Разгром 1941

Пушка в развале блока цилиндра двигателей

В свою очередь размещение вооружения в крыльях тянет за собой длинный шлейф проблем: вибрации крыла снижают точность стрельбы, отдача оружия разрушает крыло, разнесенная от оси симметрии масса пулеметов и боеприпаса увеличивает момент инерции самолета и снижает тем самым угловую скорость крена, установка пулеметных стволов со сведением в одну точку, вынесенную, как правило, на 200 метров по полету, затрудняет ведение точной стрельбы с предельно малых или, наоборот, с дальних дистанций. Таким образом, возникло намерение оснастить истребитель малым (в пределе – единственным) «стволом», но такой мощности, какой будет достаточно для разрушения вражеского самолета несколькими точными попаданиями. Проще говоря, вооружить истребитель пушкой.

Пушки бывают разные. Очень разные. Приведем несколько типичных для начала 40-х годов XX в. примеров.

20-мм пушка швейцарской фирмы «Эрликон» (Oerlicon) MG-FF была очень легкой (вес 28 кг) и компактной (длина 1,37 м). Увы, столь же малыми были и ее энергетические характеристики: «Эрликон» обладал весьма низкой для авиационного оружия скорострельностью (9 выстрелов в секунду) и малой начальной скоростью снаряда (575 м/сек). По величине дульной энергии снаряд пушки MG-FF лишь немногим превосходил пулю пулемета «УБС» (19,1 кДж против 17,75кДж), при этом дальность прицельной стрельбы «УБС» (начальная скорость пули 860 м/сек) была значительно больше – правда, реализовать это преимущество в дальности стрельбы мог только летчик очень высокой квалификации. Еще одним недостатком (или особенностью) MG-FF можно назвать магазинное (в отличие от ленточного у «УБС» и многих других пушек) питание, что ограничивало продолжительность стрельбы 7 секундами, а громоздкий круглый магазин затруднял размещение пушки на самолете. В конце концов конструкторам фирмы «Мессершмитт» пришлось разместить два MG-FF в крыльях истребителя «Bf-109Е» на расстоянии примерно 4,5 метра друг от друга, закрыв выступающие за габарит крыла магазины специальными обтекателями.

Совершенно другие параметры были у 20-мм пушки «Испано-Сьюиза» (Hispano-Suiza) HS-404. К Испании это изделие никакого отношения не имело, пушка была разработана швейцарской фирмой, производилась по лицензии в Англии и США, на протяжении всей войны была основной авиапушкой авиации наших западных союзников, а на вооружении реактивных истребителей простояла до конца 50-х годов! По сравнению cMG-FF пушка «Испано» была почти в два раза тяжелее (49,5 кг против 28) и длиннее (2,5 метра против 1,37). Зато она и разгоняла свой снаряд до рекордной скорости 877 м/сек и по дульной энергии почти в три раза (!) превосходила «Эрликон». Конструкция HS-404 позволяла использовать эту пушку как с магазинным, так и с ленточным (т. е. ограниченным только размерами отсека для боеприпасов) питанием.

Как видим, за одним и тем же термином («авиационная пушка калибра 20 мм») может скрываться очень разное содержание. Немецкая 20-мм пушка «маузер» MG -151 с большой (13 выстрелов в секунду) скорострельностью и высокой начальной скоростью снаряда появилась на серийных истребителях «Bf-109»F-4 только в начале лета 1941 года. Советская 20-мм пушка «ШВАК», в целом равная по ТТХ немецкой MG-151, поступила на вооружение гораздо раньше. Серийное производство «ШВАК» началось в 1936 году; начиная с 1937 года ее устанавливали на серийные истребители «И-16» четырех модификаций (тип 12, тип 17, тип 27, тип 28). Вопреки растиражированной с подачи A.C. Яковлева в сотнях книг басни про то, что в небе Испании наши пулеметные «ишаки» были нещадно биты пушечными «мессерами», в действительности все было точно наоборот – ни «Мессершмитт» «Bf-109Е» с его маломощной MG-FF, ни тем более «Bf-109»F с «маузером» в боевых действиях испанской трагедии не участвовали, зато у «мессеров» первых серий (В, С, D), вооруженных лишь пулеметами винтовочного калибра, был реальный шанс встретиться небе Испании с пушечным «И-16» тип 12.

