igor113 (igor113) wrote,
igor113
igor113

Categories:

Steven f udvar-hazy center,2018 год: рекордный самолет North American P-51C Mustang.

North American P-51C и B Mustang это версия самолета с двигателем Packard V-1650-3 вместо Allison V-1710. Капот двигателя был полностью переработан. И установлен четырехлопастной винт диаметром 3.40 m Hamilton Standard. Версии B и C отличались лишь заводом, где они строились.

National air and space museum, Steven f udvar-hazy center,2018 год.
Национальный Аэрокосмический музей в Вашингтоне
все, что у меня есть по P-51
 Как всегда использую информацию с сайтов
http://www.airwar.ru
http://ru.wikipedia.org/wiki
и других источников найденных мною в инете и литературе.


Наш самолет это North American P-51C-10NT Mustang он же AL61A-385 с военным номером 44-10947, заводским 111-29080 и гражданскими регистрационными N1202 и NX1202. Это рекордный самолет, установивший массу рекордов... Если вы думаете, что рекордный самолет это просто двигатель помощнее, то вы глубоко ошибаетесь. Очень хорошо основные проблемы таких рекордов описал Михаил Николаевич Болдырев:
"Доброе утро. Процесс окраски истребителя требовал финишного покрытия лаком - тогда аэродинамика была эквивалентной полированному алюминию, Но это удорожало и удлиняло процесс производства.

В СССР по этому пути пошли создатели ЛаГГ-3 и развернулся целый скандал с обвинениями в пособничестве врагу и т.п., когда выяснилось, что серийные самолеты недодают 30-50 км/ч к максималу (много!).

Изучение вопроса показало, что технология предусматривала финишное покрытие лаком - и опытные машины для гос. испытаний были сделаны именно так. Однако в военной обстановке лак был дефицитным материалом, а авиазаводы перебазировались зачастую "в чисто поле" (см. "Ильюшин" Феликса Чуева), и самолетов требовалось производить очень много - так что поверхности ЛаГГ-3 не только не лакировали, но даже и красили кое-как. Ценой максимальной скорости.

Разобрались, в общем, никого не расстреляли. Но в дальнейшем эта практика была учтена и Лавочкиным, и Яковлевым при создании Ла-5 (7,9) и Як-1 (7,9,3)"
Максимальная скорость требовалась для преследования противника на виражах - собственно, из-за потери в максимале противник в процессе виража мог зайти в хвост и влепить из пулеметов или пушки. То же касалось преследования в пикировани: у кого больше максимал - тот догонял противника.

Кстати, именно на Р-51D столкнулись с эффектом "волнового кризиса", когда в пикировании при превышении скорости M>0.6 - начиналась сильная тряска и перебалансировка самолета ("затягивание в пикирование") - то есть пилот прилагал огромные усилия, но самолет из пикирования не выходил; единственным шансом было сбросить газ и выпустить шасси, но до этого додумались считанные единицы, кто и остался в живых и донес до конструкторов жизненно важную информацию
Немцы, кстати, так потеряли немало Ме-262 вместе с пилотами - в рушащемся Рейхе было не до аэродинамики, и Ме-262 из пикирования не выходили, увы..

"Тот самый рекорд скорости для поршневого винтового самолета - был недостижим не потому, что не хватало мощности - а потому, что самолет влетал в зону волнового кризиса на определенной границе скорости (M>0,6) - так что существовала очень серьезная вероятность перебалансировки конструкции, что на низкой высоте означало катастрофу.

Авторы рекорда прекрасно это знали, поэтому установили сотрудничество с фирмой Aviation Partners, которая специализируется на винглетах для бизнес-джетов и лёгких Боингов.

Фирма имеет немалые наработки в CFD (Computation Fluid Dynamic) в области аэродинамики - моделирование процессов на компьютере. Так что идея преодоления зоны волнового кризиса была для фирмы неким "вызовом" и поводом показать и рассказать миру о своих наработках и результатах. В итоге были сделаны "цифровые продувки", где были:
- оптимизирован винт - доработаны лопасти для схемы Scimitar - саблевидные лопасти известны давно, но здесь они были рассчитаны для конкретного мотора и конкретной скорости, в единственном экземпляер

- оптимизировано крыло - это именно та самая малозаметная доработка, которая решила всё, по сути... то есть доставила на землю пилота живым и здоровым - после того, как он прогулялся туда, где мало кто гулял в принципе

- оптимизирован фюзеляж с точки зрения путевой устойчивости.

