В сентябре 1939 года, когда в Европе начиналась вторая мировая война, авиация ВМФ Японии разработала спецификацию 14-Ши - требования к истребителю-перехватчику, действующему с наземных аэродромов. Для японской авиации эти требования были революционными, поскольку в них впервые предпочтение было отдано скорости и скороподъемности, а не маневренности и дальности полета, как ранее. Требовалась максимальная скорость 600 км/ч на высоте 6000 м; причем эта высота должна была набираться не более чем за 6,5 минуты.
Посадочная скорость предполагалась не более 130 км/ч, а длина разбега в безветрие - 300 м. Продолжительность полета - 45 мин. Вооружение - две пушки и два пулемета.
Конструктор фирмы «Мицубиши» Дзиро Хорикоши не был застигнут врасплох такими требованиями, поскольку был озадачен этими проблемами еще с 1938 года. Однако в тот период важнее было окончить разработку палубного истребителя А6М («Зеро»); поэтому он смог заняться новым проектом, получившим фирменное обозначение М-20, лишь в конце 1939 года.
Для новой машины выбрали двухрядный звездообразный двигатель воздушного охлаждения Мицубиши МК4А «Касей» 13 мощностью 1430 л. с. Для использования более обтекаемого капота двигатель имел удлиненный носок. Приток охлаждающего воздуха осуществлялся через узкое кольцо впереди, а для улучшения обдува на валу крепилась небольшая крыльчатка. Крыло имело ламинарный профиль - новинка для 1939 года.
Доводка самолета проходила со сложностями, а потому довольно медленно. Прототип с военным обозначением J2M1 впервые поднялся в воздух 20 марта 1942 года. Пилоты сразу начали жаловаться на недостаточный обзор, вызванный чересчур низкой кабиной. Обнаружились и другие недостатки. После первых трех прототипов следующий самолет - J2M2 - представлял собой значительно измененную модификацию, куда больше устраивавшую морских авиаторов. Носовая часть его была короче благодаря двигателю MK4R-A «Касей» 23а (1800 л. е.]. Вместо малоподходящего немецкого трехлопастного винта VDM появился четырехлопастный. Кабина стала просторнее, фонарь выше, а его детали, включая лобовое стекло, были выполнены из плоских панелей. Самолет вооружили двумя синхронными пулеметами калибра 7,7 мм над мотором и двумя 20-мм пушками в крыле."
В конце 1942 года J2M2 был принят на вооружение авиации ВМФ Японии как «истребитель-перехватчик Тип 2 Модель 11» и получил официальное имя «Рэйдэн» (удар грома). Однако передача самолета в боевые части задерживалась из-за ряда недоработок. Только после их устранения первые машины поступили в 381-й Кокутай (эскадрилью) в Тойохаши в префектуре Аичи. В конце марта 1943 года вместе с прототипом имелось всего 14 самолетов, годом позже - 141. Между тем начался выпуск модификации J2M3 с тем же двигателем, но без пулеметов. Вместо этого в крыле размещались не две, а четыре 20-мм пушки, правда, с меньшей начальной скоростью снаряда.