Не все то золото, что блестит, и слово «снаряд» еще не гарантирует тот пиротехнический эффект, к которому привык современный кинозритель. 20-мм снаряд авиапушки – это примерно два больших пальца, приставленных друг к другу. В этом объеме должен поместиться прочный (способный выдержать колоссальные перегрузки при выстреле) корпус и механический взрыватель – устройство, решающее сразу три задачи: дистанционное взведение после выхода снаряда из ствола пушки, самоликвидацию в случае промаха, мгновенный подрыв снаряда при попадании в цель (в противном случае снаряд, пробив насквозь крыло вражеского самолета, взорвется в «пустом воздухе»). Что же после этого остается на взрывчатку? Осколочный снаряд MG-FF содержал всего 9 г тротила, зажигательный – 4 г тротила и 3 г белого фосфора. Уникальным техническим достижением считался германский 20-мм фугасный снарядик, в тонкостенный штампованный корпус которого немецкие инженеры смогли вместить 25 г ВВ.

При всем при этом поражающее действие 20-мм снаряда, несомненно, превосходило эффект от попадания 13-мм пули. В среднем 20 попаданий снарядов калибра 20 мм было достаточно для уничтожения американской «летающей крепости» «В -17». 37-мм снаряд при прямом попадании буквально «разваливал» в воздухе легкий одномоторный истребитель, и даже для поражения тяжелого бомбардировщика хватало 3–4 снарядов такого калибра. Казалось бы, преимущество пушечного вооружения истребителя над пулеметным очевидно и бесспорно. Увы, видимость обманчива. Самое время вспомнить об ограничениях, накладываемых «уравнением существования».

Не говоря пока о проблемах установки тяжелой пушки с большой отдачей на хрупкой конструкции одномоторного поршневого истребителя, посчитаем потребный вес вооружения и боекомплекта. Мощная 37-мм советская авиапушка «НС-37» весила 171 кг. 32 снаряда (именно таким был боекомплект вооруженного этой пушкой истребителя «Як-9Т») весили 50 кг. Итого – 221 кг, «занятых» в весовом балансе самолета вооружением. Восемь 7,7-мм пулеметов «браунинг» весили (не считая узлов крепления) всего 80 кг. При том же совокупном весе вооружения, что и на «Як-9Т», к этим восьми пулеметам можно приложить 5885 патронов, т. е. по 735 патронов на ствол.

735 патронов на один «браунинг» – это 37 секунд непрерывной стрельбы. Отложите, пожалуйста, книгу в сторону и посчитайте вслух до 74, оцените этот интервал времени. Такая, допустимая по боекомплекту, продолжительность стрельбы предоставляла даже летчику самой начальной квалификации шанс попасть в противника. Даже 10 % попаданий (цифра в данном случае скорее заниженная) означают 589 дырочек во вражеском самолете. Проще говоря – решето.

10 % попаданий из пушки «НС-37», т. е. три 37-мм снаряда, также хватит для уничтожения любого самолета противника. Вот только обеспечить эти 10 % попаданий становится крайне сложно (если верить статистике – и вовсе невозможно). Почему?

Во-первых, огромная отдача полноценного, уже совсем не «авиационного» по габаритам, весу и дульной энергии орудия раскачивала истребитель так, что прицельная стрельба очередями становилась совершенно невозможной: в сторону цели уходили только первые два-три снаряда. Фактически стрельба велась «квази-одиночными» выстрелами, в результате чего становилась невозможной единственно доступная летчикам средней квалификации стрельба с корректировкой прицеливания «по трассе». Во-вторых, скорострельность крупнокалиберных орудий была очень низкой (примерно 2 выстрела в секунду у американской 37-мм пушки М-4, 4 выстрела в секунду у советской «НС-37»), что еще более снижало вероятность попадания в маневрирующую цель.

