La brezza estiva solleticava l'erba dell'aerodromo. In 10 minuti l'aereo salì a un'altitudine di 6.000 metri, dove la temperatura fuori bordo scese sotto i –20° e la pressione atmosferica divenne la metà di quella della superficie terrestre. In tali condizioni, ha dovuto percorrere centinaia di chilometri per poi ingaggiare una battaglia con il nemico. Turno di combattimento, botte, quindi - immelman. Tremori frenetici quando si sparano cannoni e mitragliatrici. I sovraccarichi sono in qualche modo "uguali", i danni da combattimento del fuoco nemico …
I motori a pistoni degli aerei della seconda guerra mondiale hanno continuato a funzionare in tutte le condizioni, a volte le più severe. Per capire qual è la posta in gioco, capovolgi un'auto moderna e vedi dove scorrerà il liquido dal vaso di espansione.
La domanda sul vaso di espansione è stata posta per un motivo. Molti dei motori degli aerei semplicemente non avevano serbatoi di espansione ed erano raffreddati ad aria, scaricando il calore in eccesso del cilindro direttamente nell'atmosfera.
Purtroppo, non tutti hanno aderito a un percorso così semplice e ovvio: metà della flotta di caccia della seconda guerra mondiale aveva motori raffreddati a liquido. Con una "camicia d'acqua" complessa e vulnerabile, pompe e radiatori. Dove il minimo foro di una scheggia potrebbe essere fatale per l'aereo.
L'emergere di motori raffreddati a liquido è stata una conseguenza inevitabile della ricerca della velocità: una diminuzione dell'area della sezione trasversale della fusoliera e una diminuzione della forza di resistenza. Veloce "Messer" dal naso affilato e I-16 che si muove lentamente con un naso largo e smussato. Come quello.
No, non così!
Innanzitutto, la velocità di trasferimento del calore dipende dal gradiente di temperatura (differenza). I cilindri dei motori raffreddati ad aria durante il funzionamento sono stati riscaldati fino a 200°, mentre il max. la temperatura nel sistema di raffreddamento ad acqua era limitata dal punto di ebollizione del glicole etilenico (~ 120 °). Di conseguenza, c'era bisogno di un radiatore ingombrante, che aumentasse la resistenza, livellando l'apparente compattezza dei motori raffreddati ad acqua.
Per di più! L'evoluzione dei motori aeronautici ha portato alla nascita delle "stelle doppie": motori a 18 cilindri raffreddati ad aria di potenza da uragano. Situato uno dietro l'altro, entrambi i blocchi cilindri hanno ricevuto un flusso d'aria abbastanza buono, allo stesso tempo, un tale motore è stato posizionato all'interno della sezione della fusoliera di un caccia convenzionale.
I motori raffreddati ad acqua erano più difficili. Anche tenendo conto della disposizione a V, posizionare un tale numero di cilindri all'interno della lunghezza del vano motore sembrava molto problematico.
Infine, l'efficienza del motore raffreddato ad aria è sempre stata leggermente superiore, per l'assenza della necessità di prese di forza per azionare le pompe dell'impianto di raffreddamento.
Di conseguenza, i combattenti più veloci della seconda guerra mondiale spesso non si distinguevano per la grazia del "Messerschmitt dal naso affilato". Tuttavia, i record di velocità che hanno stabilito sono sorprendenti anche nell'era degli aerei a reazione.
Unione Sovietica
I vincitori hanno volato combattenti di due famiglie principali: Yakovlev e Lavochkin. Gli "Yak" erano tradizionalmente dotati di motori raffreddati a liquido. "La" - aria.
All'inizio, "Yak" era il leader. Uno dei caccia più piccoli, leggeri e agili della seconda guerra mondiale, lo Yak si è rivelato ideale per le condizioni del fronte orientale. Dove la maggior parte delle battaglie aeree si svolgeva ad altitudini inferiori a 3000 m e la loro manovrabilità era considerata la principale qualità di combattimento dei combattenti.
A metà della guerra, il design degli Yak era stato perfezionato e la loro velocità non era inferiore ai caccia americani e britannici: macchine molto più grandi e tecnicamente più sofisticate con motori di potenza fantastica.
