Последние бипланы СССР

Биплан и моноплан. Две аэродинамические схемы. Два пути развития авиации. До середины тридцатых годов двадцатого века авиация преимущественно развивалась по бипланной схеме и лишь иногда появлялись самолёты-монопланы символизируя собой начало нового пути в развитии боевых самолётов. Многие авиационные державы до последнего старались выжать максимум из бипланной схемы, тем самым пытаясь оттянуть её неизбежный закат, но в итоге всё равно монопланная схема взяла своё. Для начала расскажем, что же такое есть моноплан и биплан, в чём их преимущества, и в чём недостатки.

Моноплан (от греческого слова «?????», что означает «один» и латинского «planum», то есть «плоскость») есть самолёт, имеющий одну несущую поверхность (одно крыло), в отличие от биплана. В зависимости от высоты установки крыла относительно фюзеляжа монопланы бывают следующих типов: низкопланы (крыло крепится к нижней части фюзеляжа), среднепланы (крыло крепится к средней части фюзеляжа), высокопланы (крыло крепится к высокой части фюзеляжа) и моноплан-парасоль (когда крыло располагается над фюзеляжем и крепится к нему с помощью стоек и расчалок). Если у моноплана крыло не поддерживается расчалками, стойками или подкосами, его называют свободнонесущим монопланом. 

Биплан есть самолет с двумя несущими поверхностями (крыльями), как правило, расположенными одна над другой. Данная конструкция позволяет получить большую площадь крыльев и подъемную силу при меньшем размахе крыла, что очень существенно при недостатке прочности. Тем более, что увеличению прочности способствует возможность использовать замкнутые рамные конструкции из верхней и нижней плоскостей. Недостатком является повышенное аэродинамическое сопротивление. Вариант с нижним крылом, значительно меньшим чем верхнее, называют полуторапланом. Вариант биплана с плоскостями, расположенными не друг над другом ( с разносом), называют тандемом. 

Преимущества биплана перед монопланом состоят в следующем : разделение несущей площади на две плоскости хорошо сказывается на габаритных размерах самолета, что в свою очередь вызывает уменьшение общего веса, а также вертикального и горизонтального моментов инерции. Уменьшение моментов инерции положительно сказывается на маневренности аппарата. Дополнительный выигрыш в весе может дать использование расчаливания коробки крыльев. Расчаленная крыльевая коробка может быть реализована в виде статически неопределимой конструкции, что дает дополнительный запас надежности. Практика также показала большую, чем у монопланов устойчивость к срыву потока с крыла, которая объясняется тем, что в первую очередь срыв начинался на верхнем (как правило) вынесенном вперед по полету и установленному с большим углом атаки, крыле. При этом нижнее крыло продолжало выполнять несущие функции. Вместо срыва в штопор хорошо скомпонованный биплан опускает нос и набирает необходимую для создания подъемной силы скорость. 

Недостатки биплана : основным из них по сравнению с монопланом является более высокое профильное сопротивление, вызванное наличием двух крыльев. Сопротивление системы подкосов и расчалок, которое приписывается бипланам, скорее присуще наиболее ранним конструкциям самолетов, а не самой схеме. В истории авиации есть примеры бипланов с обоими чистыми (без подкосов и расчалок) крыльями, так называемые свободнонесущие бипланы. В качестве недостатка, при некоторых компоновках аппарата, может также иметь место ограничение обзора между крыльями. 

Проще говоря моноплан это больш?я скорость, но и больш?я взлётная дистанция и меньшая манёвренность, а биплан это меньшая скорость вследствие большего лобового сопротивления, но более высокая манёвренность и гораздо меньшая взлётная и посадочная дистанция. И если за рубежом с монопланной схемой в основном разобрались к середине-концу тридцатых годов и она полностью вытеснила собой самолёты-бипланы, то в СССР практически до начала сороковых годов некоторыми конструкторами предпринимались отчаянные (и где-то обоснованные) попытки реанимации биплана. Невысокую относительно моноплана скорость пытались компенсировать применением более мощных двигателей и установкой полностью убираемого шасси. В нашей стране были предприняты пожалуй единственные в мире попытки совместить преимущества той и другой схемы путём создания самолётов невиданного доселе типа : монобиплан, где нижнее крыло складывалось после взлёта, тем самым превращая самолёт в моноплан. 