Войсковые испытания истребителя «Як-9Т», проведенные летом 1943 года, показали, что на один сбитый (точнее говоря – «заявленный сбитым») немецкий самолет расходовался в среднем 31 снаряд калибра 37-мм, что почти точно соответствовало количеству снарядов на борту. В акте об итогах войсковых испытаний отмечалось, что «летчик, летающий на «Як-9Т», должен быть своего рода снайпером и уметь поражать врага наверняка – с первого выстрела…». Правды ради надо заметить, что и при стрельбе из стандартной для вооружения «яков»

20-мм пушки «ШВАК» на один сбитый самолет расходовалось 147 снарядов, что было даже чуть больше боекомплекта (140 штук на «Як-9»). (17, стр. 28)

Все очень непросто. Оба подхода к вооружению истребителя (одно мощное орудие или много легких пулеметов с большим боекомплектом) имеют свои преимущества и столь же очевидные недостатки. С учетом того, что в реальных условиях воздушной стрельбы не более 2–3 % снарядов попадало в цель, «Мессершмитт» «Bf-109» серии F и G-2 (боезапас 150 снарядов калибра 20 мм) или наш «Як-9» могли расстрелять весь боекомплект, так и не добившись уничтожения вражеского бомбардировщика. Требовалось сделать следующий шаг по пути усиления огневой мощи истребителя – значительно увеличить количество 20-мм пушек на борту (английские «Спитфайр» и «Темпест», немецкий «Фокке-Вульф» FW-190 последних модификаций были вооружены четырьмя пушками). Казалось бы, теперь проблема вооружения была решена. Однако недопустимо вырос вес вооружения, что, в соответствии с «уравнением существования», привело к росту общего веса, компенсировать который никакие усилия конструкторов авиамоторов уже не могли. Истребитель неумолимо превращался в неповоротливую «летающую баржу» с пушками…

В конечном итоге вопрос остался открытым. Идеальная схема вооружения так и не была найдена. Если посмотреть на то, с чем ведущие авиационные державы закончили мировую войну, то можно условно выделить и «американскую» систему (большое число крупнокалиберных пулеметов), и «английскую» (четыре 20-мм пушки в крыльях), и «советско-германскую» (одно крупнокалиберное орудие с центральным размещением в фюзеляже). Единственное, что не выдержало испытания войной, – это вооружение истребителя каким угодно количеством пулеметов винтовочного калибра. По мере усиления средств и систем пассивной защиты бомбардировщиков пулеметы калибра 7,7 мм полностью и навсегда ушли с вооружения боевых самолетов.

В завершение главы приведем две справочные таблицы. Однозначно свести всю совокупность ТТХ авиационного стрелкового вооружения к какому-то одному количественному параметру не представляется возможным. Обычно используется понятие «масса секундного залпа», представляющее собой произведение веса снаряда (пули), умноженного на темп стрельбы. Другими словами, «секундный залп» – это то количество свинца, которое истребитель успевает «вбить» в самолет противника за короткий интервал времени, пока цель находится в перекрестии прицела. Однако этот критерий совершенно не отражает поражающую способность снаряда.

Можно оценить эффективность вооружения по его механической мощности (произведение начальной кинетической энергии одного снаряда на число выстрелов в секунду).

Таблица 7

В порядке небольшого комментария к таблице стоит обратить внимание на то, что по мощности пулемет «УБС» превосходит пушку MG-FF, а между разными типами 20-мм пушек существует трехкратная разница в мощности и полуторная – в величине секундного залпа. Теперь от рассмотрения параметров отдельных типов стрелкового вооружения перейдем к обзору совокупной вооруженности истребителей начала Второй мировой войны (см. Таблицу 8).

Таблица 8

В таблице приведены данные самых слабо вооруженных вариантов «чайки». Фактически истребители «И-153» выпускались в 1939–1940 гг. с различными комбинациями вооружения, в том числе с двумя «УБС». В этом варианте (2 «УБС» + 2 «ШКДС») «безнадежно-устаревший» биплан превосходил по мощности вооружения (670 кВт) немецкий «Мессершмитт» серии Е или F.