В итоге мы увидели красивый фильм о том, как был этот рекорд установлен.

На съемках видно, что самолет разгоняется в пологом пикировании и проходит 3-километровую мерную дистанцию горизонтально. Если обратили внимание, после самого быстрого прохода - следующие три шли всё медленнее и медленнее. И далее видно, что после последнего прохода из самолета что-то вытекает... Думаю, что мотор начал выбрасывать масло - видимо, его тоже "оптимизировали" для выдачи максимальной мощности в одном полёте. И масляные уплотнения стали не выдерживать...

Примечательны слова матери пилота в интервью: не хотела бы видеть это всё ещё раз.

То есть всё происходило настолько "на грани", что никто не знал до самого конца, сможет ли пилот после посадки уйти своими ногами... Но в фильме этого всего не видно - видны только красивые виды."
"Из двигателя на последнем проходе могло выбрасываться не только масло, но и охлаждающая жидкость. Помпа тоже работала за пределом возможностей."

Здесь фильм о подобном рекорде:






тут сайт про подобный P-51



Немного истории рекордного самолета:
1944: построен как P-51C-10-NT компанией North American в Tulsa, Oklahoma, USA с s/n 44-10947 USAAF.
1946: с номерами NX1202, Paul Mantz, 46 "Excalibur" гоночный самолет
1946: Bendix Race 2,048 miles: 1 место с результатом 435 mph, пилот Paul Mantz
1947: Bendix Race 2,048 miles: 1 место с результатом 460 mph, пилот Paul Mantz
1947: установил рекорд побережье-побережье (в обеих направлениях) как "Blaze of Noon"
1948: 60 "The Houstonian"
1948: Bendix Race 2,044 miles: 2 место с 446 mph. Летал с Linton Carny, Mantz flew 1st Place N1204
1949: 60 Bendix Race 2,008 miles: 3 место с 449mph. Пилот Herman Salmon
1950: N1202, Charles Blair / Pan American World Airways, летал как "Excalibur III"
1951: 31 января - рекордный полет из Нью-Йорка в Лондон, 7 часов 48 минут
1951: 29 мая - рекордный полет из Bardufoss Норвегия через Северный полюс в Fairbanks AK за 10 часов 27 минут
1951: рекордный полет из Fairbanks AK в Нью-Йорк, 9.5 часов
1952: Charles Blair выиграл Harmon International Trophy by President Harry Truman
1953: куплен Pan American
1953: подарен Smithsonian Institution, NASM
1977: реставрация
1988: в экспозиции California Museum of Science/Industry
2000: перевезен в NASM, Washington DC
2004: в экспозиции Udvar-Hazy Center, NASM


Американцам срочно требовался новый дальний истребитель. На эту роль подошел бы Mustang, если бы удалось выправить положение с его высотными характеристиками.
В мае 1942 года помощник военного атташе США в Лондоне майор Т. Хичкок сообщил в Вашингтон о том, что англичане рассматривают возможность монтажа двигателя Merlin на Mustang и рекомендовал тоже поработать в этом направлении. Его поддержал советник президента Рузвельта по авиации Э. Рикенбейкер, бывший летчик-истребитель, ас Первой мировой войны. На их стороне оказался и начальник штаба ВВС генерал X. Арнольд.


