САМ-13
Материал из Википедии — свободной энциклопедии
САМ-13. Советский двухмоторный истребитель конструкции А. С. Москалева. Два мотора "Рено" по 220 л. с. были расположены в носу и сзади фюзеляжа по схеме "тяни-толкай", хвост был заменен двубалочной схемой. Самолет выполнен очень чисто аэродинамически, площадь крыла - всего 9,0 кв. метров. В результате было достигнуто исключительно низкое сопротивление, такое же как у одноместного истребителя САМ-12 с таким же двигателем в 220 л. с., но одним. Вооружен четыремя пулеметами "УльтраШКАС" имевшими скорострельность 50 выстр./сек каждый (самый скоростной из когда-либо выпускавшихся серийно одноствольных пулеметов), общая огневая производительность - 200 пуль в секунду, каждая весом ~9,6 г. Максимальная скорость у земли замерялась только с выпущенной носовой стойкой шасси и составила от 520 до 560 км/ч (http://militera.lib.ru/memo/russian/moskalev_as/index.html). Мотор высотный, расчетная скорость на высоте ок. 5 км - 700 км/ч. На испытаниях в аэродинамической трубе получено 680 км/ч для высоты. Полная масса - 1183 кг. Дальность 850 км. Проходил заводские испытания весной 1940 г., государственных и прочих не было, потому что заместитель наркома авиационной промышленности А.С. Яковлев "спустил их на тормозах", т.к. в этом случае его истребители типа Як-1 с максимальной скоростью на 100 км/ч ниже чем у крохотного САМ-13 выглядели бы не вполне отвечающим условиям времени. По всей видимости это самый скоростной и самый дешевый из доступных для серийного производства истребителей созданных до 1941 г.
Обычной проблемой самолетов с двигателями расположенными по схеме "тяни-толкай" было то, что поток воздуха от кормового винта снижал управляемость - сталкивались встречные потоки воздуха от носового и кормового двигателей и эффективность хвостового оперения резко падала. Поскольку на САМ-13 применена схема "рамы", то оба двигателя находятся по одну сторону от хвоста, и такая проблема, стоившая, возможно, карьеры Do-335 Pfeil (самолет немного "вихлял" на больших скоростях) на САМ-13 не возникала. Меж тем, значимость этого момента для схемы "тяни-толкай" была крайне велика: "Другую проблему составляла недостаточная устойчивость самолета в горизонтальном полете. Это обязательно сказалось бы на точности огня. Самолет хорошо слушался элеронов, чего нельзя было сказать о хвостовом оперении. Особенно низкая эффективность отмечалась у руля высоты. Имевшиеся триммеры практически не оказывали влияния на работу рулей и начинали ощущаться только при одном переднем работающем двигателе... Тут провели первые пробные стрельбы. К сожалению, неустойчивость самолета снова дала о себе знать, и испытания закончились полным провалом. На любых скоростях, самолет так и не смог поразить цель. Это поставило крест на карьере самолета как истребителя, по крайней мере, до тех пор, пока проблему не удалось бы разрешить." (http://airwiki.org/enc/fww2/do335.html).
Интересно и то, что в конструкции все еще оставались возможности для дальнейшего совершенствования: нагрузка на крыло могла быть повышена не менее чем в 1,5 раза, с 131,5 кг/кв.м до ~195 кг/кв.м (как у Як-9Д, серийно выпускавшегося с 1943 г., или у МиГ-3 серийно выпускавшегося с 1940 г.). Строго говоря, и это не было пределом - нагрузка на крыло у И-185-М-71 - 240 кг/кв.м, как и у СК-2. Следовательно, никаких принципиальных ограничений для сокращения площади крыла до 6,0 кв.м. или даже до 4,9 кв.м. не существовало. Это значительно снизило бы индуктивное сопротивление крыла, которое на больших скоростях создает не менее половины общего аэродинамического сопротивления самолета. Как мы видим, существовала возможность получить скорость значительно более 700 км/ч на той же конструкции, лишь с некоторыми переделками. Кроме того, существовали и значительные возможности в смысле моторов: моторы "Рено" вполне можно было модернизировать в сторону прямого впрыска в цилиндры и повышения сжатия, что также могло дать прирост скорости 700+.
В историографии самолет получил незначительное освещение. Во-первых, после войны кто-то предпринял попытку уничтожить часть документов ОКБ-31 без передачи их в музей ЦАГИ (можно предположить, что только А.С. Яковлев имел и причины и возможности это сделать). Это весьма усложнило исследование истории конструкции. Кроме того, В.Б. Шавров при написании своей фундаментальной работы (B.Б. Шавров. История конструкций самолетов в СССР 1938-1950) создал значительное число "рационализирующих" версий не постановки в серию некоторых самолетов, которые явно превосходили самолеты все же запущенные в серию (см. И-180, И-185, Ту-2, СК-2). Такая же "версия" была создана и для САМ-13: "Были в нем и свои отрицательные стороны, органически вытекающие из его схемы и размеров. Трудны были его взлет и посадка, велики разбег и пробег, неважны скороподъемность и потолок" (http://base13.glasnet.ru/text/shavrov2/1-26.htm#13). Между тем откуда В.Б. Шавров все это взял - неизвестно, особенно с учетом того, что как он и сам пишет "Материалы и отчеты по этому самолету не удалось обнаружить"(там же). Расчетный потолок САМ-13 - 10000 м, крайне хороший для того времени (выше 5000 Люфтваффе на Востоке боев не вело), вполне на уровне Як-3 и Ла-7, созданных через четыре года; экспериментально он не измерялся, т.к. самолет на "притормаживаемых" испытаниях летал только у земли. Скороподъемность на испытаниях также не выявили, поскольку самолет летал только у земли. В аэродинамической же трубе этого сделать нельзя. Расчетная скороподъемность, хотя ее значение и утрачено, из-за уничтожения кем-то всех связанных с САМ-13 документов, все же не могла быть "неважной". Точнее, она обязана быть просто блестящей: нагрузка на крыло, по Шаврову, 131,5 кг/кв.м., сопротивление, благодаря примененной схеме разнесенного тандема, очень низкое, энерговооруженность - 0,372 л.с./кг, а у Як-1 - 0,389 (у ЛаГГ-3 - 0,314), т.е. довольно высокая. Почему могли быть, по мысли Шаврова, трудны взлет и посадка при посадочной скорости в 125 км/ч - остается неизвестным. Взлет и посадку Як-1 Шавров описывает как простые, при том что его посадочная скорость была равна 137 км/ч. Данных по разбегу при взлете и пробеге при посадке у Шаврова нет вообще (см. его таблицы по САМ-13), так что откуда он додумался до того, что они были велики - непонятно. В любом случае они вряд ли превосходили соответствующие показатели Ил-2, который как-то удавалось эксплуатировать в ВВС. Да и элементарная физика говорит, что чем меньше вес объекта, тем быстрее он разгоняется и тормозит.