Il record tra gli Yak con motore di serie appartiene a Yak-3. Varie modifiche dello Yak-3 hanno sviluppato una velocità di 650 … 680 km / h in altitudine. Le cifre sono state ottenute utilizzando il motore VK-105PF2 (V12, 33 litri, potenza al decollo 1290 CV).
Il record è stato lo Yak-3 con il motore sperimentale VK-108. Dopo la guerra raggiunse una velocità di 745 km/h.
Ahtung! Ahtung! Nell'aria - La-5.
Mentre lo Yakovlev Design Bureau stava cercando di risolvere con il capriccioso motore VK-107 (il precedente VK-105 a metà della guerra aveva esaurito le sue riserve di potenza crescente), la stella La-5 si alzò rapidamente all'orizzonte. Il nuovo caccia del Lavochkin Design Bureau, dotato di una "doppia stella" a 14 cilindri raffreddata ad aria.
Rispetto allo Yak leggero e "economico", il potente La-5 è diventato la fase successiva nelle carriere dei famosi assi sovietici. Il pilota più famoso del La-5/La-7 è stato il combattente sovietico di maggior successo Ivan Kozhedub.
L'apice dell'evoluzione del Lavochkin durante gli anni della guerra fu il La-5FN (forzato!) E il suo ancora più formidabile successore La-7 con motori ASh-82FN. Il volume di lavoro di questi mostri è di 41 litri! Potenza al decollo 1850 HP
Non sorprende che i Lavochkin "dal naso smussato" non fossero in alcun modo inferiori agli Yak nelle loro caratteristiche di velocità, superando quest'ultimo nel peso al decollo e, di conseguenza, nella potenza di fuoco e nelle caratteristiche di combattimento aggregate.
Il record di velocità per i combattenti della sua famiglia è stato stabilito dal La-7 - 655 km / h a un'altitudine di 6000 m.
È curioso che l'esperto Yak-3U, equipaggiato con un motore ASh-82FN, abbia sviluppato una velocità più elevata rispetto ai suoi fratelli "dal naso affilato" con motori raffreddati a liquido. Totale - 682 km / h ad un'altitudine di 6000 m.
Germania
Come l'Air Force dell'Armata Rossa, la Luftwaffe era armata con due tipi principali di caccia: "Messerschmitt" con motore raffreddato a liquido e "Focke-Wolf" raffreddato ad aria.
Tra i piloti sovietici, il nemico più pericoloso era il Messerschmitt Bf 109, concettualmente vicino allo Yak leggero e manovrabile. Purtroppo, nonostante tutto il genio ariano e le nuove modifiche al motore Daimler-Benz, a metà della guerra il Bf.109 era completamente obsoleto e necessitava di una sostituzione immediata. Che non aveva da nessuna parte venire. E così la guerra fu messa in ombra.
Nel teatro delle operazioni occidentale, dove le battaglie aeree venivano combattute principalmente ad alta quota, divennero famosi i caccia più pesanti con un potente motore raffreddato ad aria. Era molto più comodo e sicuro attaccare gli ordini dei bombardieri strategici sui Focke-Wolves pesantemente corazzati. Loro, come un coltello nel burro, si tuffarono negli ordini delle "fortezze volanti", distruggendo tutto sul loro cammino (FW.190A-8 / R8 "Shturmbok"). A differenza dei "Messerschmitts" leggeri, i cui motori sono morti per un colpo di un proiettile calibro 50.
La maggior parte dei Messerschmitt erano equipaggiati con motori Daimler Benz a 12 cilindri della linea DB600, le cui modifiche estreme sviluppavano una potenza al decollo superiore a 1500 CV. Le modifiche seriali più veloci hanno raggiunto una velocità massima di 640 km / h.
Se tutto è chiaro con i Messerschmitt, la seguente storia è successa con il Focke-Wolfe. Il nuovo caccia a propulsione radiale si comportava bene nella prima metà della guerra, ma all'inizio del 1944 accadde l'imprevisto. La superindustria tedesca non ha dominato la creazione di nuovi motori radiali raffreddati ad aria, mentre la BMW 801 a 14 cilindri ha raggiunto il "soffitto" nel suo sviluppo. Aryan uber designer trovarono rapidamente una via d'uscita: originariamente progettato per un motore radiale, il caccia Focku-Wolfe pose fine alla guerra con motori a V raffreddati a liquido (il già citato Daimler-Benz e lo straordinario Jumo-213).