Продолжительная доводка «Рэйдэна» и постоянные неполадки привели к тому, что в июне 1944 года авиация императорского флота отдала предпочтение другому перехватчику - Каваиши N1K «Шидэн». Однако производство и совершенствование J2M продолжались. Появились два прототипа J2M4 Модель 34 с двигателями «Касей» 23с (MK4R-C), оснащенными турбонагнетателями. Мощность 1420 л. с. удавалось сохранить до высоты 9200 м, где самолет развивал 582 км/ч. С двумя наклонными пушками [в фюзеляже за кабиной пилота) такой самолет мог представлять серьезную опасность для американских В-29, совершавших налеты на Японию. К счастью для американцев, моторостроители столкнулись с такими трудностями, что серийный выпуск новых двигателей так и не удалось освоить. Вместо них установили другую модель - MK4U-A «Касей» 26а с трехступенчатым механическим нагнетателем, обозначив новый самолет J2M5 Модель 33. На взлете двигатель развивал 1820 л. е., а на высоте 7200 м от них оставалось 1310 л. с. Из всех J2M последняя модификация была самой скоростной - 615 км/ч на высоте 6800 м. На испытания J2M5 поступил в мае 1944 года, когда потребность в перехватчиках постоянно возрастала. Вследствие этого программа производства J2M перешла из разряда второстепенных в приоритетные. К заводам фирмы «Мицубиши» в Нагое и Судзуке подключилось государственное военное предприятие в Коза. Однако непрекращавшиеся технические неполадки и добавившийся к ним недостаток сырья и материалов роковым образом повлияли на выпуск и боевое использование J2M. Тем не менее эти самолеты представляли для В-29 большую угрозу, особенно когда в конце войны все большее число машин получило наклонные пушки. Союзники впервые столкнулись с J2M над Марианскими островами в сентябре 1944 года. В соответствии с системой кодовых обозначений японских самолетов истребители получали мужские имена. Так «Удар грома» стал упоминаться в рапортах и радиопереговорах английских и американских летчиков как «Джек».
Подводя итог, можно сказать, что это были скоростные самолеты с хорошей скороподъемностью, а при использовании боевых закрылков имели и приличную маневренность. Их основным недостатком была техническая недоведенность.
Помимо описанных модификаций, малой серией или в единичных экземплярах выпускались (или переоборудовались) такие варианты, как J2M3a и J2M6. Они отличались типом пушек, их размещением, другими деталями. К концу войны в разработке находилось еще несколько модификаций.
На заводах «Мицубиши» выпустили 476 самолетов: 155 J2M2, 260 J2M3 и 34 J2M5. Еще несколько десятков J2M5 построили государственные заводы.
С. САХАРОВ-младший
В досье копииста
Моделист-конструктор, №6"1993
Любопытное совпадение: ровно через 10 лет после первого полета "Пишутера", буквально день в день, 20 марта 1942 года, на противоположной стороне Тихого океана впервые поднялся в воздух другой перспективный истребитель - японский перехватчик Мицубиси J2M "Райдэн" ("Гром"). Сравнивая эти машины, можно оценить впечатляющий прогресс боевой авиации за предвоенное десятилетие.
Прежде всего, бросается в глаза разница в аэродинамике. На "Райдэне" нет никаких расчалок, кабина - закрыта и вписана в обводы фюзеляжа, стойки шасси убираются в крыло и закрываются щитками, гораздо тщательнее закапотирован двигатель. Вместо простейшего кольцевого капота применен полностью закрывающий все элементы мотоустановки тоннельный капот, обеспечивающий минимально возможное при радиальном моторе аэродинамическое сопротивление.
Наиболее интересна в "Райдэне" форма фюзеляжа. Казалось бы - зачем он такой "пузатый"? В районе кабины его можно было бы сделать гораздо тоньше, соответственно, снизив массу конструкции и площадь миделя, напрямую влияющую на лобовое сопротивление. Однако главный конструктор "Райдэна" Дзиро Хорикоси знал, что делает. Он спроектировал фюзеляж по принципу "идеально обтекаемого тела", зная, что минимальным коэффициентом лобового сопротивления обладают вытянутые вдоль направления движения фигуры, у которых наибольшее поперечное сечение приходится примерно на середину длины. То есть, в данном случае - именно в районе кабины. Поэтому от пола кабины "Грома" до днища фюзеляжа - довольно много пустого пространства.
По этой же причине двигатель сильно сдвинут назад и соединен с винтом длинным валом, на который насажена крыльчатка вентилятора. Без принудительного охлаждения нормальная работа мотора в таких условиях была бы невозможна. Разумеется, на вращение вентилятора расходуется некоторая часть мощности, но эта потеря с лихвой компенсируется выигрышем в аэродинамике.