Над последними в СССР бипланами практически до начала сороковых годов работали следующие конструкторы : Поликарпов со своими проектами И-190, И-195 и  И-170, молодые инженеры Боровков и Флёров с проектом биплана И-207, Таиров с проектом истребителя-штурмовика ОКО-4, Никитин и Шевченко с серией самолётов ИС («истребитель складной») с порядковыми номерами от 1 до 4. Также в КБ Микояна и Гуревича проектировался самолёт ПБШ-2 («пикирующий бронированный штурмовик») по бипланной схеме. Этот самолёт также имел индекс МиГ-6. Одной из последних попыток продлить жизнь биплана за рубежом надо признать канадский опытный истребитель FDB-1 созданный в 1938 году выходцем из России Михаилом Григорашвили. Далее об этих разработках будет рассказано более подробно. 

Опытный истребитель И-190 

Существовавшая в СССР в конце 1930-х годов концепция ведения воздушного боя предполагала наличие скоростных монопланов (основной самолёт), которые должны были дополнять маневренные бипланы, двухместные истребители и тяжёлые двухмоторные истребители. В соответствии с этими соображениями КБ Поликарпова, в начале января 1938 г. получило задание ВВС на создание маневренного биплана. Из за загруженности КБ другими разработками приступить к проектированию И-190 удалось лишь осенью 1938 года. Более серьезно заниматься самолетом стали в феврале 1939 года после третьей макетной комиссии. Первой экземпляр И-190 был изготовлен на Государственном авиационном заводе № 1 (ГАЗ № 1) в октябре 1939 года. 

Это последний истребитель- полутороплан , повторявший конструкцию И-153 , но с двигателем М-88 и с рядом конструктивных улучшений. Предназначался самолет для ведения воздушного боя при высокой маневренности в групповом бою в сочетании со скоростными истребителями. По действовавшей тогда теории скоростные истребители - монопланы должны были настигнуть противника и связать боем. Подоспевшие истребители - бипланы в маневренном бою призваны были противника уничтожить. Предполагалось применение И-190 и в качестве штурмовика, а при использовании подвесных баков - как истребителя сопровождения.  

Конструкция повторяет И-153, с усилениями в узлах. Фюзеляж-это ферма из хромансилевых труб, с дюралюминиевым формообразующим каркасом. Обшивка до кабины пилота из дюралюминиевых листов, далее до хвоста полотно. Двигатель М-88, 14-цилиндровая двухрядная звезда диаметром 1296 мм. Капот двигателя с регулируемой задней щелью, коллектор отработанных газов состоит из двух половин, выхлопные патрубки по одному с каждого борта. На правом борту фюзеляжа за капотом двигателя установлен маслорадиатор, там же выход охлаждающего воздуха. Бипланная коробка крыльев связана I-образными стойками и расчалена четырьмя двойными несущими и двумя двойными поддерживающими расчалками. Верхнее и нижнее крыло снабжены элеронами. Профиль обоих крыльев Clark-YH 10%. Крылья двухлонжеронные, цельнодеревянные, обшиты фанерой толщиной 1,5 мм. Сверху вся поверхность крыльев обклеивалась полотном на эмалите, после чего покрывалась несколькими слоями аэролака и полировалась. Хотя хвостовое оперение было свободнонесущим, предусматривалась возможность установки расчалок между килем и стабилизатором и для этого имелись соответствующие узлы. Основное шасси, снабженное колесами 700 х 150 мм практически полностью соответствовало шасси И-153. Хвостовой костыль убираемый, с литым резиновым колесом 150 х 90 мм. 

Стрелковое вооружение состоит из четырех синхронных пулеметов ШКАС калибра 7,62 мм. В дальнейшем была предусмотрена установка двух синхронных пулеметов БС калибра 12,7 мм. Максимальная бомбовая нагрузка И-190 составляла 200 кг. Для подвески бомб под нижним крылом по типу И-153 были установлены встроенные бомбодержатели. 

