ПОДПИСКА НА ВЕБ-САЙТ. ПРЕИМУЩЕСТВА:
Доступ к эксклюзивным статьям на сайте
Приглашение на образовательные лекции и мастер-классы
Возможность просматривать на всех мобильных устройствах и планшетах
Отличная цена: всего 200 тг в месяц!
В самый разгар Первой мировой войны, весной 1915 года, произошло знаменательное событие — первый в истории воздушный бой между самолётами. С того времени именно истребители стали истинными владыками небес.
Эта статья была опубликована в журнале OYLA №10(38). Оформить подписку на печатную и онлайн-версию можно здесь.
Первые полноценные истребители, прошедшие боевое крещение в Первую мировую, представляли собой одноместные аэропланы с тянущим винтом и пулемётом в качестве основного оружия. Сложности возникали при стрельбе прямо по курсу полёта: мешал винт. В качестве решения французский лётчик Ролан Гаррос предложил оснастить лопасти винта примитивными стальными отражателями. Пуля, вылетая из курсового пулемёта, больше не могла пробить винт собственного аэроплана, а просто отскакивала в сторону. Очевидно, что такое решение было половинчатым: слишком много пуль расходовалось попусту.
Позже и почти одновременно в нескольких странах появились устройства, блокирующие стрельбу из пулемёта в моменты, когда перед стволом проходит лопасть винта. В Германии такой синхронизатор изобрёл инженер Генрих Люббе, в странах Антанты были приняты на вооружение устройства Джордже Константинеску.
Научить истребитель эффективно стрелять по врагу было недостаточно. Надо было ещё дать ему возможность быстро летать и маневрировать. На смену монопланам с одной плоскостью крыла, таким как немецкий Fokker E.I, пришли бипланы с характерными двухэтажными крыльями. Эта конструкция и получила наибольшее распространение из-за компактности, меньшего аэродинамического сопротивления и высокой манёвренности.
Успешными крылатыми хищниками Первой мировой стали австро-венгерские Albatros D.III и Fokker D.VIII, а также французские истребители Nieuport и английские Sopwith. Поиски новых решений привели авиаконструкторов к необычной схеме самолёта-триплана с тремя плоскостями крыльев: в Великобритании построили Sopwith Triplane, а в Германии — Fokker Dr.I. Однако высокое сопротивление полёту снижало скорость таких «многоэтажек», и вскоре инженеры отказались от трипланов.
Число Маха — это отношение скорости объекта к скорости звука окружающей среды. Плотность и температура атмосферы растут при приближении к земной поверхности, следовательно, и скорость звука вблизи земли будет максимальна. Поэтому для достижения 1 Маха (М = 1) у земли самолёту придётся разогнаться до 1224 км/ч, а на высоте 11 км — до 1062 км/ч.
Сердцем первых истребителей был двигатель внутреннего сгорания необычной конструкции. Во время работы коленчатый вал мотора не вращался, как в обычных двигателях, а оставался недвижим — вокруг него крутился блок цилиндров с прикреплённым к нему несущим винтом. Такой мотор получил название ротативного и производился французскими фирмами Gnome и Rhоne (которые, впрочем, уже в 1915‑м объединились), а в противоборствующей Германии собирали их копии. Со временем немцы отказались от французских двигателей и установили на свои истребители традиционные автомобильные моторы с цилиндрами, расположенными в ряд, и жидкостным охлаждением.
После окончания войны в мире истребителей долго не происходило ничего интересного. Новый толчок развитию отрасли дало приближение следующей всемирной бойни.
Истребители всегда были на самом острие авиационного прогресса и выполняли наиболее сложные боевые задачи. Лётчики-истребители наносили жалящие удары по самолётам противника, прикрывали, порой ценой собственной жизни, воздушные суда. Вылетать на задания без истребительного прикрытия для бомбардировщиков считалось сродни самоубийству.
Во время Гражданской войны в Испании (1936–1939) истребительная авиация уже представляла собой серьёзную силу, способную решить исход битвы. Настоящим королём воздуха стал немецкий Messerschmitt Bf 109 — моноплан со стальной обшивкой и мотором мощностью более 1000 л. с. Пулемётов у таких истребителей вообще не было — их место заняли 20‑мм и 30‑мм скорострельные пушки, способные за секунды обрушить на противника десятки килограммов снарядов.
