13 de septiembre de 1931, Kalshot Sleeps, Reino Unido. ¡El sol está en agua fría, fuentes de salpicaduras y el rugido de los motores de los aviones! Las miradas de miles de espectadores se fijan en pequeños puntos que se precipitan a una velocidad aterradora sobre la superficie de la bahía que parece un espejo. Por delante están los favoritos de la carrera aérea - "Supermarines" modelo S.6B. Azul y plateado. Les sigue el italiano Makki M.67. ¿Quién se llevará el premio principal?
La Copa Schneider fue para los británicos. El hidroavión Supermarine S.6B cubrió la ruta a una velocidad de 547 km / h. Después de 17 días, el hidroavión estableció un récord mundial absoluto, ¡acelerando a 655 km / h! Por este logro, el diseñador de aviones Reginald Mitchell (el futuro creador de "Spitfire") recibió la Orden del Imperio Británico.
El récord no duró mucho: heridos por la derrota, los italianos finalizaron apresuradamente su Macchi. El 23 de octubre de 1934, el piloto Ajello superó el listón de los 700 km / h. Su récord (709, 2 km / h) duró hasta 1939.
Ahora, después de 80 años, parece increíble cómo estos monoplanos de refuerzo con motores de pistón desarrollaron velocidades tan tremendas. Pero aún más sorprendente es el hecho de que todos los récords de velocidad de esos años pertenecían a hidroaviones con ridículos flotadores que volaban al nivel del mar. Mientras que los mejores cazas "terrestres", volando en capas delgadas de la atmósfera, no pudieron superar el listón de los 500 km / h.
Macchi M.67
Los secretos del éxito de los hidroaviones fueron: a) alta carga alar específica; b) alta potencia del motor. Si todo está claro con los motores, entonces el primer punto requiere explicaciones adicionales.
No es ningún secreto que el avión vuela con las alas en el aire. Una condición necesaria para crear la sustentación del ala es la diferencia entre la dirección del flujo de aire incidente y la cuerda del ala. Esta diferencia es el ángulo de ataque: el ángulo entre la cuerda del ala y la proyección de la velocidad del avión en el sistema de coordenadas asociado. En un vuelo horizontal, el avión literalmente "empuja" el ala hacia el aire, debido a lo cual se forma un área de mayor presión, un "colchón de aire", en la superficie inferior del ala, lo que permite que el avión permanezca en el aire.
El valor de la sustentación depende del área del ala, su perfil, el ángulo de instalación en relación con el flujo de aire, así como la densidad del medio aéreo y la velocidad de la aeronave. A altas velocidades, la aeronave ya no requiere un área de ala grande. Por el contrario, crea una resistencia innecesaria, lo que dificulta el vuelo a alta velocidad. Eche un vistazo a las pequeñas alas de los misiles de crucero para ver qué tan grave es esto. Por desgracia, a diferencia del CD, el avión debe poder realizar un aterrizaje suave. Y aquí es donde comienzan los problemas.
Cuanto más pequeña es el ala, más kilogramos de masa de la aeronave cae en cada metro cuadrado de su superficie. Con una disminución de la velocidad, en algún momento, el valor de la sustentación se vuelve menor que la carga en el ala. Pérdida de estabilidad, estancamiento, desastre. En condiciones normales, el avión debería descender suavemente, manteniendo suficiente sustentación hasta el aterrizaje. Cuanto más grande sea el ala, más suave y seguro será el aterrizaje. La velocidad de aterrizaje no puede ser demasiado alta; de lo contrario, el tren de aterrizaje se romperá por el impacto al contacto.
Los diseñadores de aviones de la década de 1930 se dieron cuenta rápidamente de que el área de ala más pequeña (y, como resultado, las velocidades máximas y de aterrizaje altas) se implementaba mejor en el diseño de un hidroavión. De hecho, el hidroavión tiene una pista de longitud ilimitada y el proceso de aterrizaje en sí puede realizarse a una velocidad inaceptablemente alta.
Como resultado, Supermarine S.6B y McKee M.67 tenían un ala muy pequeña (13,3 - 13,4 metros cuadrados). ¡Con un peso de despegue superior a dos toneladas! E incluso los flotadores enormes y feos no pudieron nivelar las cualidades de alta velocidad de los hidroaviones, logradas debido al ala de un área pequeña …
Un ejemplo maravilloso que muestra lo engañoso que puede ser la apariencia y las posibilidades que se pueden lograr mediante el conocimiento de la aerodinámica.
El jubiloso paseo marítimo de Portsmouth está escondido en la niebla del tiempo, y nos transportamos 80 años por delante, al hangar de la Base de la Fuerza Aérea de Eglin. Donde, en la tenue luz de las lámparas, una sombra gris extendió sus alas: el discreto caza-bombardero F-35 Lightning II. El tipo de avión de combate más discutido en la actualidad, con su escandalosa historia y una enorme cantidad de materiales dedicados a él. Entusiasta y francamente poco halagador.