Посмотрим, к какому результату привели все эти ухищрения, для чего сравним "Райдэн" с его ровесником - советским истребителем Ла-5, появившимся на свет в том же марте 1942 года. На "Райдэне" первой серийной модификации J2M2 стоял 14-цилиндровый двухрядный звездообразный мотор "Мицубиси Касэй-23" взлетной мощностью 1340 л.с. и 1040 л.с. - на высоте 5 километров.
При этом максимальная скорость самолета составляла 596 км/ч, скороподъемность у земли - 970 метров в минуту, а рабочий потолок - 11680 метров. Включение системы водо-метанольного форсирования позволяло кратковременно повысить взлетную мощность мотора до 1800 л.с., а скорость самолета - до 660 км/ч, но этот режим мы оставим за скобками, поскольку на Ла-5 его не было.
Лавочкинский истребитель был оснащен мотором М-82, аналогичным "Касэю" (14-цилиндровая двухрядная "звезда"), но гораздо более мощным. На взлетном режиме он развивал 1700 л.с, а на высоте - 1330. При этом максимальная скорость Ла-5 составляла 580 км/ч, скороподъемность - 833 метра в минуту, а потолок - всего лишь 9500 метров.
Таким образом, Ла-5, значительно превосходя "японца" мощностью силовой установки, столь же значительно проигрывал ему во всех летных характеристиках. К этому можно добавить, что "Райдэн" был намного тяжелее Ла-5, поскольку он нес более сильное вооружение (две пушки и два пулемета против двух пушек на Ла-5) и больший запас топлива. Взлетная масса Ла-5 составляла 3230 кг, а "Райдэна" - 3650. И тем не менее...
Кстати, в использовании принципа "идеально обтекаемого тела" Хорикоси не был первопроходцем. Ранее по тому же принципу были спроектированы фюзеляжи американских истребителей Брюстер "Буффало" и Грумман "Уайлдкэт", по поводу которых у нас тоже многие удивлялись и даже хихикали - а чего это их так раздули в талии? Но ничего смешного в этих машинах нет, а есть лишь продуманный инженерный расчет.
Однако надо заметить, что у Ла-5, все же, было одно неоспоримое и подавляющее превосходство перед "Райдэном". "Лавочкиных" за годы войны у нас сумели "настрогать" в общем счете 9920 штук, а "Райдэнов" в Японии - всего-навсего 671, включая прототипы. То есть, в 15 раз меньше.
Первый прототип "Райдэна" J1M1 и первая серийная модификация J1M2 в стандартной окраске. Видно, что трехлопастный винт заменен на четырехлопастный, установлены индивидуальные выхлопные патрубки цилиндров двигателя и увеличен фонарь кабины для улучшения обзора.
Mitsubishi
© Михаил Быков
Самолет «Райден» (Удар грома) был сконструирован в качестве преемника легендарного "Зеро", однако первоначалные ожидания не оправдались. Работа над машиной шла очень долго, и когда истребитель был принят наконец на воооружение, оказалось, что он лишь ненамного превосходит своего предшественника.
Разработка самолета, осложненная техническими проблемами, продвигалась вперед крайне медленно, в первую очередь из-за того, что приоритет в работах по-прежнему отдавался совершенствованию истребителя «Зеро». Поэтому первый опытный образец перехватчика, обозначенного J2M1, впервые поднялся в воздух лишь 20 марта 1942 года.
Последующая модификация J2M2 имела новый более мощный двигатель MK4R-A 1800 л. с. Благодаря его конструкции удалось улучшить обзор из кабины, от длинного вала отказались (двигатель имел свой вентилятор охлаждения), его носовая часть стала короче. Следует отметить, что мотор MK4R-A имел индивидуальные выхлопные патрубки цилиндров и впервые в Японии был оснащен системой впрыска водно-метаноловой смеси для кратковременного повышения мощности. Вместо прежнего трехлопастного воздушного винта установили четырехлопастной. Модернизированный самолет получил обозначение J2M2 и в октябре 1942 года был принят на вооружение японского флота как «морской истребитель-перехватчик тип 2 модель 11». Тогда же ему присвоили название «Райден».
