13. September 1931, Kalshot schläft, Großbritannien. Die Sonne steht im kalten Wasser, Spritzfontänen und das Dröhnen der Flugzeugmotoren! Die Blicke Tausender Schaulustiger sind auf winzige Punkte fixiert, die mit erschreckender Geschwindigkeit über die spiegelglatte Oberfläche der Bucht rauschen. Vorn liegen die Favoriten des Luftrennens - "Supermarines" Modell S.6B. Blau und Silber. Es folgt der Italiener Makki M.67. Wer bekommt den Hauptpreis?
Der Schneider Cup ging an die Briten. Das Flugboot Supermarine S.6B legte die Strecke mit einer Geschwindigkeit von 547 km/h zurück. Nach 17 Tagen stellte das Wasserflugzeug einen absoluten Weltrekord auf und beschleunigte auf 655 km/h! Für diese Leistung wurde der Flugzeugkonstrukteur Reginald Mitchell (der zukünftige Schöpfer von "Spitfire") mit dem Order of the British Empire ausgezeichnet.
Der Rekord hielt nicht lange: Gestochen von einer Niederlage beendeten die Italiener hastig ihre Macchi. Am 23. Oktober 1934 überwand der Pilot Ajello die Messlatte von 700 km/h. Sein Rekord (709, 2 km/h) hielt bis 1939.
Heute, nach 80 Jahren, erscheint es unglaublich, wie diese steifen Eindecker mit Kolbenmotoren so enorme Geschwindigkeiten entwickelt haben. Aber noch überraschender ist die Tatsache, dass alle Geschwindigkeitsrekorde dieser Jahre Wasserflugzeugen mit lächerlich großen Schwimmern gehörten, die auf Meereshöhe flogen. Während die besten "Land" -Kämpfer, die in dünnen Schichten der Atmosphäre flogen, die Messlatte von 500 km / h nicht überwinden konnten.
Macchi M.67
Die Erfolgsgeheimnisse von Wasserflugzeugen waren: a) hohe spezifische Tragflächenbelastung; b) hohe Motorleistung. Wenn mit den Motoren alles klar ist, dann bedarf der erste Punkt zusätzlicher Erläuterungen.
Es ist kein Geheimnis, dass das Flugzeug mit seinen Flügeln in der Luft fliegt. Eine notwendige Bedingung für die Erzeugung eines Flügelauftriebs ist der Unterschied zwischen der Richtung des einfallenden Luftstroms und der Flügelsehne. Diese Differenz ist der Anstellwinkel: der Winkel zwischen der Flügelsehne und der Projektion der Flugzeuggeschwindigkeit in das zugehörige Koordinatensystem. Bei einem Horizontalflug "drückt" das Flugzeug den Flügel buchstäblich in die Luft, wodurch sich an der Unterseite des Flügels ein Bereich mit erhöhtem Druck, ein "Luftpolster", bildet, der es dem Flugzeug ermöglicht, zu bleiben in der Luft.
Der Wert des Auftriebs hängt von der Flügelfläche, deren Profil, dem Einbauwinkel zur Luftströmung sowie der Dichte des Luftmediums und der Flugzeuggeschwindigkeit ab. Bei hohen Geschwindigkeiten benötigt das Flugzeug keine große Flügelfläche mehr. Im Gegenteil, es erzeugt unnötigen Luftwiderstand und behindert den Hochgeschwindigkeitsflug. Schauen Sie sich die kleinen Flügel von Marschflugkörpern an, um zu sehen, wie ernst das ist. Leider muss das Flugzeug im Gegensatz zur CD in der Lage sein, eine weiche Landung zu machen. Und hier beginnen die Probleme.
Je kleiner der Flügel, desto mehr Kilogramm Flugzeugmasse fallen auf jeden Quadratmeter seiner Oberfläche. Mit abnehmender Geschwindigkeit wird der Wert des Auftriebs irgendwann kleiner als die Tragflächenlast. Stabilitätsverlust, Stillstand, Katastrophe. Unter normalen Bedingungen sollte das Flugzeug sanft sinken und ausreichend Auftrieb bis zum Aufsetzen beibehalten. Je größer der Flügel, desto weicher und sicherer die Landung. Die Landegeschwindigkeit darf nicht zu hoch sein - sonst bricht das Fahrwerk beim Aufprall.
