Истребитель Реджинальда Митчелла
Истребитель Реджинальда Митчелла
В годы Первой мировой войны небольшая фирма "Пембертон Биллинг" из английского городка Вулстон занялась ремонтом самолетов морской авиации. Постепенно там начали самостоятельно конструировать и строить небольшие машины. Перед концом войны фирму переименовали в "Супермарин уоркс".
В 1919 году пост главного конструктора "Супермарин" занял талантливый самоучка (у него не было высшего образования) Реджинальд Митчелл; ему исполнилось тогда всего 24 года. В соответствии с названием фирма делала упор на производство гидросамолетов. В 20-х-30-х годах Митчеллу удалось спроектировать несколько удачных летающих лодок, принятых на вооружение в Англии и в других странах ("Саутгемптон" — 1925 г., "Скапа" — 1934 г., "Сигалл" — 1937 г., "Стренрир" — 1935 г., "Уолрэс" — 1933 г.).
Большую известность дала конструктору серия рекордных и гоночных гидросамолетов, выпущенных в 20-х годах. Первый успех принесла летающая лодка-биплан "Си Лайон", выигравшая в 1922 г. весьма престижные гонки на Кубок Шнейдера. Три года спустя поплавковый S.4, уже выполненный по схеме моноплана, поставил мировой рекорд скорости для самолетов своего класса. В 1927 г. S.5, являвшийся развитием конструкции S.4, опять выиграл гонки на Кубок Шнейдера. Через два года появился S.6, повторивший успех предшественника и также поставивший новый мировой рекорд. В 1931 г. модернизированный S.6B завоевал для Англии Кубок Шнейдера, а затем побил рекорд 1929 г.
Успехи, достигнутые в работе над этими скоростными машинами, по-видимому, побудили Митчелла обратиться к новой для него области — конструированию истребителей. Осенью 1931 г. английское министерство авиации выдало техническое задание F.7/30 на новый одноместный дневной и ночной истребитель, который должен был заменить в строю королевских ВВС уже устаревающий биплан Бристоль "Бульдог". Требования задания были достаточно расплывчаты, что предоставляло широкую свободу творчества конструкторам (например, можно было использовать любой мотор английского производства). Единственное, что жестко оговаривалось — вооружение истребителя: четыре пулемета и четыре бомбы по 20 фунтов (по 9 кг).
Начало 30-х годов являлось периодом застоя для королевских ВВС; отсутствие явно выраженного потенциального противника и кризис в экономике, сокращавший бюджетные ассигнования, вели к острой конкуренции в борьбе за военные заказы. Свой ответ в виде проектов на задание F.7/30 дали сразу восемь фирм. Пять предложили бипланы ("Бристоль", "Хоукер", "Уэстленд", "Блэкберн", "Глостер") и еще три — монопланы ("Бристоль", "Виккерс" и "Супермарин").
Предложенный "Супермарин" "тип 224" не очень-то напоминал будущий "Спитфайр", но именно от него и выводят родословную знаменитого самолета. Первый истребитель Митчелла являлся цельнометаллическим свободнонесущим монопланом с характерным крылом типа "обратная чайка", в месте излома которого располагались неубирающиеся шасси в обтекателях-"штанах". Очень мощный по тем временам двигатель Роллс-Ройс "Госхок" в 660 л.с. оснащался испарительной системой охлаждения, позволявшей сочетать хорошую аэродинамику, малую массу и надежную работу весьма теплонапряженного мотора.
Рекордный S.6
Опытный истребитель "тип 224"
Первый опытный "Спитфайр" в исходном виде в ААЕЕ (Мартлшем-Хис) в апреле 1936 г. Обратите внимание на руль поворота и отсутствие выступающих выхлопных патрубков.
