Вячеслав Кондратьев. Сравнительный анализ конструкций и летно-технических данных советских и германских истребителей, принимавших участие в Великой Отечественной войне

Накануне войны самым массовым истребителем в советских ВВС являлся самолет И-16, носивший у летчиков прозвище «ишачок» или «ишак». По состоянию на 1 июня 1941 г. на вооружении пяти западных военных округов (Ленинградского, Прибалтийского, Западного особого, Киевского особого и Одесского), которым предстояло первыми встретить врага, состоял 1771 самолет данного типа. Это составляло более 41 % от общего числа истребителей, сосредоточенных на западной границе Советского Союза (4226 машин). Примерно таким же был процент И-16 в морской авиации: в ВВС Северного, Балтийского и Черноморского флотов насчитывалось 334 «ишака», то есть около 43% от общего количества морских истребителей (778 самолетов).

И-16, разработанный в 1933 году под руководством авиаконструктора Н. Н. Поликарпова, являлся для своего времени весьма передовой и перспективной машиной. Он представлял собой свободнонесущий низкоплан смешанной конструкции с девятицилиндровым звездообразным двигателем воздушного охлаждения и убирающимися в крыло основными стойками шасси. Стоит отметить, что система уборки шасси в полете применена на этом истребителе впервые в мире. Центроплан крыла был выполнен из дюраля, включая обшивку. Консоли крыла, стабилизатор, киль и рулевые поверхности имели дюралевый силовой набор с полотняным покрытием (на более поздних модификациях переднюю часть консолей обшили дюралем). Фюзеляж представлял собой деревянную «скорлупу», выклеенную на болванке из березового шпона и подкрепленную изнутри ажурным каркасом из сосновых шпангоутов и стрингеров. Двигатель крепился к мотораме, сваренной из стальных труб, и снаружи был покрыт съемными дюралевыми капотами.

На протяжении своей истории И-16 многократно модернизировался, почти ежегодно появлялись и принимались на вооружение новые версии этой машины. Остановимся на тех из них, которым довелось принять участие в Великой Отечественной войне. Исчерпывающе полной информации о предвоенном наличии в частях «ишаков» с разбивкой по модификациям не сохранилось, но, основываясь на имеющихся данных, можно сделать вывод, что большинство из них (около 40%) составляли поздние и наиболее совершенные представители семейства И-16 с 900-сильными двигателями М-63, имевшие обозначения «тип 24» и «тип 29». На втором месте по численности (примерно 22%) стояли старые и порядком изношенные «ишаки» 5-го и 10-го типа с маломощными 730-сильными моторами М-25. Еще меньше (около 18%) было пушечных И-16 типа 17, 27 и 28. Остальные 20% в основном приходились на двухместные учебно-тренировочные УТИ-4.

Основным и наиболее опасным воздушным противником И-16 в Отечественной войне был немецкий истребитель авиаконструктора Вилли Мессершмитта «Мессершмитт» Bf 109 — цельнометаллический свободнонесущий низкоплан с убирающимся шасси, закрытой кабиной и двухрядным 12-цилиндровым V-об-разным двигателем жидкостного охлаждения. Созданный в 1934 году, почти одновременно с И-16, он до начала войны с Советским Союзом также успел пройти целый ряд модернизаций, прежде всего — с целью улучшения летных характеристик.

Оставив «за скобками» довоенные версии, отметим, что к июню 1941 года на вооружении фронтовых частей германских ВВС (Люфтваффе) состояли две модификации этого истребителя — Bf 109E и Bf 109F, которые, в свою очередь, подразделялись на несколько субмодификаций. Из общего числа 1026 одноместных «мессершмиттов», сосредоточенных к вечеру 21 июня у советских границ, 579 (56,4%) составляли машины новейших версий — Bf 109F-1 Bf 109F-2, запущенных в серийное производство в начале 1941 г. Там же находилось 264 более ранних «мессершмитта» Bf 109E-4, Е-7 и Е-8. Еще 183 самолета устаревших моделей Е-1 и Е-3 входили в состав так называемых учебно-боевых групп, считавшихся частями второй линии и, как правило, не принимавших участия в боевых операциях.