Flugzeugkonstrukteure der 1930er Jahre erkannten schnell, dass die kleinste Flügelfläche (und damit hohe Höchst- und Landegeschwindigkeiten) am besten im Design eines Wasserflugzeugs umgesetzt werden konnte. Tatsächlich hat das Wasserflugzeug eine Start- und Landebahn von unbegrenzter Länge, und der Landevorgang selbst kann mit einer inakzeptabel hohen Geschwindigkeit durchgeführt werden.
Als Ergebnis hatten Supermarine S.6B und McKee M.67 einen sehr kleinen Flügel (13,3 - 13,4 m²). Mit einem Abfluggewicht über zwei Tonnen! Und selbst riesige hässliche Schwimmer konnten die Hochgeschwindigkeitsqualitäten von Wasserflugzeugen nicht ausgleichen, die durch den Flügel einer kleinen Fläche erreicht wurden …
Ein wunderbares Beispiel, das zeigt, wie täuschend das Aussehen sein kann und welche Möglichkeiten sich durch Kenntnisse der Aerodynamik ergeben.
Die jubelnde Uferpromenade von Portsmouth ist im Nebel der Zeit verborgen, und wir werden 80 Jahre voraus in den Hangar der Eglin Air Force Base transportiert. Wo im trüben Licht der Lampen ein grauer Schatten seine Flügel ausbreitet - der unauffällige Jagdbomber F-35 Lightning II. Der heute am meisten diskutierte Kampfflugzeugtyp mit seiner skandalösen Geschichte und einer Vielzahl von Materialien, die ihm gewidmet sind. Sowohl enthusiastisch als auch ehrlich gesagt wenig schmeichelhaft.
Eine vollständige Bewertung der Fähigkeiten der F-35 ist im Rahmen dieses Artikels nicht möglich. Lassen Sie uns nebenbei die wichtigsten Punkte anmerken: Aus objektiven Gründen sollte die Sichtbarkeit des Lightnig geringer sein als die aller seiner Gegenstücke, mit Ausnahme der F-22. Das Sicht- und Navigationssystem an Bord ist ebenfalls außer Konkurrenz - was ein Radar wert ist (https://topwar.ru/63227-nobelevskaya-premiya-za-radar-dlya-f-35.html). Im Moment dreht sich die Hauptdiskussion um die Leistungsmerkmale des neuen Flugzeugs. Es ist klar, dass "Lightning-2" aus großer Entfernung eine tödliche Bedrohung für jeden Feind darstellt. Aber welche Qualitäten hat sie im Nahkampf? Auf den ersten Blick nichts Herausragendes: ein, wenn auch ein sehr drehmomentstarker Motor. Hohe spezifische Flächenbelastung (mehr dazu weiter unten). Jemand wiederholt die Ineffizienz des aerodynamischen Designs des F-35, das durch Elemente der Stealth-Technologie entstellt wird. Im Gegensatz zu herkömmlichen Jägern muss die F-35 jedoch keine Waffen und Zielstationen an den externen Hardpoints tragen - sie verfügt über zwei interne Bombenschächte. Ein wichtiges Argument in der Debatte um die Aerodynamik des neuen Autos.
Das schlechte aerodynamische Urteil der F-35 wirft einen weiteren interessanten Punkt auf. Das neue amerikanische Flugzeug ist aufgrund eines nicht behebbaren Nachteils völlig unbrauchbar: ein sehr breiter Mittschiffswiderstand, der "einfach unerträglichen Widerstand bei hohen Geschwindigkeiten" erzeugt.
Liebe Leserin, lieber Leser, die Analogie zwischen der Supermarine S.6B und der modernen F-35 ist bereits aufgefallen. Die Gesetze der Aerodynamik sind unverändert. Wie vor 80 Jahren wird der Hauptwiderstand eines Flugzeugs im Horizontalflug nicht durch den Rumpf, sondern durch seine Tragfläche erzeugt. Dutzende Quadratmeter Fläche (die Flügelfläche der F-35A- und 35B-Modelle beträgt 42, 7 Quadratmeter), unter Berücksichtigung des Sinus des Anstellwinkels, ständig "auftürmend" die Luft!