В марте 1943 года количество изготовленных «Райденов» составило всего 14 экземпляров, включая опытные образцы, еще через год их число достигло 141. Параллельно с J2M2 фирма «Мицубиси» наладила выпуск четырехпушечного J2M3, который позднее стал основным вариантом «Райдена». Фюзеляжные пулеметы сняли, а в крыле усиленной конструкции разместили четыре 20-мм пушки «тип 99» (две из них «модели 2» расположили в подкрыльевых обтекателях, а еще две «модели 1» с меньшим темпом стрельбы смонтировали непосредственно в плоскостях крыла).
В небольшом количестве выпускался J2M5, оснащенный двигателем MK4U-A «Касей» 26а с приводным трехскоростным нагнетателем. Эта модификация носила также обозначение «модель 33» и отличалась более широким фонарем кабины с улучшенным обзором. Из всех «Райденов» J2M5 был самым скоростным - на высоте 6800 м его скорость достигала 615 км/ч. Выше мощность двигателя быстро уменьшалась. Если на взлете она составляла 1820 л. с., то на высоте 7200 м мощность мотора падала до 1310 л. с. Летные испытания J2M5 начались в мае 1944 года, когда в преддверии американских воздушных налетов на Японию возросла потребность императорского флота в истребителях-перехватчиках. В связи с этим выпуск «Райденов» вновь получил необходимый приоритет.
Однако сложности с поставками сырья, отсутствие необходимых комплектующих агрегатов из-за постоянных бомбардировок японских промышленных предприятий сильно повлияли на количество выпущенных «Райденов». До конца войны фирма «Мицубиси» построила только 476 истребителей этого типа, в том числе 155 J2M2, 260 J2M3 и 34 J2M5.
| Характеристики J2M | ||
| J2M2 | J2M3 | |
|---|---|---|
| Экипаж, чел. | 1 | 1 |
| Геометрия | ||
| Размах крыла, м | 10.80 | 10.80 |
| Площадь крыла, м 2 | 20.05 | 20.05 |
| Длина самолета, м | 9.69 | 9.94 |
| Высота самолета, м | 3.95 | 3.95 |
| Массы, кг | ||
| Пустого | 2350 | 2460 |
| Нормальная | 3210 | 3435 |
| Силовая установка | ||
| 1xПД Mitsubishi MK4R-A | 13 | 23а |
| Мощность, л.с. | 1800 | 1800 |
| Лётные данные | ||
| Максимальная скорость, км/ч | 590 | 580 |
| на высоте, м | 5450 | 5300 |
| Время набора высоты 6000м мин | 5.6 | 6.2 |
| Практический потолок, м | 11 700 | 11 700 |
| Дальность полета max, км | 925 | 925 |
| Вооружение | ||
| 20-мм пушки тип 99/модель 1 | 2 | 2 |
| 20-мм пушки тип 99/модель 2 | 2 | 2 |
| Бомб, кг | 2x60 | 2x60 |
Разработка вертолета ЕС-135 началась в 1991 г. (после образования фирмы «Еврокоптер» в результате слияния вертолетостроительных фирм «Аэроспасьяль» и «МВВ») для замены легких многоцелевых вертолетов Во.105 усовершенствованным вертолетом нового поколения. При разработке были использованы опыт создания и особенности конструкции демонстрационного вертолета Во.108, являющегося развитием вертолетов Во.105 и Вк.117 и предназначенного для исследований новой техники для вертолетов следующего поколения. При подготовке к программе сертификации вертолета ЕС.135 в 1992 г. были проведены летные испытания разработанных для него несущего винта и рулевого винта-фенестрона нового поколения на вертолете Во.108. В конце 1992 г. были возобновлены проектные работы по вертолету Во.135 с целью увеличения его грузоподъемности и увеличению числа мест с пяти до семи. Два предсерийных вертолета ЕС-135-01 и 02 совершили первый полет соответственно 15 февраля и 16 апреля 1994 г. Третий предсерийНый вертолет построен в 1995 г. и демонстрировался на международной выставке «Гели-Экспо-95» в Лас-Вегасе. Сертификация вертолета ЕС-135 для визуального полета предполагалась в конце 1996 г. и для полета по приборам – в середине 1997 г. Серийные поставки начались в 1996 г, Предполагаемая продажная цена вертолета 1,8-2,3 млн долларов.
