Аннотация: Одной из "попаданческих" возможностей, не успевшей выстрелить в короткий период между приближением поршневых самолётов классической схемы к пределу своих возможностей и становлением реактивной авиации были самолёты аэродинамической схемы утка.
Одной из "попаданческих" возможностей, не успевшей выстрелить в короткий период между приближением поршневых самолётов классической схемы к пределу своих возможностей и становлением реактивной авиации были самолёты аэродинамической схемы утка.
Кратко суть - горизонтальное оперение (ГО) спереди, а не сзади. Соответственно оно приподнимает нос, а не опускает хвост, как на самолётах классической схемы с передней центровкой. За счёт этого оно создаёт положительную, а не отрицательную подъемную силу, без потерь на балансировку (до 15-20% для переднецентрованной классики) , позволяя на равных моторах получить беспрецендентное сочетание скорости и манёвренности.
Утиную схему имеет смысл сразу рассматривать в сочетании с задним расположением двигателя и толкающим винтом (переднее расположение мотора перечёркивает все плюсы схемы хотя бы огромным моментом силы при изменении тангажа). Да и скоростные характеристики, ради которой утиная схема затевалась с толкающим винтом получить легче. Поэтому плюсы и минусы будем сравнивать именно в такой конфигурации - классика с передней центровкой с тянущим винтом против утки с толкающим винтом.
Взлетно-посадочные свойства.
1. Клевок против штопора. Утка при срыве потока на ГО склонна к "клевку" - переходу в пикирование с набором скорости и последующей стабилизацией. На малых высотах (взлёт/посадка) явление крайне опасное. Классика при достижении скорости сваливания (слишком интенсивный набор высоты, резкие вертикальные манёвры) склонна к штопору, на малых высотах так же смертельно опасному. В общем можно констатировать, что проблемы равнозначные.
2. Капотирование. Характерно для классической схемы с двустоечным шасси. Для утки трехстоечное шасси практически безальтернативно.
3. Касание винтом земли. Для классической схемы касание хвостом земли (тейлстрайк) достаточно распространенное, хотя, в большинстве случаев, не сильно опасное лётное проишествие. При толкающим винте риск и ущерб от такого проишествия вырастают.
4. Отсутствие обдува крыла и управляющих плоскостей воздушным потоком винта. При взлёте и посадке серьёзный недостаток, присущий схемам с толкающим винтом. Обдув увеличивает подъемную силу, что особо критично на малых скоростях и тем самым снижает разбег и пробег, плюс серьёзно улучшает управляемость на этих самых малых скоростях. Из плюсов утки отметим получение опыта в управлении без обдува, крайне необходимого при переходе на реактивную авиацию.
5. Трудности в механизации крыла. Например использование закрылков на утке проблематично, ибо их выпуск при водит к клевку. Соответственно получить прирост подъемной силы при посадке за счёт механизации не получится.
6. Незабываем про отсутствие потерь на балансировку у утки - при взлёте и посадке это беспорный плюс.
В целом можно резюмировать, что в взлетно посадочные характеристики у классической схемы выше. Уткам требуются более протяжённые и качественные аэродромы и шторьх по утиной схеме не получится. Но в плане лётных проишествий на взлёте/посадке схемы примерно равнозначны.
Летно-пилотажные свойства.
1. Скорость утки при равном техническом уровне выше. Суммируется отсутствие потерь на балансировку и отсутствие обдува воздушным потоком винта.
2. Грузоподъемность и дальность полёта аналогично выше при прочих равных.
3. С манёвренностью сложнее. Большая полезная поверхность крыла. Но классика может добрать за счёт механизации крыла.
4. Утку практически невозможно ввести в штопор.
5. Покидание самолёта. Толкающий винт - угроза для пилота. Требуется механизм отстрела винта. Повод создать катапульту.
6. Пушечное вооружение. Есть возможность разместить мощную батарею пушек в носовой части близко к оси самолёта без синхронизаторов. Сочетание мощности, точности и простоты. Требуется гильзосборники во избежание попадание стрелянных гильз в винт.
7. Возможность подвеса тяжёлых бомб для сброса с пикирования под фюзеляжем без риска попадания в винт и устройств отвода. Оптимально с тз сохранения маневренности с загрузкой.
8. Хороший обзор вперед/вниз при правильном размещении ГО.
9. В тянущем винте винт создаёт турбулентный поток, в который попадает самолёт, в толкающем самолёт создаёт турбулентный поток для винта. В целом то на то.
10. Защита задней полусферы мотором.
Возможные ниши самолётов типа утка
1. Истребитель ПВО. Скорость и мощное вооружение идеальное сочетание для данного класса, а охрана крупных городов и подразумевает наличие качественных аэродромов.
2. Истребитель для сопровождения дальних бомбардировщиков.
3. Пикирующий бомбардировщик. Высокая бомбовая нагрузка и отсутствие угрозы повреждения винта при сбросе с пикирования бомб подвешенных под фюзеляжем.
4. Скоростной невооруженный бомбардировщик. Москито на максималках. Высокая скорость позволяет летать невооружённым нанося точные удары в пологом пикировании.
5. Подвесной самолёт звена. Решаем проблемы с клевками на взлёте, увеличиваем дальность и бомбовую нагрузку. На выходе получаем разновидность одного из четырёх типов указанных выше, только гараздо более эффективную.
6. Связной/транспортный/учебный. Массовый МиГ-8. Зачем? Достаточно сравнить МиГ-8 и Шторьх.
При равной полезной нагрузке и вдвое более мощном двигателе (240 лс против 110лс) у шторьха меньше скорость (175км/ч против 215км/ч), на близкой заправке топлива (150 л против 140л) существенно меньшая дальность (385км против 500км). Понятно, возможностей сесть на неподготовленную площадку у шторьха больше, но для перелёта между аэродромами, даже обычными сельско-грунтовыми утка подходит лучше.
И немаловажный фактор - управление утками другое, то есть учебные самолёты должны быть свои.
В целом схема утка это отличный шаг при переходе с поршневой авиации на реактивную, позволяющий решить много перспективных вопросов без аврала.
Схема, не заменяющая классическую, но отлично её дополняющая.