Начиная сравнение летно-технических, боевых и эксплуатационных данных И-16 и Bf 109, надо отметить, что обе эти машины создавались на излете «эпохи бипланов», царившей в мировой истребительной авиации на протяжении почти двух десятков лет. Обе они как бы выбивались из общего ряда своих современников, а объяснялось это в первую очередь тем, что их создатели стремились прежде всего к достижению наивысшей скорости и скороподъемности, хотя такое стремление в известной мере препятствовало обеспечению хорошей горизонтальной маневренности и взлетно-посадочных характеристик.

Это противоречило господствовавшей тогда в умах авиационных теоретиков концепции воздушного боя как «плотной» схватки на ближних дистанциях, в которой каждый участник стремится «переманеврировать» противника на виражах, чтобы зайти ему в хвост и занять выгодное положение для прицельной стрельбы. Такова была основная тактика истребителей в Первую мировую войну, получившая в англоязычных странах прозвище Dog Fight — «собачья драка». Но и Мессершмитт, и Поликарпов понимали, что подобная тактика сковывает пилота, лишает его инициативы, а кроме того, высокоманевренный, но не очень быстрый истребитель не сможет перехватывать бомбардировщики, скорости которых в начале 30-х годов XX века резко возросли.

Отсюда стремление обоих конструкторов к максимально возможному снижению аэродинамического сопротивления, выразившееся в выборе одинаковой схемы бесподкосного свободнонесущего моноплана, применении закрытой кабины пилота (хотя Поликарпову в дальнейшем пришлось от нее отказаться) и уборки шасси.

Однако на этом сходство проектов заканчивалось, и начинались различия. Поликарпов решил пойти по пути максимального «ужимания» геометрических размеров машины ради снижения веса и уменьшения аэродинамического сопротивления. В результате у него получился едва ли не самый короткий истребитель времен Второй мировой войны с толстым бочкообразным фюзеляжем.

Разумеется, отчасти это обусловлено применением радиального мотора, который гораздо короче рядного, зато имеет широкий «лоб». Однако Поликарпову ничто не мешало вынести двигатель вперед, удлинив носовую, а соответственно и хвостовую часть самолета, чтобы сделать фюзеляж более вытянутым и обтекаемым. Между тем конструктор «укоротил» машину сознательно. Он полагал, что таким образом снижается сопротивление трения за счет уменьшения площади смачиваемой поверхности. Дополнительным преимуществом подобной схемы Поликарпов считал улучшение маневренности за счет уменьшения разброса масс относительно центра тяжести и короткого плеча выноса стабилизирующих и рулевых поверхностей. Несмотря на стремление к скорости, Поликарпов не хотел лишать свое изделие возможности вести маневренный воздушный бой, тем более что этого бы не одобрило руководство ВВС и большинство строевых пилотов. С той же целью «ишак» по замыслу конструктора имел заднюю центровку (более 30% средней аэродинамической хорды), делавшую его еще более маневренным и чутко реагирующим на малейшие движения ручкой.

Кроме того, Поликарпов не решился резко уменьшить размеры и площадь крыла И-16 относительно «бипланных» значений удельной нагрузки на единицу площади несущей поверхности. Это, опять-таки, позволяло сохранить неплохую горизонтальную маневренность и относительно короткую взлетно-посадочную дистанцию даже без применения механизации крыла, ведь на И-16 изначально не было ни щитков, ни закрылков. Функции закрылков на ранних модификациях отчасти выполняли зависающие элероны, которые на посадке синхронно отклонялись вниз, увеличивая тем самым кривизну профиля, но при боевом маневрировании такое применение было невозможно. Начиная с И-16 тип 10, на самолете появились посадочные щитки, однако их конструкция была неудачна, в полете щитки «отсасывало» воздушным потоком, что резко снижало скорость машины. Вдобавок при выпущенных щитках управление затруднялось, самолет начинал задирать нос, а при их уборке «проваливался» вниз. В результате на аэродромах эти щитки нередко законтривали в поднятом положении, а механизмы привода снимали.

