История Saab 21
Содержание
Проектирование нового самолёта
К 1941 году Шведы уже долго пытались создать новый истребитель, который не станет просто затычкой и будет иметь хороший потенциал для развития. Еще в 1939-м году было готово сразу два проекта: L-12, подозрительно напоминающий японский Зеро и AFV GP9. Flygvapnet (ВВС Швеции) заказало по одному прототипу каждого проекта, но из-за проблем на стороне двух компаний, предоставивших проекты, в ноябре 1939 года заказ был отозваны. Мало того, сразу обе авиационные компании были объединены с Saab.
После этого началась разработка нового проекта — L-13 с довольно радикальной конструкцией: два двигателя находились за кокпитом, что давало улучшенный обзор и давало возможность установить более мощное вооружение. Но тогда Швеция не обладала подходящим двигателем для такой конструкции, ведь двигатель воздушного охлаждения лишился бы какой-либо возможности охлаждаться, а двигателя с водяным охлаждением просто не существовало.
К лету 1940 года Saab занимались сразу двумя самолётами: P8 (позднее назван B 18) и P 9 (позднее стал B 17), а в добавку к ним еще и шло производство бомбардировщиков B 3, и шли слухи о будущем объединении с FFVS, делавших проект P22 (позднее стал J22). Поэтому проекты как L-12, так и L-13 были прекращены как неперспективные. Тогда же стало понятно, что США больше не собираются поставлять новые J9 (Seversky P-35), как и J10 (P-66), поэтому Швеция обратилась к Италии для того, что бы закупить Cr 42 и Re.2000.
В 1941-м году правительство Швеции смогло договориться с Германией о поставках двигателей Daimler-Benz, что открыло путь к появлению новых проектов самолётов, особенно после того как правительство одобрило разработку реактивного самолёта. Так, Фрид Ванстрём, инженер и создель проектов L-12 и L-13 приступил к созданию нового проекта: L-21.
Поршневой истребитель, рождённый быть реактивным
Шведы много наблюдали за ходом битвы за Британию. И они вынесли некоторые уроки о конструкции самолётов из нее. Как Spitfire, так и Bf 109, очень часто капотировали при посадке, навигация на аэродроме была сущим адом, а двигатель впереди не давал возможность установить в носу мощное вооружение. Размещение же двигателя за пилотом, по мнению шведов, могло исправить эти проблемы. Была лишь одна проблема — звездообразный двигатель воздушного охлаждения было практически невозможно охлаждать при такой конструкции. Но 19 марта 1941 года от flygvapnet пришла радостная новость: для нового самолёта можно будет использовать немецкий DB 601.
На конференции ВВС Швеции по новому самолёту, Фрид Ванстрём кратко описал полученные им требования к проекту, и трудности с которыми он столкнулся:
|
Требования, полученные 19 марта говорили следующее: Двигатель; предполагается DB 603 жидкостного охлаждения, который в целом схож по размерам с DB 601, но примерно на 10% тяжелее. Подвесное вооружение должно быть до 900 кг. Курсовое вооружение состоять из 4 х 13,2-мм или 1 х 20-мм и 2 х 13,2-мм. Посадочная скорость не ниже 115 км/ч. Если вы попробуете удовлетворить требования истребителя, т.е. высокая скорость, высокая скороподъемность, хорошая манёвренность, хороший обзор пилота и хорошие посадочные характеристики, традиционным способом, то вы сразу встретите несколько проблем. Так, установка двигателя впереди создаёт большие проблемы с балансом, и из-за этого иногда придётся ставить пилота ближе к хвосту самолёта, что ухудшит обзор. Но большинство проблем появляются вместе с установкой вооружения. Разместив его в центроплане, его придётся синхронизировать. Размещение в крыле делает профиль крыла толще. А если одна из пушек заклинит, то при стрельбе самолёт будет подёргивать в сторону. Так еще и нагрузка на крыло станет больше. Большой мотор впереди самолёта к тому же не даст возможность установить туда вооружение и носовую стойку шасси. Когда ты рассматриваешь решение этих трёх проблем, ты невольно задумываешься, а почему бы не поставить двигатель за пилотом? Именно это я и сделал в недавнем предложении, которое, собственно, и обсуждается. И хотя ему всего 10 дней, я бы хотел услышать мнение ВВС уже сейчас. Должны ли мы работать дальше в этом направлении, или нам стоит попытаться сделать что-то другое? Размещая двигатель сзади, можно достичь следующих преимуществ: основное вооружение можно разместить в носу. Пилот получит хороший обзор. Балки, поддерживающие хвост, так же могут вместить шасси. Скорость, сложность управления и характеристики в целом схожи с традиционной конструкцией. Но вот обзор и посадочные характеристики гораздо лучше.