В Америке к этому времени имелся свой вариант Merlin. В сентябре 1940 года автомобилестроительная компания "Packard motor car", и ранее выпускавшая авиамоторы, приобрела лицензию на выпуск двигателя Merlin XX. Освоение его производства оказалось нелегкой задачей. Английский мотор был легок, экономичен, надежен, но отличался сложностью сборки и регулировки. Наши механики, наковырявшиеся в войну с двигателями Huricane и Spitfire, переиначили Rolls-Royce в "Ройсь, ройсь, копайсь". С кувалдой и соответствующей матерью делать там было нечего. Но в наши школы младших авиационных специалистов брали парней с шестью классами образования. А у компании Packard имелись и многолетние традиции, и опытные специалисты, и культура производства. Однако и ей Merlin поначалу "вышел боком". Американцам пришлось пригласить из Англии не только инженеров и мастеров, но даже квалифицированных рабочих. Только после этого завод Packard стал давать качественную продукцию. Американский вариант "двадцатого" не был идентичен английскому. На двигателе, получившем обозначение V-1650-1, внедрили вкладыши коренных подшипников с покрытием из так называемого "белого сплава", содержавшего большую долю серебра. Они позволили дальнейшее форсирование по оборотам и увеличили межремонтный ресурс. Для выхлопных клапанов американцы использовали жаростойкий хромоникелевый сплав.


Первоначально компания Packard выпускала V-1650-1 для экспорта в Канаду, где они именовались Merlin 28. Канадские заводы ставили их на местные модификации Huricane, Mosquito и Lancaster. Весной 1942 года представители Packard начали переговоры с Rolls-Royce о лицензии на 60-ю серию Merlin.
25 июля 1942 года компания North American получила от командования ВВС контракт на пробную переделку двух Mustang под двигатели Merlin 65, купленные в Англии.


Выполненный американскими инженерами проект NA-101 существенно отличался от английской "десятки". Объем переделок у них возрос, но зато сохранялась отличная аэродинамика фюзеляжа. Merlin был уже и длиннее Allison. Потребовались новые моторама и капот. Воздухозаборник двигателя конструкторы North American, как и англичане, перенесли вниз, разместив его сразу за коком винта. А вот с радиаторами поступили иначе. Как и у англичан, рядом с двигателем разместили промежуточный радиатор, где нагретый до почти 400 градусов воздух охлаждался "престоном". Жидкость затем отводилась в другой радиатор, где, в свою очередь, охлаждалась потоком холодного воздуха. Но этот второй радиатор разместили не под двигателем, а между двумя секциями основного радиатора в обтекателе под фюзеляжем. Поскольку он занял место, где раньше находился маслорадиатор, то последний выдвинули вперед. Увеличившаяся мощность двигателя потребовала большей производительности основного радиатора - пришлось сделать его побольше. Габариты капота блока радиаторов при этом увеличились, а нижняя кромка входного отверстия опустилась на 50 мм. Переделали выходную створку канала. Двигатель вращал четырехлопастной винт-автомат Hamilton standart диаметром 3,4 м. Кроме того, на самолете внедрили элероны новой конструкции.


С учетом возросшей тяги многие элементы конструкции планера усилили. Заменили бомбодержатели: теперь истребитель мог увезти вдвое большую бомбовую нагрузку. Под каждым крылом теперь подвешивалась 454-кг бомба. Стрелковое вооружение осталось тем же, что у Р-51А- четыре 12,7-мм пулемета в крыле за пределами диска ометания винта; общий боезапас составлял 1260 патронов.
Обилие внесенных в машину изменений можно оценить по тому, что на проектирование новой модификации затратили втрое больше человеко-часов, чем на создание исходного NA-73. Поэтому военные поначалу дали истребителю совершенно новое обозначение ХР-78. Позже приняли решение все-таки считать его еще одной модификацией Mustang.

Опытные образцы с английскими Merlin строились под маркой ХР-51В. Две первых машины переделали из экспортных истребителей для Англии, задержанных на заводе. Два экземпляра ХР-51В завершили в конце ноября 1942 года. Первая машина не имела никакого вооружения, на второй стояли четыре пулемета. Та, что без вооружения, поднялась в воздух первой, 30 ноября на ней совершил полет Р. Чилтон. Через 45 минут ему пришлось поспешно приземлиться из-за перегрева двигателя. Оказалось, что этиленгликоль реагирует с использованными в конструкции системы охлаждения сплавами. Образовавшийся осадок закупорил соты радиатора.


Конструкторы предусмотрели радиатор большей площади, заключенный в увеличенный обтекатель. Пришлось увеличивать и размеры входа в канал. Но в полете этот вариант создал такой громкий и отвратительный шум, что вход решили опять переделать.