Испания стала не только полигоном для испытания нового оружия, но и местом выработки приёмов воздушного боя. Немецкий ас Вернер Мёльдерс придумал новую тактику: теперь истребители не летали целыми эскадрильями, а действовали парами. Главным был ведущий пары, он держался впереди, а сзади со смещением — ведомый. Такое построение позволяло без потери темпа менять направление полёта, а также прикрывать друг друга в атаках.
Более совершенными крылатыми хищниками стали двухмоторные стратегические истребители, манёвренностью которых пожертвовали ради скорости и огневой мощи. Машины могли даже наносить удары по наземным объектам, однако основной их задачей стало прикрытие тяжёлых бомбардировщиков, способных летать на тысячи километров. Типичными представителями этой «стаи» были немецкий Messerschmitt Bf 110, советский Пе-3 и американский Lockheed P-38 Lightning.
Однако настоящими символами победы стали всё-таки одномоторные поршневые истребители: советские Ла-5 и Як-9; британские Supermarine Spitfire, самые скоростные на тот момент (развивали более 720 км/ч); американские Bell P-39 Airacobra, на одном из которых воевал прославленный советский ас Александр Покрышкин. Истребители Второй мировой оказались последними массовыми боевыми самолётами с несущими винтами. Это поколение «0» проторило дорогу реактивным истребителям, преодолевшим скоростную планку в 900–1000 км/ч.
На истребителях пятого поколения была реализована технология Stealth, позволившая им стать невидимыми для радиолокационных радаров и инфракрасных систем обнаружения. Такой результат обеспечивают радиопоглощающее покрытие фюзеляжа и строго выверенная, угловатая форма самолёта, отражающего радиосигналы в стороны от локаторов. У истребителя нет подвешенных под крылом ракет: это мощный демаскирующий признак. Они спрятаны во внутренние отсеки. Сопла реактивных двигателей выведены на верхнюю плоскость фюзеляжа, чтобы машины были менее заметны с земли в инфракрасном диапазоне. Самым известным представителем Stealth-самолётов является уже снятый с вооружения в армии США F-117 Nighthawk.
Американские F-22 Raptor и F-35 Lightning II, российские Су-57, китайские Chengdu J-20 и японские X-2 Shinshin — все истребители пятого поколения в той или иной степени оснащены технологией малозаметности Stealth.
Первым реактивным истребителем стал Messerschmitt Me 262. Этот двухмоторный самолёт появился в самом конце войны, ограниченно применялся немцами против бомбардировочной авиации союзников и не оказал сколько-нибудь заметного влияния на ход боевых действий. Однако его динамические качества поражали. Истребитель развивал скорость выше 870 км/ч — догнать его на прямом курсе было практически невозможно. Messerschmitt Me 262 был реактивным истребителем первого поколения: такие самолёты ещё обладали внешним сходством с поршневыми предшественниками, летали почти со скоростью звука (чуть быстрее чем 1100 км/ч) и вооружены были преимущественно пушками. Американский McDonnell F-3 Demon и советский МиГ-17 стали, пожалуй, лучшими представителями машин поколения № 1.
Дальнейшая гонка сверхдержав — США и СССР, — втянутых в холодную войну, в середине 1950‑х породила истребители второго поколения. Их главным достижением было преодоление скорости звука, для чего в конструкцию реактивного двигателя включили форсажную камеру, позволяющую кратковременно увеличить тягу. Истребители США и СССР стали локомотивами отрасли — остальные страны оказались в роли догоняющих. Американский North American F-100 Super Sabre первым среди серийных истребителей преодолел в 1953 году звуковой барьер. В Советском Союзе это сделал несколько месяцев спустя МиГ-19. Для этого самолёт оборудовали крылом большой стреловидности, что позволило снизить лобовое сопротивление, но ухудшило манёвренные качества.
Истребители третьего поколения встали на крыло в конце 1970‑х. Задачи перед инженерами поставили неслабые: скорости, превышающие 2 Маха, оснащение ракетами средней и большой дальности, мощными радиолокационными станциями, а также крыльями изменяемой геометрии. Последнее новшество позволяло расправлять крылья на малых скоростях (например, при посадке) и складывать на сверхзвуковых. Такими трансформерами стали советские Су-17 и МиГ-27. В США же истребители третьего поколения предпочитали делать с традиционным жёстким крылом, как, например, McDonnell Douglas F-4 Phantom II и Northrop F-5.