Второе замечание относится к «Фокке-Вульфу». Разумеется, никакого отношения к началу войны он не имеет. Параметры вооружения этого, вероятно, одного из лучших поршневых истребителей всех времен, мы привели для того, чтобы стал наглядно виден тот «большой скачок», который произошел в вооружении истребителей всего за 5–6 лет.

С 1938 по 1944 год вес бортового вооружения вырос в пять раз (и это без учета роста веса боеприпасов!), вес секундного залпа вырос в семь раз. Огромные усилия, направленные на повышение вооруженности истребителей, скорее всего, говорят о том, что истребители всех стран встретили начало мировой войны с совершенно неудовлетворительным стрелковым вооружением. Скорее всего, именно неэффективное, не соответствующее задаче вооружение и было причиной того, что даже в дни самых напряженных боев «битвы за Британию», когда в небе висели «тучи» немецких бомбардировщиков, на один сбитый самолет противника расходовалось по 25–35 вылетов истребителей.

Самое же удивительное заключается в том, что при всем желании невозможно обнаружить хоть какую-нибудь связь между ТТХ вооружения и результатами воздушных боев и войны в воздухе в целом. Самым слабым было вооружение американского истребителя «Кертисс» «Р-36» (во Францию он поставлялся под названием «Хоук-75»). Но именно этот истребитель в мае – июне 1940 года оказался лидером по числу сбитых немецких самолетов! Из 25 истребительных групп французских ВВС по состоянию на 10 мая 1940 года «Хоуками» были вооружены только 4 (в дальнейшем на «Хоук» перевооружили еще одну группу). Но из общего числа 684 достоверных побед на долю пилотов «Хоуков» пришлось более одной трети (230 сбитых). Из 11 летчиков, сбивших 5 и более немецких самолетов, 7 летали на «Хоуках». С другой стороны, «абсолютным чемпионом» по всем трем показателям (секундный залп, совокупная мощность, дульная энергия снаряда) был французский истребитель «Блох» «MB -152», отнюдь не проявивший себя «королем воздуха». Перед лицом этих фактов остается только в очередной раз повторить прописную истину: воюют не самолеты, воюют летчики…

Глава 10 Динамические режимы

Между обнаружением вражеского самолета (действие, вероятность которого практически никак не зависела от ТТХ истребителя) и открытием огня на поражение находится этап боевого маневрирования, успех которого, разумеется, зависит отлетных параметров самолета. Задача этого этапа – выйти на удобную для ведения прицельного огня позицию. Как было уже сказано, таковой позицией является сближение с противником сзади или сзади-снизу, как правило, с угловым отклонением не более 5 градусов от оси движения вражеского самолета. (45, стр.67) Стрельба под большими углами требовала быстрого и точного определения величины упреждения, что при отсутствии на самолетах начала Второй мировой войны каких-либо приборов автоматизации наведения было практически недоступно даже для летчиков высокой квалификации.

«При изучении приемов боя, в результате которых противник нес потери, выяснилось, что наиболее выгодными были атаки, проводимые нашими истребителями сверху-сзади и снизу-сзади, т. е. атаки, выполняемые с маневром в вертикальной плоскости и выходом на огневую позицию с задней полусферы… Количество сбитых при этом самолетов противника составляло в среднем 80–85 % общего числа сбитых в воздушных боях…» (31)

В советском «Наставлении по ведению воздушного боя» 1943 года было сказано: «Нормальная дальность ведения огня, обеспечивающая хорошую вероятность попадания, не больше 100 м». Статистика 1945 года выглядит так: 50 % от общего числа сбитых истребителей противника были уничтожены огнем с дистанции менее 100 м, еще 39 % – с дистанции от 100 до 200 м. На дальности более 300 м был сбит всего один 1 % от общего числа. Судя по воспоминаниям советских асов-истребителей, многие из них предпочитали стрелять практически в упор, «когда заклепки становятся видны». Кроме всего прочего, стрельба с предельно малых дистанций смягчала требования к угловому отклонению – вражеский самолет «налетал» на трассы даже при значительных ошибках в выборе величины упреждения. Таким образом, энергичное и умелое маневрирование могло в значительной степени возместить слабость вооружения и примитивность прицельных устройств.