Тем не менее в И-16 все же удалось достичь считавшегося вполне приемлемым сочетания скорости и маневренности. Основные серийные модификации разгонялись до 450 — 470 км/ч и выполняли вираж за 16—18 секунд. Вот только способы, при помощи которых достигалось это сочетание, трудно назвать оптимальными. Как уже говорилось, Поликарпов стремился понизить сопротивление трения, до предела уменьшив и укоротив фюзеляж И-16, но непропорционально большое крыло и оперение машины сводили к минимуму результат его усилий, добавив еще и излишнее профильное сопротивление. К тому же короткий толстый фюзеляже плоским лобовым срезом, который лишь слегка облагораживал кок винта, способствовал повышению сопротивления давления. А в итоге максимальная скорость И-16 оказалась гораздо ниже той, на которую можно было рассчитывать при данной аэродинамической схеме и мощности двигателя. Дополнительно снижало скорость отсутствие фонаря кабины, который, начиная с 10-й модификации, пришлось заменить простым козырьком в ответ на претензии летчиков к тесноте в кабине и требования об улучшении обзора.

Вдобавок ко всему, предельно задняя центровка делала самолет излишне «вертлявым», неустойчивым и очень строгим в пилотировании. И-16 страдал так называемым рысканьем, его было сложно вести по прямой, а это сильно затрудняло прицеливание, приводя к частым промахам и повышенному расходу боеприпасов.

Вилли Мессершмитт по-иному взялся за разрешение противоречия между скоростью и маневренностью, и это сразу заметно даже при беглом взгляде на Bf 109 и И-16. Немецкий авиаконструктор раньше многих других понял, что для скоростного истребителя более выгодным является рядный мотор жидкостного охлаждения. Хотя такие моторы с радиаторами и сопутствующими агрегатами, как правило, тяжелее равных им по мощности звездообразных двигателей, они обладают очень важным преимуществом — малым «удельным лбом» (соотношением площади поперечного сечения и развиваемой мощности), позволявшим уменьшить коэффициент сопротивления машины, а значит — повысить скорость.

Мессершмитта не смутило и то, что мотор с водяным охлаждением более уязвим, чем с воздушным. Боевое повреждение любого элемента охлаждающей системы (рубашки цилиндров, трубопроводы, насосы, радиатор) приводит к вытеканию жидкости, быстрому перегреву и остановке двигателя. «Звезды» воздушного охлаждения, напротив, могут долго работать даже с несколькими пробоинами в верхних или боковых цилиндрах, хотя, разумеется, при этом они сильно теряют в мощности (прострелы нижних цилиндров для них более опасны: двигатель вскоре «клинит» из-за вытекания масла).

Отталкиваясь от продолговатой формы мотора, немецкий авиаконструктор спроектировал истребитель с тонким веретенообразным фюзеляжем, резко контрастирующий с «лобастым» и кургузым «ишаком». Не случайно советские летчики, впервые увидев «мессершмитт», сразу присвоили ему кличку «худой». Сопоставление цифр дает не менее яркую картину. Фюзеляж «сто девятого» почти на три метра длиннее, а удельная нагрузка на крыло — в среднем в полтора раза выше, чем у поликарповской машины. Если у И-16 на каждый квадратный метр несущей поверхности приходилось (в зависимости от модификации) от 93 до 136 кг взлетной массы, To y Bf 109 — от 111 до 210 кг. В частности, Bf 109E-4hF-2, с которыми И-16 воевали в 1941 — 1942 годах, имели, соответственно, 159 и 163 кг/кв. м.

При этом нагрузка на единицу мощности двигателя «мессершмиттов» тоже выше, хотя и не столь существенно: Bf 109E-4N — 2,22 кг/л. с; Bf 109F-2 — 2,23 кг/л. с.; И-16тип 24 — 2,09 кг/л. с; И-16 тип 29 — 2,15 кг/л. с.

Здесь необходимо сделать одно пояснение: в предельно упрощенном виде летные характеристики самолета зависят от двух основных параметров: удельной нагрузки на мощность двигателя и удельной нагрузки на площадь несущей поверхности. Первый параметр влияет на скорость и скороподъемность, второй на горизонтальную маневренность. Иными словами, чем ниже нагрузка на мощность (при прочих равных условиях), тем быстрее самолет набирает высоту и тем более высокую скорость горизонтального полета он может развить. А чем ниже нагрузка на площадь крыла, тем быстрее и с меньшим радиусом он выполняет вираж.