Эксплуатационные расходы по сравнению с вертолетами Во.105 предполагалось снизить на 20% при более высоких технических характеристиках. Прямые эксплуатационные расходы вертолета оцениваются в 338 долларов в час по сравнению с 435 долларами в час для вертолета Во.105СВ, стоимость пассажиро-километра 0,94 доллара. В течение 10 лет предполагается построить 700-900 вертолетов ЕС-135. Фирмой «Еврокоптер» вложено примерно 500 млн марок в создание вертолетов ЕС-135. Потребности мирового рынка оцениваются в 1350 вертолетов. Планируется производить серийно первоначально 30 вертолетов в год с увеличением в дальнейшем серийного производства до 60 вертолетов в год.
КОНСТРУКЦИЯ. Вертолет ЕС- 135 является развитием вертолетов Во.105 и Во.108 и соответствует им по габаритам. Отличается широким применением – до 45% – панелей из КМ слоистой конструкции (кевлар, углеволокно); в конструкции панелей пола нижней части фюзеляжа, хвостовой балки и грузового отсека использованы алюминиевые сплавы, в двигательном отсеке-титановые сплавы. Вертолет отличается улучшенными аэродинамическими обводами. По сравнению с вертолетом Во.105 вредное сопротивление фюзеляжа уменьшилось на 30 %, хотя фюзеляж удлинен только на 0,05 м, а ширина внутренней части кабины увеличена на 0,01 м.
Кабина вертолета модульной конструкции имеет размеры 4,1 х х 1,26 х 1,49 м и объем примерно 5 м? . Компоновка кабины может меняться в зависимости от состава экипажа и назначения вертолета: скорая медицинская помощь, вариант «люкс», полицейская служба, обслуживание морских платформ, транспортные операции, в том числе и для перевозки грузов на внешней подвеске. При проектировании кабины экипажа большое внимание уделено вопросам эргономики. С целью улучшения обзора размеры приборной доски летчика уменьшены, максимальное поле зрения составляет 280°. Летчик и шесть пассажиров размещаются на сиденьях, обладающих повышенной прочностью при аварийных посадках. Двери для доступа в кабину экипажа откидываются на шарнирах. В пассажирской кабине использованы сдвижные двери. При перевозке крупногабаритных грузов задняя створчатая дверь может сниматься.
Стабилизатор прямоугольной формы в плане, размахом 2,35 м, с концевыми шайбами, выполненными из КМ, установлен в конце хвостовой балки. Концевые шайбы имеют трапециевидную форму в плане. Стреловидное вертикальное оперение имеет несимметричный профиль и снабжено снизу предохранительной опорой. При аварийном снижении вертикальное оперение создает боковую силу, обеспечивающую уравновешивание реактивного крутящего момента.
Шасси – неубирающее лыжное. Амортизация осуществляется за счет упругой деформации поперечных опор, которые отклонены назад на 1°. Колея шасси 2,1 м. Опоры соединены между собой с обеих сторон фюзеляжа продольными балками, которые служат подножками. Снизу обтекателя фенестрона имеется предохранительная хвостовая опора.
Несущий винт нового поколе1 ния, бесшарнирной конструкции, с изменяемым числом оборотов. Лопасти с меняющимся по длине профилем DM-H3 и DM-H4 имеют нелинейную крутку и законцовки трапециевидной формы, рассчитанные на околозвуковые скорости обтекания. Лопасти выполнены из КМ и крепятся к втулке с помощью упругих соединительных элементов из КМ, обеспечивающих маховое движение, движение в плоскости вращения и изменение угла установки лопасти. Команды управления передаются на комлевую часть лопасти с помощью тяг и рычагов из пластика с армирующим углеволокном. Несущий винт не нуждается в смазке и частом техническом обслуживании. Вал несущего винта наклонен вперед на 5°. Втулка несущего винта сверху закрьпа обтекателем.