На втором ХР-51В появился полностью переделанный блок радиаторов. Теперь они стояли "в два этажа". Маслорадиатор стоял впереди и внизу. Он имел отдельный выходной канал с собственной регулирующей створкой с гидроприводом. Три секции основного радиатора (две боковых - для рубашек блоков мотора, центральная - для интеркулера) находились сзади и выше. Переднюю кромку воздухозаборника вытянули вперед и срезали наискосок. Результаты первых же полетов продемонстрировали, что "игра стоит свеч". Скороподъемность практически во всех диапазонах высот примерно удвоилась. На 9000 м прибавка в скорости по сравнению с серийным Р-51А составила 160 км/ч, значительно увеличился практический потолок.


Но эти цифры лишь служили подтверждением правильности уже принятого решения. Дело в том, что еще за три месяца до первого полета ХР-51В North American получила заказ от ВВС на 400 машин с Merlin и еще 1000 намеревались приобрести англичане. Последних вполне устраивало то, что делиться с американцами собственными двигателями не придется. По оценкам генерала Арнольда, содержавшимся в докладе президенту Рузвельту, только ВВС армии США могли бы поглотить до 2200 новых P-51 Mustang. В результате ранее выданные заказы на Р-51А аннулировали, заменив их контрактами на Р-51В. Чуть позже добавили заказы еще на 1350 машин.


Их намеревались комплектовать моторами V-1650-3 с двухступенчатыми двухскоростными нагнетателями. Этот вариант двигателя был ближе к английскому Merlin 68, чем к типу 65. Конструкция V-1650-3 включала те же отличия от британского прототипа, что и у V-1650-1, плюс механизм переключения скоростей, разработанный компанией Wright. Максимальная длительная мощность равнялась 1450 л.с., а на так называемом чрезвычайном боевом режиме (пятиминутном, дальше выходили из строя перегретые подшипники) двигатель мог развить 1650 л.с.


Мощностей завода в Инглвуде для столь массового производства было явно недостаточно. У North American имелось еще одно предприятие в Далласе; там по лицензии собирали тяжелые бомбардировщики В-24. Руководство компании решило параллельно развернуть выпуск истребителей с Merlin и в Инглвуде, и в Далласе. Поскольку целесообразно было приобретать некоторые комплектующие, такие как аккумуляторы, приборы, арматуру, у местных компаний, а не везти через пол страны, варианты, собираемые на двух предприятиях, немного отличались. В связи с этим истребители из Инглвуда именовались Р-51В (NA-101), а из Далласа Р-51С (NA-103, а с 1944 года - NA-111).

Первый серийный Р-51В облетали 5 мая 1943 года, а первый Р-51С поднялся в небо 5 августа 1943 года. Самолеты и того, и другого варианта попали в строевые части ВВС в конце лета.


Серийные Р-51В и Р-51С имели вытянутый вперед и скошенный воздухозаборник блока радиаторов. Форточка на левой стороне козырька кабины отсутствовала. Эти машины демонстрировали весьма высокие летные данные. При взлетном весе 3841 кг на контрольных испытаниях истребитель Р-51В показал скорость 729 км/ч и практический потолок 13 500 м.

Интересно, что после внедрения Merlin общая длина машины почти не изменилась, лишь носовая часть стала длиннее... на 10 мм.


Первые серийные машины именовались Р-51В-1 и Р-51С-1. Первых изготовили 400, вторых 250. Затем последовали первоначально незначительно отличавшиеся от них Р51-В-5. Однако военные постоянно требовали увеличение радиуса действия истребителей. Поэтому за местом летчика разместили дополнительный протестированный бензобак емкостью 322 л. Внешне он выглядел как невысокая прямоугольная пирамида. Завод в Инглвуде изготовлял специальные переделочные комплекты для его монтажа, отправлявшиеся в мастерские ВВС или непосредственно в строевые части. Последние 550 выпущенных В-5 (всего их построили 800) доработали еще до сдачи военным; они получили обозначение В-7. Аналогичным образом переделанные С-1 превратились в С-3.