No es posible realizar una evaluación completa de las capacidades del F-35 en el marco de este artículo. Notemos de pasada los puntos principales: por razones objetivas, la visibilidad del Lightnig debería ser menor que la de cualquiera de sus contrapartes, con la excepción del F-22. El sistema de navegación y avistamiento a bordo también está fuera de competencia, lo que vale un radar (https://topwar.ru/63227-nobelevskaya-premiya-za-radar-dlya-f-35.html). Por el momento, la discusión principal se centra en las características de rendimiento del nuevo avión. Está claro que a gran distancia "Lightning-2" representa una amenaza mortal para cualquier enemigo. Pero, ¿cuáles son sus cualidades en el combate cuerpo a cuerpo? A primera vista, nada extraordinario: uno, aunque sea un motor de par muy alto. Carga alar específica alta (más sobre eso a continuación). Alguien repite sobre la ineficiencia del diseño aerodinámico del F-35, desfigurado por elementos de tecnología furtiva. Sin embargo, a diferencia de los cazas convencionales, el F-35 no tiene que llevar armas ni estaciones de orientación en los puntos duros externos, tiene un par de bahías de bombas internas. Un argumento significativo en el debate sobre la aerodinámica del nuevo automóvil.
El pobre juicio aerodinámico del F-35 plantea otro punto interesante. El nuevo avión estadounidense es completamente inutilizable debido a un inconveniente irrecuperable: un medio del barco muy ancho, creando "una resistencia simplemente insoportable cuando se vuela a altas velocidades".
Estimado lector, ya ha captado la analogía entre el Supermarine S.6B y el moderno F-35. Las leyes de la aerodinámica no se modifican. Como hace 80 años, la resistencia principal de un avión en vuelo horizontal no es creada por el fuselaje, sino por su ala. Decenas de metros cuadrados de superficie (el área del ala de los modelos F-35A y 35B es 42, 7 metros cuadrados), teniendo en cuenta el seno del ángulo de ataque, ¡continuamente "amontonando" el aire!
Por lo tanto, todo lo que se habla de "un área de proyección frontal demasiado grande" en el F-35 no es científico. Incluso en vuelo nivelado, sin realizar maniobras, es el ala el principal factor de resistencia inductiva (frontal). Está claro cómo aumenta la resistencia durante el ascenso, cuando el ángulo de alineación del ala toma un valor de decenas de grados. O en ángulos de ataque supercríticos (para el F-35, este valor supera los 50 grados).
En este punto, volveremos a hacer un pequeño comentario sobre los principios básicos de la aviación.
El ala no solo es responsable de la sustentación y la resistencia, sino que también es el principal elemento de control de la aeronave. Contrariamente a la creencia popular, un avión no cambia su dirección de vuelo debido al timón vertical en la quilla. El timón es solo una herramienta auxiliar (mientras que la quilla en sí proporciona estabilización en vuelo). El giro se realiza mediante un giro en la dirección a la que debe dirigirse el avión. Como resultado, en el plano "bajado" del ala, el valor de la sustentación disminuye, en la parte superior aumenta. El momento emergente de fuerzas (¡y no es pequeño!) Gira el avión. Por tanto, el parámetro "carga específica en el ala" es importante: menos kilogramos de masa caen en cada cuadrado. metro de ala, más activamente las maniobras de la aeronave.
El área del ala de las principales modificaciones del F-35 es de 42,7 metros cuadrados. m (en la versión de cubierta - 58, 3 metros cuadrados), mientras que el máx. ¡El peso de despegue puede alcanzar las 30 toneladas! Según fuentes oficiales, la carga alar específica del F-35A con un peso de despegue de 24 toneladas es de 569 kg / m2. m. A modo de comparación: normas. El peso de despegue del Su-35 es de 25 toneladas (carga alar específica 410 kg / m2).
Obviamente, ninguno de los números dados tiene mucho sentido. El valor de carga específico está completamente determinado por la configuración específica de la aeronave (capacidad de municiones / combustible). Entran en combate aéreo con un suministro limitado de combustible (menos del 50% de la capacidad total de los tanques) en presencia de varios misiles aire-aire relativamente ligeros (el "peso de combate" oficial del F-35 es de aproximadamente 20 toneladas). En las misiones de choque, los coches se llenan hasta el cuello y se cuelgan de bombas. Es fácil imaginar cuál será la carga alar específica en este caso. Sin embargo, la maniobrabilidad en este caso ya no es importante. Es inconveniente para un bombardero participar en un combate aéreo cuerpo a cuerpo.
Vale la pena señalar que el peso vacío del F-35A es de aproximadamente 13 toneladas. El "secado" doméstico es mucho mayor: 19 toneladas. ¿Cuánto pesarán ambas máquinas para una misión específica? Hay muchas opciones de respuesta. ¡Y todos serán verdad!
Bueno, ahora que todos los puntos se han colocado sobre las "i", vale la pena prestar atención a varios esquemas interesantes. Comparación de las proyecciones frontales del F-35 con sus homólogos más cercanos: cazabombarderos ligeros.
El chico del F-16 siempre tiene escasez de combustible: tiene que llevar a la espalda una fea "joroba" hecha de tanques de combustible conformes. Sin embargo, a pesar de su curiosa apariencia, no hay duda de su efectividad en el combate.
MiG-29. Con enorme arista radicular del ala, donde se ubican las "branquias" de las tomas de aire adicionales. Enorme "pico" de proa, góndolas de motor y armas en la eslinga exterior. ¡Pero las apariencias engañan! MiG es uno de los líderes en maniobrabilidad entre la aviación de combate a finales del siglo XX.
El Rayo es uno de los luchadores más pequeños de nuestro tiempo. Su envergadura es de poco más de 10 metros, su longitud total es de 15,5 m.