|
Проектирование было довольно сложным процессом. Это был первый самолёт Saab с двигателем жидкостного охлаждения, и он находился сзади. Охлаждение разместили в крыле, пусть и пришлось из-за этого немного увеличить его профиль. Так же это был первый самолёт Saab с носовой стойкой шасси, да еще и с мощным вооружением и всё это требовалось укомплектовать в одном самолёте.
Первый продувочный макет был готов уже к 13 июня и активно испытывался в аэродинамической трубе целый месяц. Полномасштабный макет был готов 8 июля, и был тщательно изучен военными. Ко всем проблемам конструкторов, добавилось еще то что двигатель был мощностью всего в 1335 л.с., а не 1500, так еще и его чертежи попали в руки конструкторов только 2 декабря.
21 августа управление авиации Швеции приостановило проект, назвав его безперспективным. 15 сентября армия сказала что проект им нравится, и они желают что бы он развивался дальше. 22 октября управление авиации Швеции предоставило проект L-23, очень похожий на P-51 Mustang и сказало прекратить дальнейшую разработку проекта L-21. Тем не менее, Saab удалось убедить что проект вполне интересный, и например шанс капотирования там гораздо ниже чем на том же J 9; и в декабре продолжилась дальнейшая разработка самолёта.
Проблемы и их решения
Для того что бы достичь большой скорости современного истребителя, конструкторы очень много внимания уделили профилю крыла. Им буквально пришлось балансировать между его толщиной, ибо большая толщина создавала увеличенное сопротивление, но давала лучшую управляемость, а при меньшей толщине была лучше динамика и максимальная скорость, ведь мощность двигателя была ограничена. В этом сильно помогла аэродинамическая труба, после испытаний в которой крыло решили сделать под небольшим градусом, а по толщине его сделали примрено на уровне английского Tempest, по призаниям самого конструктора, они немного подглядели как его реализовали конструкторы из других стран. Подъёмная сила крыла вышла небольшой, но при этом оно давало хорошие показатели сопротивления. Туннеля для проведения тестов на полномасштабном в Швеции не было, да и со сроки очень сильно поджимали. Тем не менее, полёты прототипов подтвердили ожидания конструкторов.
Другую большую проблему представлял из себя двигатель. Мало того что ни у кого во всей Швеции не было опыта работы с ним, так еще и факт того что он толкающий и расположен сзади усложнял множество простых вещей. С охлаждением пришлось возиться долго, и радиатор-закрылки это одна из инноваций на самолёте, впрочем не очень совершенная: на прототипах при пикировании закрылки часто выпускались и отрывались. Впрочем на серийных машинах это исправили.
Ещё одной проблемой было охлаждение самолёта на земле и при взлёте. При подобном расположени двигателя винт не засасывал воздух в систему, что приводило к перегреву. Для этого было сделано другое решение: конструкторы установили два вентилятора, которые на низких скоростях обеспечивали двигатель и радиаторы воздухом, и отключались после взлёта.
Мало того, толкающий двигатель создавал больше вибраций, из-за которых хвостовые балки расшатывались и винт проходил буквально в сантиметрах от них. Тогда конструкторы расположили балки немного дальше.
В остальном — воздействие выхлопа на винт сочли незначительным. С другой стороны он даже немного нагревал винт, предотвращая его обледенение.
Вопрос того, как покидать пилоту самолёт был тоже актуален. Традиционным способом пилот бы выпрыгивал прямо на винт, что грозило бы ему смертью. Поэтому шведы рассматривали очень много идей, например, отстрел пропеллера, двигателя или всего хвоста в целом. В последнем случае планировалось ставить небольшой заряд, который бы взрывался в направлении двигателя. В конце концов конструкторы решили использовать то, что все сейчас называют катапультой — к этому времени она как раз испытывалась и вполне успешно. Позднее, уже после войны, шведы узнали, что немцы тоже пришли к подобной идее.