Модели поколения № 3, кстати, до сих пор в небе, но большая часть нынешних истребителей — это машины четвёртого поколения, созданные в период с 1975 по 2010 год. Инженеры вернулись к разделению крылатых машин на лёгкие (МиГ-29 и F-16) и тяжёлые (Су-27 и F-15). Первые нацелены преимущественно на ближний бой с самолётами противника, вторые предназначены для работы по воздушным и наземным целям на больших расстояниях. Общие признаки истребителей четвёртого поколения — это высокая манёвренность и двухконтурные реактивные двигатели, повысившие экономичность полёта. Но этого военным показалось мало, и на свет появился истинный инженерный шедевр XX века — истребитель пятого поколения.
С рождением истребителей появились и «специалисты» по защите наземных объектов и государственной границы от воздушного нападения — истребители-перехватчики. Такие машины способны сбивать самолёты и ракеты противника даже вне прямой видимости, ориентируясь на данные наземных локаторов. В СССР это был МиГ-25, в странах НАТО — модификации F-15 и А-16. Особая каста среди истребителей — палубные самолёты, способные взлетать и садиться на ограниченном пространстве авианосцев. Они оснащены дополнительными крылышками, притом что и основное крыло у них побольше, чем у обычных истребителей, но на стоянке может складываться.
Двигатели у палубных истребителей несколько мощнее сухопутных модификаций, что позволяет самолёту развивать большую скорость на взлёте. Есть истребители, способные вертикально садиться и взлетать. Эта сложная задача решается с помощью реактивных двигателей, сопла которых направлены вертикально вниз. К палубным истребителям вертикального взлёта можно отнести новейший американский многоцелевой F-35B и советский Як-38.
Самостоятельно разрабатывать истребители пятого поколения под силу всего нескольким странам, так как это баснословно дорогое удовольствие. Многие занимаются просто усовершенствованием существующих моделей.
Первым в истории истребителем поколения № 5 стал американский F-22 Raptor, поднявшийся в небо в сентябре 1997 года. Задачи перед конструкторами стояли настолько сложные, что над самолётом работали сразу три компании: Lockheed Martin, Boeing и General Dynamics.
Raptor считается первой машиной пятого поколения по нескольким причинам. Во-первых, его двигатель способен без перехода в режим форсажа разгонять самолёт до сверхзвуковых скоростей — предыдущие модели так не умели. Во-вторых, инженеры впервые применили на истребителе технологии малозаметности Stealth, позволяющие F-22 оставаться невидимым в зоне действия вражеских радаров. В-третьих, невероятная насыщенность электронными системами вплотную приближает Raptor к беспилотным технологиям и искусственному интеллекту. Всё это оказалось очень недёшево: итоговая стоимость одного самолёта перевалила за 140 млн долларов.
Сейчас F-22 не производится серийно и будет заменяться истребителем F-35 Lightning II. Этот многофункциональный самолёт представлен сразу в трёх модификациях: базовой F-35A для ВВС; F-35B с вертикальной посадкой — для морской пехоты; палубной F-35C — с большей площадью крыльев для уверенного взлёта с авианосцев.
Lightning II появился на свет в ходе конкурсной программы Пентагона JSF Joint Strike Fighter («Единый ударный истребитель»). Предполагалось, что новая машина заменит массу узкоспециализированных самолётов стран НАТО. В финал вышли две модели: X-32 от Boeing и X-35 от Lockheed Martin. После длительных испытаний победу в 2001 году отдали X-35, и стартовал, пожалуй, самый дорогой в истории проект постройки самолёта — расходы на него уже превысили 1,3 трлн долларов! Несмотря на огромные затраты, работы над истребителями пятого поколения ведутся в России (Су-57), Японии (X-2 Shinshin) и Китае (Chengdu J-20).
Многие истребители последней, пятой генерации ещё только испытываются, а умы инженеров уже заняты машинами шестого поколения. Предполагается, что это будет беспилотный самолёт, способный достигать 6–7 скоростей звука и оснащённый оружием на новых физических принципах. Остаётся надеяться, что крылатым хищникам никогда не придётся применить свой потенциал.
ПОДПИСКА НА ВЕБ-САЙТ. ПРЕИМУЩЕСТВА:
Доступ к эксклюзивным статьям на сайте
Приглашение на образовательные лекции и мастер-классы
Возможность просматривать на всех мобильных устройствах и планшетах
Отличная цена: всего 200 тг в месяц!
ПОДПИСКА НА ПЕЧАТНОЕ ИЗДАНИЕ. ПРЕИМУЩЕСТВА:
Самое интересное в научных дисциплинах и технологиях простым языком
Высокое качество печати
Выходит 12 раз в год
Бесплатная доставка до двери по всему Казахстану
Доступ к архиву и новым номерам