Однако наиболее странное утверждение Шавров сделал о скорости САМ-13 у земли - якобы, лишь 483 км/ч. Во-первых этот утверждение не опирается вообще ни на какие известные источники, во-вторых скорость самолета в трубе оказалась на высоте почти равной расчетной. Как может самолет, который по материалам самого Шаврова, давал 680 км/ч на высоте, дать у земли на 200 км/ч меньше? Шавров как профессиональныый авиаконструктор и сам не мог не понимать всю нелепость подобного утверждения. Кроме того, материалы испытаний в Воронеже показали, что даже при выпущенной передней стойке шасси скорость у земли достигла 520-560-км/ч. Очевидно, если бы не консерватизм комиссии, шокированной поведением самолета с велосипедной схемой шасси (тогда в СССР самолеты с таким шасси не выпускались, а теоретических знаний в этой области членам комиссии явно не хватало), и запретившей убирать его полностью, то скорость самолета у земли превысила бы и эти, экстраординарные для 1940 г., цифры,
Интересно сравнить параметры САМ-13 1940 г. с параметрами Do-335 Pfeil, испытанного в 1944 г.
| Летно-технические характеристики | |
|---|---|
| Название | САМ-13 (Do-335) |
| Размах крыла, м | 7,30 (13,80) |
| Длина, м | 7,85 (13,83) |
| Высота, м | 2,55 (5,00) |
| Площадь крыла,кв. м | 9,0 (37,30) |
| Масса, кг | |
| пустого самолета | 754 (7266) |
| максимальная взлетная | 1183 (9600) |
| Нагрузка на крыло, кг/кв.м | 131,5 (257,4) |
| Двигатель | 2*Рено тип 453-05 (2 ПД Daimler-Benz DB 603Е-1) |
| Мощность, л.с. | 2*220 (2*1800/1900 на высоте 1800 м) |
| Максимальная скорость, км/ч | |
| у земли | 520-560 (~600) |
| на высоте | 680 (785) |
| Посадочная скорость, км/ч | 125 (?) |
| Практическая дальность, км | 850 (1390 на 682 км/ч, 2050 на 450 км/ч) |
| Практический потолок, м | 10000 (11400) |
| Экипаж, чел. | 1 (1) |
| Вооружение | четыре пулемета УльтраШКАС под патрон 7,62*54,8 мм (1 30-мм пушка МК-103, 2 15-мм пушки MG-151) |
| Масса залпа, кг/сек. | 1,92 (6,2) |
Как мы видим, созданный на четьре года позднее немецкий самолет хотя и быстрее, с большим радиусом действия и более мощным вооружением, все же значительно уступает советскому аналогу по соотношению цена/качество: будучи в 9,64 раза тяжелее (по весу конструкции), Do-335 настолько же дороже, при этом лишь в 3,3 раза превосходит советскую машину по вооружению. Кроме того, в случае исполнения САМ-13 с нагрузкой на крыло как у Do-335 (к чему Москалев, в отличии от ЦАГИ, был морально вполне готов), площадь крыла советского самолета составила бы 4,59 кв.м., соответственно общее сопротивление упало бы на четверть и скорость САМ-13 стала бы не меньше скорости Do-335. Энерговооруженность немецкой машины - 0,396 л.с./кг, т.е. значительно выше чем у советской, однако это заслуга прекрасных двигателей Daimler-Benz DB 603Е-1. Заслуга же советского конструктора, в сравнении с Дорнье, в том, что он смог сделать самолет с низкой посадочной скоростью и при этом великолепными характеристиками (пойдя на компромиссно низкую нагрузку на крыло), без "вихляния", а главное - невероятно низкой массы и стоимости. Кроме того, использованная Москалевым схема перспективнее - потери мощности на заднем винте у него минимальны, т.к. двигатель напрямую вращает винты, а у Do-335 задний винт тянется длинным полым валом, что снижает КПД винто-моторной группы в целом.
Может показаться странным, что "замяв" проект Москалева А.С. Яковлев не попытался сам создать истребитель по такой схеме, с двумя моторами ВК-105. Очевидно, причиной отказа от такого проекта для А.С. Яковлева могла послужить только боязнь быть обвиненным в плагиате, особенно на фоне явно дискриминирующих действий по отношению к САМ-13. В результате этого крайне перспективная для поршневых самолетов схема так и не применялась более в советской авиации.
Источники: 1) http://militera.lib.ru/memo/russian/moskalev_as/index.html 2) http://base13.glasnet.ru/text/shavrov2/1-26.htm#13 3) http://airwiki.org/enc/fww2/do335.html).