Понятно, что качество и конечная эффективность маневрирования в огромной степени зависят от квалификации и боевого опыта летчика. Менее очевидно то, что самым эффективным «маневром» является грамотно выстроенная тактика ведения группового боя. Чем больше и лучше продумал все детали предстоящего боя командир, тем меньше придется «крутить петли» его подчиненным. Оптимальное построение боевых порядков, эшелонирование по высоте, выделение ударных, прикрывающих, резервных групп, использование облачности и солнца, взаимодействие в групповом бою – все это в конечном итоге позволяет добиться успеха в стремительной первой атаке, не втягиваясь в эффектную на экране, но малоэффективную в бою «воздушную акробатику».

«Не надо фигурять». Эти слова приписывают летчику-истребителю, генерал-лейтенанту авиации, Герою Советского Союза, главкому авиации П.В. Рычагову. Если он действительно говорил такое, то был совершенно прав. Война, в которой генералу Рычагову не суждено было сразиться с врагами лицом к лицу, полностью подтвердила это простое правило.

«Опыт Великой Отечественной войны показал, что первая атака всегда давала наибольший результат по той причине, что в ней элемент внезапности наиболее вероятен… Примеры действий ряда истребительных авиационных дивизий в различных крупных операциях, проведенных нашими войсками в период 1944–1945 гг., показывают, что с первых атак было уничтожено до 75 % немецких самолетов… Одновременная атака, выполненная несколькими самолетами, являлась высшей ступенью воздушного боя… Выполнение атаки группой имело много положительного, так как мощь огня нескольких самолетов и моральное воздействие, производимое на противника, а также чувство товарищеской поддержки одновременно идущих в атаку истребителей делали атаку группой чрезвычайно эффективной…» (31)

И вот только после того, как воздушный бой распадался на отдельные индивидуальные схватки, наступала (если наступала) очередь для того, о чем так любят дискутировать на всевозможных Интернет-форумах: для соревнования в скорости и маневренности самолетов.

Разумеется, исход этого соревнования зависит и от ТТХ самолетов. Но не только, и даже не столько от них. Истребители в воздушном бою не летают так, как описано в нашей Главе 2. Боевые самолеты маневрируют на так называемых «динамических режимах». Это режим полета, основанный на непрерывном преобразовании кинетической энергии (энергии движения) самолета в потенциальную энергию (энергию положения) и наоборот. Или, другими словами, превращении скорости в высоту и высоты в скорость. Самым простым примером такого преобразования скорости в набор высоты является маневр, называемый «горка» (см. рис. 9).

Исходя из фундаментального закона сохранения, сумма кинетической и потенциальной энергии в начальном и конечном состоянии должны быть равны друг другу.

Рис. 9

Например, реактивный самолет летел с начальной скоростью 2340 км/ч (650 м/с). За счет потери скорости до эволютивной (т. е. такой минимально допустимой скорости, при которой еще сохраняется эффективность действия аэродинамических рулей), равной 360 км/ч (100 м/с), он может подняться на 20 854 м. Конечно, этот расчет не учитывает действия как аэродинамического сопротивления, так и тяги работающего двигателя, поэтому он приведен только для иллюстрации. Реальным примером может быть советский истребитель «МиГ-25», который способен выполнить динамическую горку на 15 километров – с высоты статического потолка 20 км до 35 км.

Теперь от отвлеченных примеров перейдем к параметрам истребителей Второй мировой.

«Инструкция летчику по эксплуатации и технике пилотирования самолета «Ла-5» с мотором М-82» 1943 года предписывала производить горку следующим образом:

«После разгона самолета до максимальной скорости плавно выбрать ручку на себя и установить угол подъема около 60 гр. При достижении скорости 270 км/час по прибору плавно отжимать ручкой самолет в горизонтальный полет или в разворот с небольшим креном в 15–20 гр. в желаемую сторону, следя, чтобы скорость была не менее 250 км/час (это и есть эволютивная скорость для «Ла-5»). Набор высоты за горку около 1000 м. Время выполнения 12–15 секунд»

Набор высоты 1000 метров за 12–15 секунд на динамической горке означает достижение вертикальной скорости 67–83 м/сек.