Эта же машина после доработки
"Тип 224" впервые поднялся в воздух в феврале 1934 г. и сразу показал конструкторам, что действительность может быть весьма далека от теорий и расчетов. Первый удар нанесла казавшаяся столь перспективной система охлаждения. В "типе 224" вода под высоким давлением прокачивалась через двигатель, затем расширялась, сразу переходя в пар, который поступал в конденсаторы в передней кромке крыла и там обратно превращался в воду. Вода стекала в баки-накопители в верхней части "штанов", а оттуда насосы гнали ее в основной бак перед мотором. Вроде бы все просто, но на практике в этой схеме выявилось множество "дыр". Любое колебание давления в системе могло преждевременно перевести перегретую воду в пар, что сразу вело к перегреву мотора при запирании насосов паровой пробкой. Быстрый набор высоты на полном газу приводил к тому, что пар не успевал конденсироваться в крыльях и фонтанами бил из предохранительных клапанов. Последнее делало весьма проблематичным использование машины в качестве перехватчика.
Да и летные данные "типа 224" оказались невысоки. В итоге, победителем конкурса оказался биплан SS.37 фирмы "Глостер" (будущий "Гладиатор"), которому "тип 224" уступал и по скорости, и по маневренности, и по скороподъемности. Единственный построенный самолет "типа 224" окончил свою жизнь в качестве мишени на одном из полигонов ВВС в 1937 г.
Но Митчелл не был обескуражен неудачей и приступил к доработке своего проекта. В июле 1934 г. появился "тип 300", теперь уже с крылом без излома, кабиной закрытого типа (раньше был только маленький ветровой козырек) и убирающимся шасси (включая хвостовое колесо). Крыло от варианта к варианту становилось все тоньше, контуры фюзеляжа постепенно приближались к будущему "Спитфайру", но конструктор по-прежнему ориентировался на мотор "Госхок" с испарительным охлаждением. В качестве альтернативы рассматривался новый мотор фирмы "Нэпир" — "Даггер" в 700 л.с. Но в ноябре был сделан решающий шаг в направлении к "Спитфайру" — на самолет решили поставить экспериментальный двигатель Роллс-Ройс PV12, впоследствии названный в серии "Мерлином" (на этой стадии он развивал 790 л.с., но фирма рассчитывала довести его мощность до 1000 л.с.). Это решение поддержало министерство авиации, выделившее 10000 фунтов на постройку опытного самолета и оформившее это заданием F.37/34 (фактически, дополнением к F.7/50). До этого доработка проекта велась "Супермарин" за свой счет, точнее, за счет концерна "Виккерс", в который фирма входила с 1928 г.
Предложенный Митчеллом в январе 1935 г. проект истребителя под мотор PV12 был уже очень схож с будущим "Спитфайром". На нем ввели тонкое, эллиптическое в плане крыло, обеспечивающее малое аэродинамическое сопротивление и высокую подъемную силу, что давало немалые преимущества в летных качествах самолета. Ту же форму приобрело и горизонтальное оперение. Рациональная конструкция силового набора сделала крыло легким и прочным. Несколько непривычным было складывающееся "наружу" шасси с узкой колеей. Здесь также заложили новинку — такая схема уменьшала нагрузку на крыло при посадке. Возможно, что это решение переняли у немцев — к тому времени в Англии досконально изучили закупленный в Германии Хейнкель Не 70. Однако охлаждение двигателя по-прежнему предполагалось испарительным, лишь для взлетного режима собирались использовать выпускаемый на это время под фюзеляж дополнительный радиатор. В апреле 1935 г. изготовили полноразмерный макет нового истребителя.
К этому времени вооружение из четырех пулеметов уже представлялось недостаточным, учитывая появление на вооружении в разных странах цельнометаллических бомбардировщиков. Еще в 1934 г. было подготовлено задание F.5/34 на истребитель с восемью пулеметами. Однако наибольшее влияние на концепцию "Спитфайра" оказало задание F. 10/35 на истребитель-перехватчик, под требования которого и был, в основном, подогнан "тип 300". F. 10/35, по сравнению с F.37/34, резко снижало требуемую продолжительность полета (а с ней и запас горючего), бомбовая подвеска в нем отсутствовала, а вооружение складывалось из 6–8 пулеметов калибра 7,69 мм ("Виккерс MkV" или "Браунинг"). В итоге, самолет приобрел четкую оборонительную ориентацию как перехватчик, способный вести воздушный бой и с истребителями, и с бомбардировщиками.