Daher ist jedes Gerede über eine "zu große Frontalprojektionsfläche" bei der F-35 unwissenschaftlich. Auch im Horizontalflug, ohne Manöver, ist der Flügel der Hauptfaktor des induktiven (frontalen) Widerstands. Es wird deutlich, wie sich der Widerstand beim Steigflug erhöht, wenn der Flügelausrichtungswinkel einen Wert von mehreren zehn Grad annimmt. Oder bei überkritischen Anstellwinkeln (bei der F-35 überschreitet dieser Wert 50 Grad).
An dieser Stelle noch einmal eine kleine Bemerkung zu den Grundprinzipien der Luftfahrt.
Der Flügel ist nicht nur für Auftrieb und Widerstand verantwortlich, sondern ist auch das Hauptsteuerelement des Flugzeugs. Entgegen der landläufigen Meinung ändert ein Flugzeug aufgrund des vertikalen Ruders am Kiel seine Flugrichtung nicht. Das Ruder ist nur ein Hilfswerkzeug (während der Kiel selbst für die Stabilisierung im Flug sorgt). Die Drehung erfolgt durch eine Rolle in die Richtung, in die das Flugzeug gelenkt werden soll. Infolgedessen nimmt in der "abgesenkten" Ebene des Flügels der Wert des Auftriebs ab, in der oberen - er nimmt zu. Das entstehende Kräftemoment (und es ist nicht klein!) dreht das Flugzeug. Daher ist der Parameter "spezifische Belastung des Flügels" von Bedeutung: Auf jedes Quadrat fällt weniger Kilogramm Masse. Meter Flügel, desto aktiver manövriert das Flugzeug.
Die Flügelfläche der Hauptmodifikationen der F-35 beträgt 42,7 qm. m (in der Version mit Deck - 58, 3 m²), während die max. Startgewicht kann 30 Tonnen erreichen! Nach offiziellen Angaben beträgt die spezifische Tragflächenbelastung der F-35A mit einem Startgewicht von 24 Tonnen 569 kg / sq. M. Zum Vergleich: Normen. Das Startgewicht der Su-35 beträgt 25 Tonnen (spezifische Tragflächenbelastung 410 kg / m²).
Offensichtlich macht keine der angegebenen Zahlen viel Sinn. Der spezifische Ladewert wird vollständig durch die spezifische Konfiguration des Flugzeugs (Munition / Treibstoffkapazität) bestimmt. Sie treten in den Luftkampf mit einem begrenzten Treibstoffvorrat (weniger als 50% der vollen Kapazität der Panzer) in Anwesenheit mehrerer relativ leichter Luft-Luft-Raketen ein (das offizielle "Kampfgewicht" der F-35 beträgt etwa) 20 Tonnen). In Schockmissionen werden die Autos bis zum Hals gefüllt und mit Bomben behängt. Man kann sich leicht vorstellen, wie hoch die spezifische Tragflächenbelastung in diesem Fall sein wird. Die Manövrierfähigkeit ist in diesem Fall jedoch nicht mehr wichtig. Es ist für einen Bomber unbequem, sich in einen Nahkampf zu verwickeln.
Es ist erwähnenswert, dass das Leergewicht des F-35A etwa 13 Tonnen beträgt. Inländisches "Trocknen" ist viel größer - 19 Tonnen. Wie viel werden beide Maschinen für eine bestimmte Mission wiegen? Es gibt viele Antwortmöglichkeiten. Und sie werden alle wahr sein!
Nun, da alle Punkte über den "i" platziert wurden, lohnt es sich, auf einige interessante Schemata zu achten. Vergleich der Frontalprojektionen des F-35 mit seinen nächsten Gegenstücken - leichten Jagdbombern.
Dem F-16-Kind fehlt es immer an Treibstoff: Auf dem Rücken muss er einen hässlichen "Buckel" aus konformen Treibstofftanks tragen. Trotz seines kuriosen Aussehens besteht jedoch kein Zweifel an seiner Kampfkraft.
MiG-29. Mit riesigem Wurzelgrat des Flügels, wo sich die "Kiemen" der zusätzlichen Lufteinlässe befinden. Riesiger "Schnabel" von Bug, Triebwerksgondeln und Waffen an der Außenschlinge. Aber der Schein trügt! MiG ist einer der Marktführer in der Manövrierfähigkeit in der Kampfluftfahrt am Ende des 20. Jahrhunderts
Der Lightning ist einer der kleinsten Kämpfer unserer Zeit. Seine Flügelspannweite beträgt knapp über 10 Meter, Gesamtlänge 15,5 m