Разумеется, существует еще множество других условий (аэродинамическое качество машины, КПД винта, соотношение площадей и углов отклонения рулевых поверхностей, величина нагрузок на органы управления, наличие или отсутствие механизации крыла и т. д.), которые влияют (и порой весьма значительно) на летные данные. Но основополагающими все же считаются два пропорциональных критерия, указанных в предыдущем абзаце. От них мы и будем отталкиваться в дальнейшем анализе, внося при необходимости поправки на те или иные дополнительные факторы.

Вернемся к сравнению летно-технических характеристик (ЛТХ) И-16 и Bf 109. Казалось бы, при вышеназванных значениях удельных нагрузок на площадь и на мощность летные данные немецкого истребителя должны быть ниже, чем у советской машины. Однако на деле мы видим обратную картину. «Эмиль» (такое прозвище носил среди немецких пилотов Bf 109E) превосходил И-16 практически по всем параметрам, за исключением времени выполнения виража, — тут все же сказались усилия Поликарпова по улучшению маневренности. У ранних «фридрихов» (Bf 109F-1 и F-2) при том же двигателе «Даймлер-Бенц» DB-601N, что и на Bf 109E-4, превосходство над И-16 еще выше.

Объяснение данному факту заключается в аэродинамическом совершенстве германского истребителя. Несмотря на то, что И-16 по своим габаритам был меньше «мессершмитта», он имел гораздо более высокое лобовое сопротивление. Причем на Bf 109F благодаря скрупулезному «сглаживанию» внешних поверхностей (радиаторы сделаны тоньше и убраны глубже в крыло, более округлой и обтекаемой стала носовая часть фюзеляжа, демонтированы крыльевые пушки с их выпуклыми обтекателями, исчезли подкосы стабилизатора и т. д.) немцам удалось существенно улучшить аэродинамику машины по сравнению с Bf 109E, что и обеспечило истребителю дальнейший прирост летных данных.

Таким образом, «мессершмитты» Bf 109E и Bf 109F, несмотря на то, что они тяжелее поздних модификаций И-16 более чем на полтонны, за счет более мощных моторов и лучшей аэродинамики намного превосходили своего советского оппонента в скороподъемности, высотности и — особенно — в скорости. Это превосходство объективно являлось решающим фактором в воздушном бою, и его невозможно было компенсировать никакими тактическими приемами. Благодаря ему немецкие летчики владели инициативой — они могли догонять противника, стремительно атаковать сверху или сзади, а затем вновь уходить на высоту для новой атаки, не опасаясь, что враг «повиснет у них на хвосте».

Пилотам «ишаков» оставалось лишь пассивно защищаться, уворачиваясь от атак за счет хорошей маневренности своих самолетов, и взаимно прикрывать друг друга, становясь в «оборонительный круг». Недаром именно этот вид воздушного боя столь часто применялся ими, на что указывали как советские, так и немецкие летчики.

К сказанному можно добавить, что «мессершмитт», опять же, за счет лучшей аэродинамики и большего веса быстрее разгонялся на пикировании, а потому у немецких летчиков всегда имелась возможность в невыгодной для себя ситуации выйти из боя и оторваться от преследования. Впрочем, в поединках с И-16 необходимости в применении этого приема, как правило, не возникало. Даже обладая численным превосходством, советские пилоты И-16 не могли сражаться с «мессершмиттами» в активной атакующей манере. Они могли рассчитывать лишь на внезапность своей атаки (подобным образом 18 января 1943 г. неожиданно выскочивший из-за тучи «ишак» сбил известного немецкого аса Альфреда Гриславски) либо на ошибки и невнимательность германских летчиков.

Все вышенаписанное в еще большей мере относится и к поздней модификации «мессершмитта» — Bf 109G, с которой в 1942—1943 годах, на закате своей «карьеры», пришлось повоевать И-16.

По бортовому вооружению большинство «мессершмиттов» также превосходило «ишак». На Bf 109E-4 стояли две крыльевые 20-миллиметровые пушки MGFF и два синхронных 7,92-мм пулемета MG-17. Масса секундного залпа составляла примерно 2,37 кг. Наиболее массовая модификация И-16 тип 24 — была вооружена двумя синхронными и двумя крыльевыми пулеметами ШКАС калибра 7,62-мм с общей массой секундного залпа 1,43 кг. И-16 тип 29 нес три синхропулемета: два ШКАСа и один крупнокалиберный 12,7-миллиметровый БС. Масса секундного залпа этого истребителя еще меньше — 1,35 кг.