В июне 1935 г. в Фарнборо провели серию продувок в аэродинамической трубе моделей, выполненных в масштабе 1:24, подбирая наивыгоднейшую конфигурацию оперения, в итоге несколько приподняли стабилизатор, по сравнению с первоначальным проектом. Вторым важным изменением стало внедрение вместо испарительного охлаждения радиаторов эжекторного типа, разработанных Ф.Мередитом. Переход с применения в качестве охлаждающей жидкости воды на смесь на основе этиленгликоля позволил полностью снять вопрос о перегреве двигателя, обеспечив надежную и мощную систему охлаждения. Все эти коррективы были внесены в проект к августу 1935 г. В конце лета на заводе в Вулстоне начали строить первый опытный образец.
Самолет вызывал большой интерес у военных. В "программе F" расширения и модернизации королевских ВВС уже была запланирована постройка 300 истребителей-монопланов "Супермарин".
18 февраля 1936 г. сборку опытного самолета с номером К5054 закончили, и провели первые запуски двигателя. "Супермарин" бралась к концу марта провести заводские испытания, к концу апреля — государственные, а в сентябре 1937 г. начать серийное производство. На самом деле, ни один из этих сроков не был выдержан, и самолет с самого начала стал отставать от шедшего почти параллельно истребителя Хоукер "Харрикейн", сконструированного не менее авторитетным конструктором Сиднеем Кэммом.
Первый полет осуществил шеф-пилот "Виккерс" Дж. Саммерс 6 марта. После первой серии испытаний, проведенной Саммерсом и испытателем "Супермарин" Дж. Пикерингом, в конструкцию внесли некоторые изменения — уменьшили роговой компенсатор руля поворота, опустили воздухозаборник карбюратора и усилили капот (последний вибрировал в полете). Интересно, что К5054 был отшпаклеван, окрашен и отполирован представителями фирмы "Роллс-Ройс" по технологии, использовавшейся на ее автомобилях. Этот трудоемкий и дорогостоящий процесс обеспечил истребителю отличное качество всех поверхностей.
К этому времени машина получила собственное имя — "Спитфайр" (в буквальном переводе — "плюющийся огнем", но на самом деле в английском языке это сочетание имеет значение "злюка", "вспыльчивый").
После всех доработок конструкторам удалось, наконец, "дожать" скорость "Спитфайра" до 560 км/ч, что делало его вполне конкурентоспособным с "Харрикейном", и 26 мая его передали в испытательный центр в Мартлшеме для опробывания военными летчиками. К этому времени на самолете уже стоял мотор "Мерлин" С в 990 л.с. Испытания в Мартлшеме шли до 16 июня.
В целом, самолет встретили очень хорошо, указав лишь на незначительные дефекты, такие, как искажение обзора криволинейным ветровым козырьком, отсутствие звуковой сигнализации о выпуске шасси, неудобство некоторых лючков и т. п.
3 июня министерство авиации заказало у "Супермарин" первую партию из 310 истребителей. 27-го "Спитфайр" впервые продемонстрировали публично, объявив его самым быстроходным боевым самолетом мира. 8 июля его показали королю Эдуарду VIII, посетившему Мартлшем.
Тем временем доводка машины продолжалась. Упростили щитки шасси, оставив часть колеса в убранном положении неприкрытой (что не повлияло на летные характеристики), попробовали трехлопастной металлический винт "Фэйри-Рид" (но вернулись опять к двухлопастному деревянному), поставили усовершенствованный двигатель "Мерлин" F (1050 л.с.). К декабрю на К5054 смонтировали вооружение и радиостанцию, и опробовали их в воздухе. В январе 1937 г. хвостовой костыль заменили колесиком "Данлоп" (попробовав два варианта узла). К5054 использовался для опробывания различных нововведений до сентября 1939 г., когда был разбит в катастрофе.