Equipaggiate con Jumo-213 Focke-Wolves, le modifiche D hanno raggiunto grandi altezze, in tutti i sensi. Ma il successo della FW.190 "dal naso lungo" non era in alcun modo legato ai vantaggi radicali del sistema di raffreddamento a liquido, ma alla perfezione banale dei motori di nuova generazione, rispetto all'obsoleta BMW 801.
1750 … 1800 CV al decollo. Oltre duemila "cavalli" se iniettati nelle bombole con Methanol-Wasser 50!
massimo la velocità in alta quota per i Focke-Wulf con motore raffreddato ad aria oscillava intorno ai 650 km/h. L'ultimo dei FW.190 con un motore Jumo 213 potrebbe sviluppare brevemente velocità di 700 km / h o più ad alta quota. Ulteriore sviluppo del Focke-Wolf, Tank-152 con lo stesso Jumo 213 si è rivelato ancora più veloce, sviluppando 759 km / h al confine della stratosfera (per un breve periodo, usando il protossido di azoto). Tuttavia, questo eccezionale combattente è apparso negli ultimi giorni della guerra e il suo confronto con i veterani onorati è semplicemente errato.
Regno Unito
La Royal Air Force ha volato esclusivamente su motori raffreddati a liquido. Questo conservatorismo è spiegato non tanto dalla fedeltà alla tradizione quanto dalla creazione del motore Roll-Royce Merlin di grande successo.
Se metti un "Merlin", ottieni "Spitfire". Due: bombardiere leggero Mosquito. Quattro Merlin - strategico Lancaster. Tale tecnica potrebbe essere utilizzata per ottenere un caccia Hurricane o un aerosilurante basato su portaerei Barracuda: più di 40 modelli di aerei da combattimento per vari scopi.
Chiunque abbia parlato dell'inammissibilità di tale unificazione e della necessità di creare attrezzature altamente specializzate, affilate per compiti specifici, tale standardizzazione ha giovato solo alla Royal Air Force.
Ciascuno degli aerei elencati potrebbe essere considerato lo standard della sua classe. Uno dei caccia più potenti ed eleganti della seconda guerra mondiale, il Supermarine Spitfire non era in alcun modo inferiore ai suoi pari, e le sue caratteristiche di volo si sono rivelate ogni volta superiori a quelle dei suoi omologhi.
Le modifiche estreme dello Spitfire, equipaggiato con un motore Rolls-Royce Griffin ancora più potente (V12, 37 litri, raffreddamento a liquido), hanno avuto i tassi più alti. A differenza dei "wunderwaffe" tedeschi, i motori turbo britannici avevano eccellenti caratteristiche di altitudine, potevano produrre oltre 2000 CV per lungo tempo. ("Griffin" su benzina di alta qualità con un numero di ottano di 150 ha prodotto 2200 CV). Secondo i dati ufficiali, lo "Spitfire" della sottoserie XIV ha sviluppato una velocità di 722 km/h ad un'altitudine di 7 chilometri.
Tempesta del venditore ambulante
Oltre al leggendario Merlin e al meno noto Griffin, gli inglesi avevano un altro supermotore a 24 cilindri, il Napier Saber. Il caccia Hawker Tempest equipaggiato con esso era anche considerato uno dei caccia più veloci dell'aviazione britannica nella fase finale della guerra. Il record che ha stabilito in alta quota è stato di 695 km/h.
Stati Uniti d'America
"Captains of Heaven" ha utilizzato la più ampia gamma di aerei da combattimento: Kittyhokes, Mustang, Corsairs … Ma alla fine, tutta la varietà di aerei americani è stata ridotta a tre motori principali: Packard V-1650 e Allison V-1710 raffreddati ad acqua e mostruosi cilindri "doppia stella" Pratt & Whitney R-2800 raffreddati ad aria.
L'indice 2800 gli è stato assegnato per un motivo. Il volume di lavoro della "doppia stella" era di 2800 metri cubi. pollici o 46 litri! Di conseguenza, la sua potenza ha superato i 2000 CV e in molte modifiche ha raggiunto i 2400 … 2500 CV.
