Реактивная тяга

Евгений Пепеляев (справа)

Ну а непревзойденным "реактивным" асом стал заместитель командира эскадрильи 17-го полка 303-й истребительной авиационной дивизии капитан Николай Сутягин. Свой счет реактивным победам он открыл 19 июня пятьдесят первого. А уже через три дня увеличивает их до 3.

 

Тогда в момент разворота звену советских летчиков во главе с Николаем Сутягиным заходила в "хвост" четверка F-86. Умелый маневр, и наши пилоты уже в "хвосте" "Сейбров". Заметив МиГи, американцы после левого разворота пошли в пикирование. Сутягин с дистанции 400-500 метров открыл огонь по ведомому. Но вторая пара американцев зашла звену в "хвост", это заметил ведомый старший лейтенант Шулев - он резким маневром вышел из-под удара. Ведущий первой американской пары, заметив, что стреляют по ведомому, пошел на "косую петлю". Но он не смог противостоять мастерству Сутягина, который в верхнем положении, уже сблизившись до 250-300 метров, открыл по нему огонь. F-86 запылал и стал падать. Чуть позже был уничтожен еще один "Сейбр".

Умению Сутягина драться с американцами завидовали во всей дивизии, как и его нацеленности на победу.

Лето 51-го для Николая стало результативным - 6 сбитых самолетов противника, еще результативней осень - 8 уничтоженных машин. Только в декабре Сутягин одержал 5 воздушных побед. В начале 52-го он стал реже вылетать на боевые вылеты, как асу ему было поручено выступать перед летчиками полков второго эшелона, готовившимся к боям. Тем не менее, в январе 52-го он сбил 3 самолета противника.

 

Итак, Николай Сутягин за время боевых действий с 17 июня 1951 года по 2 февраля 1952 года произвел 149 боевых вылетов, провел 66 воздушных боев, лично сбил 22 самолета - наивысший результат в корейской войне. На его счету 15 F-86 "Сейбр", 2 F-80 "Шутинг Стар", 3 F-84 "Тандерджет" и 2 "Глостер-Метеор".

 

К слову, не все критерии, используемые при анализе результатов летчиков второй мировой, применимы к корейской войне. Противоборствующие стороны находились примерно в равных условиях. Даже сражались советские и американские пилоты на самолетах, которые были близки по основным летно-техническим данным. МиГ-15 превосходил F-86 в скороподъемности, удельной тяговоруженности. "Сейбр" быстрее набирал скорость при пикировании, был более маневрен, обладал большей дальностью полета. Однако МиГ отличался вооружением, две пушки 23-мм калибра и одна 37-мм характеризовались высокой скорострельностью, а снаряды пробивали любую броню. 6 крупнокалиберных "сейбровских" пулеметов "Кольт Браунинг" не давали такого эффекта.

У капитана Николая Сутягина высочайший результат. Ему принадлежат почти все рекорды воздушного боя на реактивной технике. Он одержал наибольшее число побед - 22. Сбил наибольшее число реактивных самолетов. Всех больше уничтожил современнейших на то время F-86 "Сейбр" - 15. Он добился и высокого результата в воздушных поединках за один месяц - 5 побед.

В военно-воздушных силах США не было пилота, равного Николаю Сутягину по мужеству и мастерству в реактивной войне. Как, впрочем, и Евгению Пепеляеву.

 

Всего в ходе корейской войны 51 советский летчик стал асом, одержав по 5 и более побед.

 

А теперь уместно сказать вот о чем. Американцы как пилоты, так и исследователи корейской войны, оказались большими мастерами фальсификаций. Они "забрали" себе все рекорды, доказывая тем самым тезис, а точнее, миф о своем боевом превосходстве. Пример - книга "Аллея МиГов", изданная в Техасе в 1970 году.

 

Заокеанские исследователи вовсю пытаются приподнять мастерство своих пилотов. Они часто подчеркивают, что первым в истории реактивным асом стал капитан Джеймс Джабара, сбив к 20 мая 1951 года 5 самолетов (всего на счету Джабары 15 воздушных побед). Отмечают, что сильнейший летчик корейской войны - капитан Джозеф Макконнел (выиграл 16 поединков). Как мы убедились это совсем не так.

 

Разумеется, нужно отдать должное мужеству и мастерству американских летчиков, они сражались достойно, а порой и на равных с советскими асами. Причем те же Джозеф Макконнел и Джеймс Джабара, что называется, до конца остались верны небу. Первый погиб при испытательных полетах в 1954 году. Второй поставил целью стать асом и во время вьетнамской войны, был туда направлен, однако не осуществил своей цели - погиб в авиакатастрофе. Кстати, там он мог бы столкнуться с воспитанниками Николая Сутягина, который был советником во вьетнамских ВВС.

 

Не принижая мастерства американских летчиков, скажем, что счет советских асов солиднее. Ну а почти все рекорды "реактивной" войны, как я уже отмечал, принадлежат Николаю Сутягину. О чем, к слову, российским исследователям нужно вспоминать почаще, уточняя отдельные позиции в истории воздушных войн.

 

До сих пор в США пытаются подправить и общий итог войны. Так, в "Энциклопедии авиации" (Нью-Йорк", 1977 г.) отмечается, что всего американскими летчиками за время войны сбито 2.300 "коммунистических" самолетов (СССР, Китая и КНДР), потери США и их союзников -114. Соотношение - 20:1. Внушительно? Однако наиболее серьезные американские специалисты еще в пятидесятых годах, когда потери было скрыть трудно (смотри книгу "Воздушная мощь -решающая сила в Корее", Торонто - Нью-Йорк - Лондон, 1957 г.) отмечали, что ВВС США только в боевых схватках потеряли около 2000 самолетов, потери "коммунистических" самолетов они тогда оценивали скромнее - примерно в 1000 самолетов. Однако и эти цифры далеки от правды.