На образец серийного "Спитфайра" в августе 1936 г. министерство авиации выдало задание F. 16/36. В нем появились новые требования, которые учли в рабочих чертежах для массового производства. Заданная максимальная скорость поднялась до 725 км/ч, что потребовало увеличить жесткость крыла. При испытании опытного самолета на пикировании при подобных скоростях возникали признаки флаттера. Ответом на это стали изменения в конструкции лонжерона и утолщение обшивки на передней кромке крыла. Это подняло вес всего на 9 кг, зато увеличило жесткость на кручение примерно на 40 %. Увеличили также запас горючего. Кроме того, фирма по собственной инициативе переработала конструкцию, в наибольшей степени приспосабливая ее к массовому производству. Широко внедрялись литые, штампованные и прессованные детали. Маленькое КБ (у Митчелла имелось менее 90 человек) ухитрялось вести всю эту работу параллельно еще с двумя проектами.
Министерство авиации требовало сдачи первых серийных "Спитфайров" в октябре 1937 г. Для "Супермарин" это было почти непосильной задачей. Фирма имела лишь два небольших завода в Вулстоне и Хисе, где в общей сложности работало около 500 человек. Более того, их производственные мощности частично уже были загружены выпуском гидросамолетов "Уолрэс" и "Стренрир", а технологически самолет был намного сложнее "Харрикейна". Выход нашли в передаче заказов на основные узлы самолета другим компаниям, оставив за "Супермарин" изготовление фюзеляжа и окончательную сборку истребителей. "Аэро энджине" должна была поставлять элероны и рули высоты, "Сэмюэль Уайт" — шпангоуты фюзеляжа, "Сингер моторе" — моторамы, "Фолланд эйркрафт" — стабилизаторы и рули направления, "Дженерал электрик" — законцовки крыльев, "Прессед стил" — их передние кромки, "Битон энд сон" и "Уэстленд эйркрафт" — нервюры. Для сборки "Спитфайров" спешно возводили два новых больших цеха в Истлее, южном пригороде Саутгемптона. За счет этого и частичного свертывания производства гидросамолетов выпуск "Спитфайров" удалось наладить, хотя все назначенные сроки рухнули. К концу 1936 г. успели собрать только шесть фюзеляжей. К ним изготовили четыре комплекта крыльев, но старого варианта. Первый серийный "Спитфайр", К9787, подготовили к вылету лишь 15 мая 1938 г., когда "Харрикейны" уже вовсю эксплуатировались королевскими ВВС. Летчик Дж. Квилл испытал его, и с удовольствием убедился, что требуемая скорость на пикировании — 757 км/ч, была перекрыта с солидным запасом — самолет показал 789 км/ч и не разрушился.
19 июля вторую серийную машину, К9788, сдали представителям ВВС. 4 августа третий по счету серийный "Спитфайр" первым попал в строевую часть — 19-ю эскадрилью, ранее вооруженную бипланами "Гонтлит". В сентябре ВВС приняли два "Спитфайра", в октябре — 13, а в начале 1939 г. в строю находились 49 машин этого типа.
Митчелл не увидел свой истребитель в рядах королевских ВВС, он скончался 11 июня 1937 г.; ему было всего 42 года. Преемником Митчелла на посту главного конструктора "Супермарин" стал Джозеф Смит. Под его руководством самолет внедрялся в серию, и им же были созданы все последующие модификации "Спитфайра".
В 1937 г. "Супермарин" получила добавочный заказ на 200 истребителей. Самолетом заинтересовались и за границей. Первой обратилась японская фирма "Мицубиси", хотевшая купить образец для изучения в Японии. Свои заказы попытались оформить правительства Бельгии, Турции, Нидерландов, Югославии, Швейцарии, Литвы и Эстонии. Эстонцам в феврале 1939 г. удалось даже подписать соглашение о поставке 12 "Спитфайров". Греческие ВВС разместили заказ тоже на 12 истребителей, португальские — на 15. Ни один из них из-за начавшейся вскоре войны выполнен не был. Лишь один самолет в июле 1999 г. передали для изучения основному союзнику — Франции.
Тот же первый опытный "Спитфайр" уже после установки вооружения и в боевом камуфляже. Хвостовой костыль заменен на колесо.
Строй машин 19-й эскадрильи, Даксфорд, лето 1938 г.