Превосходство Bf 109E в огневой мощи усугублялось уже упоминавшейся неустойчивостью И-16 в полете, из-за которой его пилоту было сложнее попасть в цель. «Мессершмитт» же, напротив, считался весьма устойчивой и стабильной «оружейной платформой». Вдобавок боекомплект пулеметов у немецкого истребителя составлял по 1000 патронов на ствол (плюс по 60 снарядов на пушку), а у И-16 — по 450 патронов на каждый из ШКАСов и 250 — на БС.

«Пушечные» модификации И-16 — тип 17, 27 и 28 имели вооружение, аналогичное «мессершмитту» Bf 109Е-4 — две крыльевые 20-миллиметровые пушки ШВАК и два синхронных пулемета ШКАС винтовочного калибра под капотом. Однако за счет более высокой скорострельности советских авиапулеметов и авиапушек масса секундного залпа у них была выше — 3,26 кг. К сожалению, таких «ишаков» выпустили относительно немного — 690 штук, причем до войны с Германией «дожили» далеко не все, а применялись они в основном в качестве штурмовиков против наземных целей.

Впрочем, вооружение «Фридриха» было гораздо слабее, чем у «эмиля». С целью облегчения машины немцы отказались от крыльевых орудий, заменив их одной мотор-пушкой, установленной между блоков цилиндров двигателя и стрелявшей сквозь полую ось винта. Ha Bf 109F-1 это была все та же MGFF, что и на«эмиле», а на F-2 установили новую 15-миллиметровую пушку MG-151/15 с боекомплектом в 200 снарядов. Относительно MGFF она имела более высокую скорострельность и лучшие баллистические характеристики. Тем не менее масса секундного залпа истребителя резко упала, составив у Bf 109F-2 всего лишь 1,04 кг, то есть даже меньше, чем у чисто пулеметных модификаций И-16.

Правда, эффективная дальность стрельбы MG-151 была выше, чем у ШКАСа, а кроме того, начиная с модификации Bf 109F-4, у «мессершмитта» появилась возможность установки под крыльями двух дополнительных пушек MG-151/20 (MG-151/15 с новым стволом 20-миллиметрового калибра) в специальных обтекаемых контейнерах. Контейнеры легко подвешивались и снимались в полевых условиях силами аэродромного персонала. Такая доработка увеличивала массу секундного залпа истребителя более чем втрое — до 3,6 кг, однако она ухудшала его летные данные и, по свидетельству пилотов, негативно сказывалась на управляемости.

При сравнении боевых потенциалов И-16 и Bf 109 необходимо остановиться еще на одном важном моменте. Все «мессершмитты» к началу Второй мировой войны были радиофицированы и имели на борту вполне надежные и безотказные приемо-передающие радиостанции FuG-7. Это позволяло немецким пилотам координировать свои действия во время боя, предупреждать друг друга об опасности или обнаружении целей, а также получать команды и целеуказания от наземных авианаводчиков. Подавляющее большинство советских летчиков не имело таких возможностей. Ведь из почти трех тысяч «ишаков», состоявших в начале июня 1941 г. на вооружении советских ВВС, радиостанции РСИ-3 «Орел» имели не более полутора сотен. И хотя на И-16 тип 29, выпущенных в 1940 году, за кабинами имелись специальные отсеки для раций, почти все они были пусты, поскольку радиозаводы не смогли обеспечить поставку.

Да и на тех немногих машинах, на которых стояли «Орлы», пользоваться ими было почти невозможно из-за низкой надежности и слабой помехозащищенности этих станций. Несмотря на то, что дальность их действия, согласно заводской документации, составляла 150 км, из-за помех, создаваемых системой зажигания двигателя и другим самолетным электрооборудованием, реальная дальность приема обычно не превышала 30 километров, а летчики обычно слышали в наушниках лишь трески шипение…

Вкратце рассмотрим еще один истребитель Поликарпова, который также составлял значительный процент в списочном составе предвоенных советских ВВС — полутораплан И-153, прозванный «чайкой». С учетом нескольких штурмовых авиаполков в западных военных округах к июню 1941 г. насчитывалось около полутора тысяч «чаек», или примерно 35% от общей численности истребителей.