Вообще действовавшая тогда в США система обозначений военных самолетов предусматривала применение в качестве номеров базовых серий чисел, кратных пяти. Счет начинался с единицы (например, В-1), а далее шли 5, 10, 15, 20 и так далее. Самолеты, у которых номера серий в эту систему не укладывались, представляли собой переделки, выполненные уже после постройки машины в базовом варианте на заводе, в ремонтных мастерских или непосредственно на фронте. Номер серии переделки обычно был немного больше, чем у исходного типа.


Общий запас топлива при подвеске двух сбрасываемых баков возрос до 1588 л. Из-за этого Mustang модификаций В-7 и С-5, естественно, стали тяжелее. При полной заправке взлетный вес поднялся до 4450 кг, а с бомбами или подвесными баками равнялся 5357 кг. Кроме того, дополнительный бак сдвинул центровку самолета назад, что привело к некоторой курсовой неустойчивости.


Бак переделывать не стали, но в инструкцию записали запрещение заправлять в него больше 246 л бензина. Тем не менее, поведение самолетов с дополнительными фюзеляжными баками в полете было неприятным. Топливо из этой емкости стремились израсходовать в первую очередь, на это уходил примерно час, в течение которого летчик боролся со стремлением машины постоянно уйти в сторону. Особенно боялись за молодых пилотов, не имевших достаточного опыта. Но увеличение радиуса действия было настолько ценно, что командование было готово мириться с возможными потерями. С дополнительным баком в фюзеляже самолет мог пролететь 1310 км. При подвеске двух американских металлических каплевидных баков по 284 л дальность возрастала до 1995 км, а если брали английские фибровые баки по 409 л - до 2320 км. Самолет мог продержаться в воздухе до шести часов.


Следующим шагом в модернизации Mustang стало внедрение двигателя V-1650-7 с улучшенными высотными характеристиками. За счет изменения регулировки мощность на средних высотах немного упала, зато выше 6500 м - возросла. Максимально можно было "выжать" 1695 л.с. Соответственно изменилась и скорость, максимум теперь достигался на 7600 м - 703 км/ч. Эти двигатели монтировали на все серии, начиная с В-15 и С-5 (причем последняя пошла немного раньше). Всего собрали 398 истребителей с V-1650-7.


Последние серии Р-51В и Р-51C оснастили РЛС предупреждения об атаке сзади AN/APS-13. Ее штыревые антенны торчали "усиками" вправо и влево из средней части киля. Некоторое количество машин укомплектовали радиополукомпасами; их можно было отличить по круглой рамке пеленгационной антенны на кронштейне над гаргротом.


71 Р-51 В-10 и 20 Р-51C-10 переделали в скоростные фоторазведчики под общим названием F-6C. На них монтировались перспективные фотоаппараты типов К17, К22 или К24. Один из них стоял за кабиной пилота, а второй - в фюзеляже за выходными створками радиаторов. Объективы у обоих смотрели влево.
Вооружение у F-6C сохранили, но позднее на фронте для облегчения снимали два пулемета или вообще все четыре.
Несколько Р-51В превратили в двухместные учебно-тренировочные машины. Вторая кабина, в которой сидел инструктор, размещалась на месте фюзеляжного бензобака. Большого распространения "спарки" на базе Р-51В не получили, поскольку также страдали от чрезмерно задней центровки и были сложны в пилотировании.

ЛТХ:
Модификация P-51B-1-NA
Размах крыла, м 11.28
Длина, м 9.82
Высота, м 3.71
Площадь крыла, м2 21.65
Масса, кг
пустого самолета 3103
нормальная взлетная 4173
максимальная взлетная 5080
Тип двигателя 1 ПД Packard Merlin V-1650-3
Мощность, л.с. 1 х 1620
Максимальная скорость , км/ч 708
Практическая дальность, км
без ПТБ 1304
с ПТБ 3540
Скороподъемность, м/мин 847
Практический потолок, м 12740
Экипаж, чел 1
Вооружение: четыре 12.7-мм пулемета
одна 227-кг бомба
Tags: 2018, national air and space museum, north american, p-51, steven f udvar-hazy center
Subscribe
  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 0 comments