Вертикальная скорость 67–83 метров в секунду.

Это не много, а невероятно много. Если мы посмотрим на те ТТХ истребителей начала Второй мировой войны, которые приведены во всех книгах и справочниках, то обнаружим, что типичный истребитель развивал вертикальную скорость 12–14 м/сек (700–850 м/мин). Недопустимо низкой могла считаться вертикальная скорость в 10–11 м/сек, исключительно высокой – вертикальная скорость порядка 15–17 м/сек. В конце войны огромными усилиями конструкторов и ученых были созданы истребители, способные развить вертикальную скорость в 19–22 м/сек («Ла-7», «Спитфайр» Mk-XIV, «Мессершмитт» Bf-109G-10). Причем все эти значения относятся к так называемой «начальной» вертикальной скорости или «вертикальной скорости у земли». По мере набора высоты и связанного с этим падения тяги винтомоторной установки вертикальная скорость быстро уменьшается. Так, вертикальная скорость истребителя «Ла-5ФН» у земли составляла 17,7 м/сек, на высоте 5 км она уменьшалась до 14 м/сек, а уже на высоте 7 км падала до 10 м/сек.

Большую вертикальную скорость и способность «взмывать в небо» истребители той эпохи достигали ТОЛЬКО на динамических режимах.

Например, в инструкции по эксплуатации «ЛаГГ-3» (того самого истребителя, который на всех фронтах называли «Лакированный Гарантированный Гроб») рекомендуемым углом набора высоты при выполнении фигуры, именуемой «ранверсман» (сочетание горки с разворотом и последующим пикированием), называется угол в 70–80 градусов к горизонту. Но и это еще не предел возможной динамической скороподъемности. Указанные режимы выполнения горки или ранверсмана предполагали, что выполнение фигуры начинается из горизонтального полета с максимальной скоростью. Но ведь возможен и полет с большей скоростью – со скоростью пикирования. Для «ЛаГГ-3» это 600 км/час, «Як-3» пикировал со скоростью 700 км/час. Переходя с такой скорости в динамическую горку, можно было действительно «свечой взмыть в небо».

С другой стороны, все книги и справочники, все «таблички» приводят значения вертикальной скорости на «статическом» режиме набора высоты, т. е. в полете с постоянной горизонтальной (относительно земли, а не относительно воздушного потока) скоростью. Оптимальной скоростью при статическом наборе высоты для самых разных по конструкции самолетов («ЛаГГ-3», «Ла-5», «Як-3», «Киттихоук» «Р-40», «Мессершмитт» «Bf-109» G-2) инструкции по эксплуатации называют примерно одну и ту же скорость в 270–275 км/час. При таких значения горизонтальной и вертикальной скорости статический набор высоты происходил: у «безнадежно-устаревших» истребителей типа английского «Харрикейна» или французского «Блох» «MB -152» под углом 6–7 градусов к горизонту, а у наиновейшего «Спит-файра» или «Мессершмитта» – под углом 12–13 градусов к горизонту. Ни то, ни другое, ни 6, ни 13 градусов, не имеет ничего общего с энергичным маневрированием в воздушном бою.

Типовые траектории набора высоты типичных истребителей Второй мировой войны при статическом и динамическом режимах показаны на рис. 10

Рис. 10

Уважаемый читатель, посмотрите на рис. 10 как можно внимательнее. Он того заслуживает. В предыдущих главах мы отметили реальный, бесспорный ФАКТ: летая на совершенно одинаковых самолетах, одни летчики сбивали вражеские самолеты десятками, а другие (и таких было абсолютное большинство) не сбили за всю войну ни одного самолета. Рис. 10 является наглядным объяснением одной из многих причин, объясняющих этот факт. Рис. 10 показывает, что в воздушном маневрировании практически все зависело от тактики организации боя (заблаговременный набор высоты и внезапность атаки) и индивидуального мастерства летчика (умение летать на динамических режимах).

«Скороподъемность, так же как и скорость, находится в очень большой зависимости от превышения. Если истребитель находится вверху, то он после атаки с пикирования может на короткий период дать огромную скороподъемность и уйти вверх чрезвычайно крутой горкой.