И-153 имел смешанную конструкцию, но не такую, как И-16. Фюзеляж — сварная ферма из стальных труб, опрофилированная легкими дюралевыми шпангоутами и стрингерами для придания обтекаемой формы. Силовой набор крыльев деревянный, хвостового оперения — дюралевый. Обшивка — полотно по всем поверхностям, за исключением передней части фюзеляжа, покрытой дюралевыми листами, и фанерных носков крыльев. Крылья соединены между собой стойками из стальных труб с обтекателями и перекрестными ленточными расчалками, стабилизатор прикреплен к фюзеляжу при помощи V-образных подкосов. Все это создавало дополнительное сопротивление, снижая летные данные машины. Несмотря на то, что самолет был спроектирован в 1938 году, его конструкция и аэродинамическая схема примерно соответствовали уровню развития авиастроения десятилетней давности. Единственным прогрессивным элементом у «чайки» можно назвать убирающееся шасси.

Фактически И-153 был анахронизмом уже в момент создания, а его запуск в серию в 1939 году на первый взгляд напоминает ошибку. Однако это являлось вынужденной мерой из-за отсутствия лучшей замены еще более архаичному биплану И-15бис, который необходимо было срочно снимать с производства. Поскольку «чайка» имела во многом схожую с ним конструкцию, ее выпуск удалось быстро и без особых затрат наладить на том же заводе и том же производственном оборудовании.

На большинстве серийных «чаек» стояли двигатели М-63 и такое же вооружение, как на И-16 тип 24. Несмотря на то, что конструкция И-153 совершенно иная, чем у И-16, взлетный вес обеих машин получился почти одинаковым: 1880 кг у И-16 тип 24 и 1890 кг у «чайки».

Соответственно, одинакова у них и удельная нагрузка на мощность — 2,09 кг/л. с. Однако из-за худшей аэродинамики максимальная скорость «чайки» ниже: у земли — всего 370 км/ч., а на высоте 5000 м — 435 — 440 км/ч. Такая скорость не позволяла ей успешно бороться с немецкими истребителями, а зачастую — даже перехватывать бомбардировщики. Зато нагрузка на площадь у «чайки» значительно меньше, чем у «ишака», а значит, лучше горизонтальная маневренность. Полный вираж на высоте 1000 м самолет выполнял за 13 — 14 секунд. Скороподъемность обеих машин примерно равная — 14,7 — 15 м/с.

Негативным качеством И-153 в сравнении с истребителями-монопланами являлся гораздо худший обзор вперед, загораживаемый верхним крылом. Хотя Поликарпов пытался исправить этот дефект, придав крылу характерный излом, за который самолет и получил свое прозвище, значительная часть передней полусферы была скрыта от глаз пилота, мешая поиску и слежению за целью.

Из-за еще более низких, чем у И-16, скоростных данных, «чайки», не могли применять в боях с «мессершмиттами» наступательную тактику. Не могли они и спастись от атак за счет скорости. При встречах с немецкими истребителями их пилотам приходилось становиться в оборонительный круг или бессистемно маневрировать, уворачиваясь из-под огня и надеясь, что враг рано или поздно отстанет. Естественно, такая тактика, получившая официальное название «пчелиного роя», отдавала инициативу противнику, предоставляя ему полную свободу действий.

Бесполезность «чаек» в воздушном бою вынудила переводить эти машины в штурмовые и легкобомбардировочные полки, хотя их вооружение (четыре пулемета винтовочного калибра и две 25-килограммовые или 50-килограммовые бомбы) было явно слабоваты для атак наземных целей, а защита от зенитного огня фактически отсутствовала.

К концу 1941 года количество И-153 в боевых частях сократилось до 200 машин, а еще через год они почти полностью исчезли с советско-германского фронта.

Моральная устарелость и бесперспективность И-16 и И-153 стала ясна советскому руководству еще в 1939 году, после боев в Испании и особенно — на Халхин-Голе, где японские истребители, которых у нас раньше не принимали всерьез, неожиданно оказались для наших очень грозным противником.