L'R-2800 Double Wasp divenne il cuore infuocato dei caccia Hullcut e Corsair, il cacciabombardiere Thunderbolt, il caccia notturno Black Widow, il bombardiere Savage, i bombardieri terrestri A-26 Invader e B -26 "Marader" - circa 40 tipi di aerei da combattimento e da trasporto!
Il secondo motore Allison V-1710 non guadagnò tanta popolarità, tuttavia fu utilizzato nella costruzione dei potenti caccia P-38 Lightning, anche nella famiglia dei famosi Cobra (il caccia principale del Lend-Lease). Equipaggiato con questo motore, il P-63 "Kingcobra" si sviluppò ad un'altitudine di 660 km/h.
Molto più interesse è associato al terzo motore Packard V-1650, che, a un esame più attento, risulta essere una copia autorizzata … del britannico Rolls-Royce Merlin! Gli intraprendenti Yankees lo dotavano solo di un turbocompressore a due stadi, che consentiva di sviluppare una potenza di 1290 CV. ad un'altitudine di 9 chilometri. Per tali altezze, questo è stato considerato un incredibile grande risultato.
Era a questo motore eccezionale che era associata la fama dei combattenti Mustang. Il combattente americano più veloce della seconda guerra mondiale si sviluppò a un'altitudine di 703 km / h.
Il concetto di caccia leggero era geneticamente estraneo agli americani. Ma la creazione di aerei grandi e ben equipaggiati è stata ostacolata dall'equazione di base dell'aviazione. La regola più importante, secondo la quale è impossibile modificare la massa di un elemento, senza influenzare il resto degli elementi strutturali (a condizione che siano preservate le caratteristiche prestazionali inizialmente specificate). L'installazione di un nuovo cannone / serbatoio del carburante porterà inevitabilmente ad un aumento della superficie alare, che, a sua volta, causerà un ulteriore aumento della massa della struttura. La "spirale di peso" si snoderà fino a quando tutti gli elementi dell'aeromobile non aumenteranno di massa e il loro rapporto diventerà uguale a quello iniziale (prima dell'installazione di apparecchiature aggiuntive). In questo caso, le caratteristiche di volo rimarranno allo stesso livello, ma tutto poggerà sulla potenza della centrale …
Da qui il feroce desiderio degli Yankees di creare motori superpotenti.
Il cacciabombardiere Ripablik P-47 Thunderbolt (caccia di scorta a lungo raggio) aveva una massa al decollo doppia di quella dello Yak sovietico e il suo carico di combattimento superava il carico di due aerei d'attacco Il-2. Equipaggiando la cabina di pilotaggio "Thunderbolt" potrebbe dare probabilità a qualsiasi combattente del suo tempo: pilota automatico, stazione radio multicanale, sistema di ossigeno, orinatoio … 3400 colpi sono stati sufficienti per una raffica di 40 secondi di sei "Browning" calibro 50. Con tutto ciò, il "Thunderbolt" dall'aspetto goffo fu uno dei combattenti più veloci della seconda guerra mondiale. Il suo traguardo è di 697 km/h!
L'aspetto di "Thunderbolt" non è stato tanto merito del progettista di aerei Alexander Kartvelishvili, quanto della super potente doppia stella "Double Wasp". Inoltre, la cultura della produzione ha avuto un ruolo: a causa del design competente e dell'elevata qualità costruttiva, il coefficiente di resistenza (Cx) del Thunderbolt dalla facciata spessa era inferiore a quello del Messerschmitt tedesco dal naso affilato!
Giappone
I samurai combatterono la guerra esclusivamente con motori raffreddati ad aria. Questo non ha nulla a che fare con i requisiti del codice Bushido, ma solo un indicatore dell'arretratezza del complesso militare-industriale giapponese. I giapponesi entrarono in guerra a bordo di un caccia Mitsubishi A6M Zero di grande successo con un motore Nakajima Sakae a 14 cilindri (1130 CV in quota). Con lo stesso caccia e lo stesso motore, il Giappone pose fine alla guerra, perdendo irrimediabilmente la supremazia aerea all'inizio del 1943.
È curioso che, grazie al motore raffreddato ad aria, lo "Zero" giapponese non avesse una capacità di sopravvivenza così bassa come si crede comunemente. A differenza dello stesso "Messerschmitt" tedesco, il caccia giapponese non poteva essere disattivato colpendo un proiettile vagante nel motore.