 

В 1993 году Генеральный штаб Вооруженных Сил России рассекретил документы времен войны в Корее. Вот общие данные. Советскими летчиками 64-го истребительного авиационного корпуса (за время войны в него попеременно - от 6 месяцев до одного года - входило десять дивизий) было проведено 1.872 воздушных боя, в ходе которых сбито 1.106 самолетов противника, из них F-86 - 650 единиц. Потери корпуса - 335 самолетов. Соотношение - 3:1 в пользу советских пилотов, в том числе по новейшим машинам (МиГ-15 и F-86 "Сейбр") - 2:1.

Реактивная тяга

ВРД — реактивный двигатель, развивающий тягу за счёт реактивной струи рабочего тела, истекающего из сопла двигателя. С этой точки зрения ВРД подобен ракетному двигателю (РД), но отличается от последнего тем, что большую часть рабочего тела он забирает из окружающей среды — атмосферы, в том числе и кислород, используемый в ВРД в качестве окислителя. Благодаря этому ВРД обладает преимуществом в сравнении с ракетным двигателем при полётах в атмосфере. Если летательный аппарат, оборудованный ракетным двигателем должен транспортировать как горючее, так и окислитель, масса которого больше массы горючего в 2-8 раз, в зависимости от вида горючего, то аппарат, оснащённый ВРД должен иметь на борту только запас горючего, и при одной и той же массе топлива аппарат с ВРД обладает энергетическим ресурсом в несколько раз большим, чем ракета с РД.

Рабочее тело ВРД на выходе из сопла представляет собой смесь продуктов сгорания горючего с оставшимися после выгорания кислорода фракциями воздуха. Если для полного окисления 1 кг керосина (обычного горючего для ВРД) требуется около 3,4 кг чистого кислорода, то, учитывая, что атмосферный воздух содержит лишь 23 % кислорода по массе, для полного окисления этого горючего требуется 14,8 кг воздуха, и, следовательно, рабочее тело, как минимум, на 94 % своей массы состоит из исходного атмосферного воздуха. На практике в ВРД, как правило, имеет место избыток расхода воздуха (иногда — в несколько раз, по сравнению с минимально необходимым для полного окисления горючего), например, в турбореактивных двигателях массовый расход горючего составляет 1 % — 2 % от расхода воздуха. Это позволяет при анализе работы ВРД, во многих случаях, без большого ущерба для точности, считать рабочее тело ВРД, как на выходе, так и на входе, одним и тем же веществом — атмосферным воздухом, а расход рабочего тела через любое сечение проточной части двигателя — одинаковым.

Динамику ВРД можно представить следующим образом: рабочее тело, поступает в двигатель со скоростью полёта, а покидает его со скоростью истечения реактивной струи из сопла. Из баланса импульса, получается простое выражение для реактивной тяги ВРД:

(1)

Где — сила тяги, — скорость полёта, — скорость истечения реактивной струи (относительно двигателя), — секундный расход массы рабочего тела через двигатель. Очевидно, ВРД эффективен (создаёт тягу) только в случае, когда скорость истечения рабочего тела из сопла двигателя превышает скорость полёта: .

Скорость истечения газа из сопла теплового реактивного двигателя зависит от химического состава рабочего тела, его абсолютной температуры на входе в сопло, и от степени расширения рабочего тела в сопле двигателя (отношения давления на входе в сопло к давлению на его срезе).

Химический состав рабочего тела для всех ВРД можно считать одинаковым, что же касается температуры, и степени расширения, которые достигаются рабочим телом в процессе работы двигателя — имеют место большие различия для разных типов ВРД и разных образцов ВРД одного типа.

С учётом вышесказанного можно сформулировать и главные недостатки ВРД в сравнении с РД:

· ВРД работоспособен только в атмосфере, а РД — в любой среде и в пустоте.

· ВРД эффективен только до некоторой, специфической для данного двигателя, предельной скорости полёта, а тяга РД не зависит от скорости полёта.

· Воздух поступает в ВРД через входное устройство, и в основном режиме его работы ось входного устройства совпадат с вектором скорости полёта. При маневрировании летательного аппарата происходит отклонение оси входного устройства от вектора скорости полёта, и при больших значениях угла атаки и/или угла скольжения условия поступления воздуха в двигатель существенно изменяются, что может привести к срыву его стабильной работы (см. помпаж). Для РД этой проблемы не существует.

· ВРД значительно уступает ракетному двигателю в удельной тяге по весу — отношении тяги двигателя к его весу на Земле. Например, для ТРД АЛ-31ФП этот показатель равен 8.22, а для ЖРД НК-33 — 128. Это означает, что при одной и той же тяге ракетный двигатель в несколько раз (иногда, более чем в десять раз) легче ВРД. Благодаря этому РД успешно конкурируют с ВРД в нише скоростных крылатых ракет относительно небольшого радиуса действия — ЗУР, воздух-воздух, воздух-поверхность, для которых необходимость иметь на борту запас окислителя компенсируется меньшей массой двигателя.

 

Формула при отсутствии внешних сил

Если нет внешних сил, то ракета вместе с выброшенным веществом является замкнутой системой. Импульс такой системы не может меняться во времени.

, где

— двигающая ракету (rocket) сила

— масса ракеты

— ускорение ракеты

— скорость истечения газов

— расход массы топлива (fuel) за единицу времени

Поскольку скорость истечения продуктов сгорания (рабочего тела) определяется физико-химическими свойствами компонентов топлива и конструктивными особенностями двигателя, являясь постоянной величиной при не очень больших изменениях режима работы реактивного двигателя, то величина реактивной силы определяется в основном массовым секундным расходом топлива.