке с мотором водяного охлаждения АМ-37 был присвоен шифр «61», а со звездообразным М-90 - «62».

Двигатель М-90 должен был развивать боевую мощность 1700 л.с. у земли, 1600 на I границе высотности 3000 м и 1500 на II границе 6000 м. Установка его на И-180 дала бы прирост скороподъемности и вертикальной маневренности, но чтобы достичь заданной скорости надо было менять аэродинамику самолета.

И-16

И-180

Проект истребителя И-185 М-90

Хвостовой кок фюзеляжа самолета И-185, собранный из дюралевых листовых деталей, получаемых выколоткой на болванах

Цельнометаллическая консоль крыла малой площади истребителя И-185 дала ему заметный выигрыш в весе

Фюзеляж в первых эскизах нового истребителя мало отличался от И-180, но вскоре для улучшения обтекаемости была сделана новая носовая часть с оригинальным капотом. Воздух в него поступал через центральное отверстие, а утопленный внутрь кок закрывал только втулку воздушного винта. Его лопасти выходили наружу через вращающуюся обечайку воздухозаборника, а их профилированные комли служили вентилятором - М-90 обещал быть чрезвычайно теплонапряженным, и естественного тока воздуха на газовке и на взлете могло не хватить.

Плохо компоновалась система выхлопа - 18 цилиндров давали слишком много горячих газов, которые при простом выходе под капот «запирали» кольцевые каналы под «юбкой» системы охлаждения. Тогда их попытались разделить на четыре коллектора (два правых и два левых), которые вывели наружу по бокам капота назад. Они давали и некоторую реактивную тягу за счет тепловой энергии выхлопа, но такой «паук» из труб получался сложным и тяжелым.

Закрытая кабина стала шире по сравнению с самолетами И -17 или И-180. Продувки показали, что если общее сечение фюзеляжа в этом месте овальное, а не грушевидное (при узкой кабине), то хотя мидель увеличивается сопротивление снижается. Гаргрот бы/ слегка понижен, а его часть сразу за сиденьем пилота стала прозрачной. Она должна была открываться вбок на петлях по правому борту, как на немецком Ме-109.

Проект «62» в первоначальном варианте унаследовал от И-180 заднюю центровку, малый запас статичесш' устойчивости и «короткое плечо» горизонтального оперения. Такие самолеть менее инертны по тангажу и более маневренны, но отличаются большими нагрузками на все рулевые поверхности в т.ч. на элероны из-за «перекрестного» влияния аэродинамических сил. Обычно они опасны в штопоре.

Заказчик настоятельно требовал сместить центровку И-180 вперед в положение 20-22% САХ, а запас статической устойчивости довести до 6-10%. На испытаниях был ряд неприятных эпизодов по этому поводу, однако Поликарпов и его подчиненные упорно утверждали, что эти особенности самолета не могли повлиять ни на гибель Чкалова на И-180-1, ни на аварию Сузи на И-180-3. Тем не менее, Поликарпов решил пересмотреть компоновку И-62, удлинив хвостовую часть и сдвинув крыло назад, чтобы удовлетворить требованиям Заказчика и рекомендациям ЦАГИ, в частности, доктора технических наук профессора Журавченко. В заключении, подписанном в мае 1940 г., говорилось, что штопорные свойства удлиненного самолета сравнимы с И-16 «обладающим исключительно хорошим выходом из штопора» - именно так тогда считали! Но из-за большего разноса масс по длине фюзеляжа ожидалось запаздывание и появление значительного кабрирующего момента, препятствующего даче ручки от себя, что необходимо для перевода самолета в нормальный полет.

Еще в ходе работ по И-17 в 1930-х гг. был разработан и продут в аэродинамических трубах ЦАГИ ряд компоновок истребителей с предельно уменьшенным крылом, набранным новыми скоростными профилями. В то время на специалистов всего мира произвели сильнейшее впечатление достижения гоночных самолетов - в октябре 1934 г. итальянский гидроплан Макки М.С. 72 достиг фантастической скорости 709 км/ч в т.ч. и благодаря очень маленькому крылу. Он долго разбегался, но весьма резво набирал высоту, что считалось ценным для перспективного перехватчика, а ухудшение маневренности, управляемости и увеличение потребных размеров аэродрома казалось не существенным.

Под влиянием таких экспериментальных самолетов удельная нагрузка на крыло новых истребителей также стала расти. Если величина порядка 100 кг/м² с боевым весом (75% топлива) у моноплана И-16 для 1935 г. считалась большой, то к концу 1930-х гг. никого уже не удивлял показатель 150-170 кг/м². Даже у очень легкого истребителя Хейнкель Не 100D-1 из-за очень маленького (всего 14,5 м²) крыла она была 172 кг/м² на взлете и 167 с боевым весом. Для нового истребителя Поликарпов предложил крыло площадью 15,5 м²– на метр больше, чем у И-16 и примерно на 0,5 м² меньше, чем у И-180-3. С ним удельная нагрузка получалась примерно такая же, как у Не 100.