Рулевой винт – фенестрон нового поколения, диаметром 1 м, с жестко закрепленными спрямляющими лопатками в кольцевом канале и 10 лопастями, установленными асимметрично в плоскости вращения и с углом стреловидности по передней кромке. Такая конструкция рулевого винта – фенестрона позволяет снизить потребную мощность и повысить аэродинамическое качество, а также снизить внешний уровень шума от вертолета. Окружная скорость концов лопастей 185 м/ с.
Силовая установка состоит из двух турбовальных ГТД Турбомека «Арриус» 28 или Пратт-Уитни PW 206 В мощностью по 470 кВт/ 640 л. с. Двигатели установлены в верхней части фюзеляжа, позади вала несущего винта, а выхлопные сопла выведены по обеим сторонам заднего отсека фюзеляжа и отделены защитным экраном для безопасности в случае поломки лопаток турбины. Оба используемых типа двигателя имеют цифровую электронную систему управления с широкими пределами регулирования.
Топливная система состоит из основного бака емкостью 603 л и дополнительного – емкостью 100 л. Топливная магистраль спроектирована с учетом минимального риска загорания в аварийной ситуации.
Трансмиссия включает главный редуктор, редукторы двигателей, промежуточный редуктор, редуктор рулевого винта и соединительные валы. Главный редуктор двухступенчатый, компактной плоской конфигурации, с небольшим числом деталей, обеспечивает оптимальное распределение нагрузок и напряжений. Между корпусом главного редуктора и силовыми элементами фюзеляжа установлена система снижения вибраций от несущего винта ARIS (Anti Resonance Isolation System). Система управления двигателями имеет двойное резервирование. Все динамические нагруженные агрегаты имеют межремонтный ресурс 3000 ч или обслуживаются по состоянию.
Характеристика вертолета ЕС-135
Размеры, м:
с вращающимися винтами 12,1
фюзеляжа 10,16
ширина фюзеляжа 1,56
высота вертолета
максимальная 3,75
по втулку несущего винта 3,23
кабина вертолета
длина несущего винта 10,2
ометаемая площадь, м? 81,7
Двигатели 2 ГТД Турбомека
«Арриус» 2 В или Пратт-Уитни HW 206 В
взлетная мощность, кВт/л. с. 2 х 470/2 х 640 Массы и нагрузки, кг:
взлетная с нагрузкой в кабине 2500
с подвешенным грузом 2700
пустого вертолета 1300
на внешней подвеске 1400
Летные данные:
скорость, км/ч
непревышаемая 287
максимальная крейсерская 270-274
экономичная крейсерская 240
скороподъемность при наборе высоты
с горизонтальной скоростью, м/с 7,9-9,7
вертикальная скороподъемность с одним
работающим двигателем, м/с 2,7
статический потолок, м:
с учетом влияния земли 4750
без учета влияния земли в условиях MCA 4100
при MCA +20°С 2700
динамический потолок, м 6100
дальность с одним летчиком, 4 пассажирами и 145 кг специального оборудования при полете на высоте 1000 м с резервом топлива на 20 мин, км 750
Система управления обычная, гидравлическая, бустерная, с электрогидравлической системой повышения устойчивости. Предполагается использование варианта с одноместной кабиной, оборудованной для полетов по приборам с более эффективной системой повышения устойчивости.
Гидравлическая система и электросистема выполнены с двойным резервированием. Все электро- и электронное оборудование имеет защиту от действия электромагнитного поля напряженностью до 200 В/м.
Пилотажно-навигационное оборудование обеспечивает возможность полета по приборам. Предусмотрено использование метеорологической РЛС.