По ряду причин работа над И-190 началась только весной 1939 года. Осенью 1939 года М-88 ожидали около десятка конструкторских коллективов, однако так и не дождались. М-88 капризничал, гнал стружку, недодавал мощности, отказывал в неподходящий момент. В таких условиях, 23 ноября 1939 года, на Центральный московский аэродром выкатили установленный на лыжи И-190. Самолет доставили на летную станцию завода № 1, где его покрасили, отполировали по возможности все поверхности, подвергли тщательному взвешиванию. Взлетный вес со ставил 2290 кг, на 184 кг больше расчетного В первых числах декабря начали испытывать двигатель. 15 декабря 1939 года старейший летчик-испытатель Ходынки Александр Жуков начал рулить на новом самолете и даже ухитрился в этот день совершить два небольших подлета. Первый полет Жукова состоялся 30 декабря 1939 года, летчик ничего необычного в поведении самолета не отмечал. Все последующие подъемы в воздух явились достаточно эпизодичными и сопровождались многочисленными улучшениями конструкции и возней с двигателем. 8 февраля 1940 года к испытаниям И-190 подключился летчик Уляхин, чуть позднее Давыдов. 1 апреля 1940 года у Давыдова в воздухе не вышла полностью правая стойка шасси, при посадке самолет получил небольшие повреждения. Через две недели И-190 отремонтировали и продолжили полеты, которые, будучи засчитаны как заводские испытания, продолжались до 6 июня 1940 года (отмечалась еще одна авария - в полете сорвало часть обшивки верхнего крыла). За период испытаний oпробовали три типа воздушных винтов АВ-2Л-1 диаметром 2,75 м, АВ-2Л-2 диаметром 2,65 м, АВ-2Л-3 диаметром 2,65 с винтом АВ-2А-2 максимальная скорость у земли составила 375 км/ч, а на высоте 5000 метров 410 км/ч. Полученные данные оценивались как неудовлетворительные, однако желаемые характеристики надеялись получить с новым редукторным двигателем М-88Р. Установку этого двигателя вместе с новым, удлиненным и переделанным капотом, в значительной степени позаимствовали у истребителя И-180. В таком вид И-190 выполнил ряд полетов вплоть до наступления нового 1941 года. Ожидаемую максимальную скорость 500 км/ч так и не достигли, работами по доводке машины занимались эпизодически. Связано последнее было не только со всеобщим угасанием интереса к истребителям бипланной схемы, но и с обстановкой, складывающейся вокруг Николая Поликарпова. Несколько аварий и катастроф (особенно это касалось истребителя И-180) значительно подорвали интерес к его деятельности со стороны руководящих органов. Максимально, чего удалось достичь на И-190 до февраля 1941 года, это скорость 488 км/ч на пятикилометровой высоте. 13 февраля 1941 г. в ходе выполнения планового облета произошел отказ двигателя М-88Р. Летчик Уляхин спланировал на Тушинский аэродром, однако в ту зиму лежал очень глубокий снег и машина, поставленная на колеса, при посадке скапотировала. Уляхин не пострадал, самолет получил значительные повреждения. Особого значения событию не придали и скоро о нем забыли. Аварийный И-190 не восстанавливали. Строился второй экземпляр самолета, который должны были снабдить мягкой герметической кабиной, а на моторе М-88 установить турбокомпрессор, однако после аварии 13 февраля работы по строительству И-190 были прекращены. В процессе испытаний на самолёте устанавливался сначала двигатель М-88БРЛ, а затем М-88Р. Варианты внешне отличались коком винта. 

Также имелись в разработке следующие варианты : 

И-191 - так иногда называли второй экземпляр И-190. Его планировалось оснастить двумя турбокомпрессорами ТК-1, что предполагало увеличение скорости – 530 км/ч на высоте 10500 м. Постройку самолёта начали на заводе №1. Однако турбокомпрессоры довести не удалось, и в начале 1941 г постройка машины была прекращена. 

И-190 с М-56 - рассматривался вариант самолёта с малогабаритным мотором М-56 конструкции Е.В. Урмина мощностью 850 л.с. ( форсированный вариант-1000л.с.), весом 450 кг, диаметром всего 1130 мм (М-88-684 кг, диаметр 1296 мм). По расчётам характеристики истребителя с М-56, возрастали, но доводка двигателя затянулась до самой войны. 

ТТХ : взлётный вес-2320 кг, мощность двигателя-1100 л.с, максимальная скорость-490 км/ч, потолок-12400 м, дальность полёта-720 км, вооружение :  2 пулемёта 12,7 мм, 2 пулемёта 7,62 мм или 4 пулемёта 7,62 мм и 200 кг бомб.